cap¡tulo 15 - comprension del ph del mash.doc

7/24/2019 Captulo 15 - Comprension del pH del mash.doc

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HOW TO BREW CAPTULO 15

Captulo 15 - Comprensin del pH del mash

15.0 Qu clase de agua necesito?UD. se pregunta:"Qu clase de agua necesito para una fabricacin all-grain?"En general, el agua debe ser de moderada durea ! baa a moderada alcalinidad, pero

eso depende."Qu significa eso? Depende de #u?""$uedo conseguir esa clase de agua?""%mo es mi propia agua?"Este cap&tulo contesta todas esas preguntas. 'as respuestas depender(n del tipo decer)ea #ue se #uiera fabricar, ! del car(cter de los minerales del agua #ue se )a a usar.El trmino "durea "se refiere a la cantidad de iones de calcio ! magnesio en el agua. Elagua dura generalmente causa sarro en los tubos. 'a durea del agua es balanceada engran medida por la alcalinidad. El agua alcalina es alta en bicarbonatos. El agua con altaalcalinidad *ace #ue el p+ del mas* sea m(s alto de lo #ue ser&a normalmente. El uso demaltas oscuras tostadas en el mas* puede balancear el agua alcalina para lograr el p+

deseado, ! este concepto ser( eplorado m(s adelante en este cap&tulo.

15.1 Lectura de un reporte de agua$ara entender su agua, UD necesitar( una copia del an(lisis anual del agua de su (rea.'lame al Departamento de bras $blicas de su /unicipalidad ! pida una copia0generalmente la en)&an sin cargo. En la 1abla 23 se muestra un eemplo sobre 'os4ngeles. 'os informes sobre calidad del agua est(n orientados primariamente a las le!essobre agua segura para beber, libre de contaminantes como pesticidas, bacterias !metales ticos. %omo fabricantes, nosotros estamos interesados en los est(ndaressecundarios o estticos, #ue tienen #ue )er con sabor ! p+.+a! )arios iones importantes #ue considerar cuando se e)ala el agua para fabricacin.'os principales iones son %alcio 5%a678, /agnesio 5/g678, 9icarbonato 5+%3-28, !ulfato 5;-78. El odio 5$%9s5)arios - $8 5)arios - $8


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5)arios - $8 5)arios - $8


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agnesio &g34*$eso tmico L 7;.3$eso E#ui)alente L 27.2Mango de Cabricacin L 2-3 ppm

Este in se comporta de manera mu! similar al %alcio en el agua, pero es menos efica.1ambin contribu!e a la durea del agua. El /agnesio es un importante nutriente de lale)adura en pe#ueOas cantidades 52 - 7 ppm8, pero cantidades ma!ores a @ ppmtienden a dar un sabor amargo a la cer)ea.


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sulfato es solamente le)emente alcalino, ! no contribu!e a la alcalinidad general delagua.

8odio &,a31*$eso tmico L 77.G

$eso E#ui)alente L 77.GMango de Cabricacin L -2@ ppmEl odio puede aparecer en grandes cantidades, especialmente si se usa un ablandadorde agua a base de sales 5es decir, intercambio de iones8 en la fabricacin casera. Engeneral, no deber&a usarse nunca agua ablandada para el mas*. $robablemente senecesite el calcio #ue sta aporta, pero definiti)amente no se necesitan altos ni)eles desodio. ni)eles de K -2@ ppm, redondea los aromas de la cer)ea, acentuando ladulura de la malta. $ero por sobre los 7 ppm la cer)ea tomar( un sabor salado. 'acombinacin de sodio con una alta concentracin de iones de sulfato producir( unamargor demasiado marcado. /antener por lo tanto al menos uno u otro tan bao comosea posible, preferiblemente el sodio.

Chloride &C;-1*$eso tmico L 3@.;$eso E#ui)alente L 3@.;Mango de Cabricacin L -7@ ppmEl in c*loride tambin acenta el aroma ! terminacin de la cer)ea. 'asconcentraciones por sobre 3 ppm 5pro)enientes de agua c*lorinatada o de residuos dela)andina usada como desinfectante8 pueden producir aromas a remedio debido a loscomponentes de clorofenol.

'ureuialentes'a durea ! alcalinidad del agua generalmente se denominan como "%a%3". 'a dureareferida como concentracin de cation, ! la alcalinidad referida a los anion, es decir,

bicarbonato. i su an(lisis de agua local no menciona la concentracin de iones debicarbonato 5ppm8, ni "lcalinidad como %a%3", para dar una idea del poderbuffering del agua al p+ del mas*, entonces *abr( #ue llamar al departamento de agua! pedir de *ablar con alguno de los ingenieros. Ellos tendr(n esa informacin.El %alcio, ! en menor medida el /agnesio, combinan con el bicarbonato para formartia, la cual es slo le)emente soluble en agua de p+ neutro 5K.8. 'a concentracintotal de estos dos iones en agua es llamada "durea", ! es mu! notable como sarro enlas caOer&as. 'a durea del agua es generalmente mencionada en los datos municipales

sobre el agua como "Durea como %a%3", ! es igual a la suma de las concentracionesde %a ! /g en milie#ui)alentes por litro 5mE#>l8 multiplicada por @ 5el $esoE#ui)alente de %a%38. Un E#ui)alente es una molcula de un in con una carga, 6 o -,de 2. El $eso E#ui)alente de %a67es la mitad de su peso atmico de ;, es decir, 7.$or lo tanto si se di)ide la concentracin en ppm o mg>l de la cantidad demilie#ui)alentes de %alcio ! /agnesio untos, ! se multiplica por @ 5%a 5ppm8>7 6/g 5ppm8>27.28 @ L Durea 1otal como %a%3.Estas operaciones est(n resumidas en la tabla siguiente:

a!la 1" - actores de conersin para la concentracin de iones+ara o!tener 'e Hacer esto

%a 5mE#>l8 %a 5ppm8 Di)idir por 7/g 5mE#>l8 /g 5ppm8 Di)idir por 27.2

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+%35mE#>l8 +%35ppm8 Di)idir por I2%a%35mE#>l8 %a%35ppm8 Di)idir por @%a 5ppm8 %a 5mE#>l8 /ultiplicar por 7%a 5ppm8 Durea 1otal como %a%3 l8 /ultiplicar 27.2/g 5ppm8 Durea 1otal como %a%3


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Ciudad Ca34 g34 HC7"-1 C;-1 ,a31 87:-4

Pilsen 2 3 3 ;.3 ; -Dublin 22G ; 32G 2G 27 @3

De " merican +and! 9ooP", 7:KG, a*l-+enius, lG7

'a otra cer)ea a considerar es Ruinnes, la famosa stout de =rlanda. El agua de =rlandaes alta en bicarbonatos 5+%3-28, ! tiene una buena cantidad de calcio, pero nosuficiente para balancear el bicarbonato. Esto resulta en un agua dura ! alcalina con unacantidad de poder buffering. 'a alta alcalinidad del agua dificulta la produccin de lig*t

pales, #ue no tienen un sabor pronunciado. El agua no permite #ue un mas* a base deun 2B de malta alcance el p+ target de @- @.A, ste se mantiene m(s alto, ! estoetrae desagradables componentes fenlicos ! t(nicos de la c(scara del grano. El p+m(s bao de un mas* ptimo [email protected]@.@8, normalmente e)ita #ue estos componentesaparecan en la cer)ea terminada. $ero por #u esta regin del mundo es renombrada

por producir destacadas cer)eas negras? 'a ran es la malta oscura en s& misma. 'asmaltas oscuras mu! tostadas usadas para producir la Ruinnes agregan acide al mas*.

Estas maltas se e#uiparan ! oponen a la capacidad buffering 5resistencia8 de loscarbonatos en el agua, ! baan as& el p+ del mas* al target buscado.El caso es #ue la cer)ea negra no puede ser producida en $ilsen, ! las lig*t lager no

pueden fabricarse en Dubl&n sin el agregado de la cantidad ! tipo apropiado de salesbuffering. ntes de fabricar su primera cer)ea all-grain, UD deber&a conseguir elan(lisis del agua local ! obser)ar el perfil de minerales, para saber cu(les estilos decer)ea se podr(n producir meor. El uso de maltas tostadas 5roasted8 tales como%aramel. %*ocolate, 9lacP $atent, ! las maltas tostadas 5toasted8, como /unic* !Siena, pueden usarse con ito en (reas con aguas alcalinas 5es decir, un p+ ma!or #ueK.@ ! un ni)el de carbonato de m(s de 7 partes por milln8, para producir buenascondiciones en el mas*. i se )i)e en un (rea donde el agua es mu! sua)e o blanda5como $ilsen8, se pueden agregar sales al mas* para a!udar al agua a lograr el p+

buscado. 'as dos secciones siguientes de este cap&tulo, lcalinidad residual ! p+ delmas*, ! Uso de sales para uste del gua, discuten cmo *acerlo.'a siguiente 1abla muestra eemplos de estilos cl(sicos de cer)ea, ! el perfil deminerales de las ciudades donde se producen. l mirar las ciudades ! su resultanteestilo, se podr( apreciar en #u medida se interrelacionan la #u&mica de la malta ! la delagua. /(s abao se dan descripciones de las regiones de cada estilo de cer)ea.

a!la 15 - +er9iles de agua de nota!les ciudades productorasCiudad Calcio

&Ca34*agnesio&g34*

6icar!onato&HC7"-1*

87:-4

,a31 C;-1

@stilo deCere


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'ondon "Cermentation 1ec*nolog!", p. 23, estermann ! +uige/unic*$ilsen "merican +and! 9ooP", 7:KG, a*l-+enius, lG7Siena

Pilsen -'a mu! baa durea ! alcalinidad permiten logarar un p+ del mas* ptimo

solamente con maltas base, logrando el aroma sua)e ! rico de pan fresco. 'a falta desulfato pro)ee un e#uilibrado amargor del lpulo, sin sobreponerse al sua)e malteado0el noble aroma del lpulo es enfatiado.

Dortmund -tra ciudad famosa por las pale lagers. Dortmund Eport tiene menoscar(cter a lpulo #ue la $ilsner, presenta en cambio un definido car(cter de malta,debido a la ma!or presencia de )ariedad de minerales. El balance de los minerales esmu! similar a Sienna, pero la cer)ea es m(s fuerte, m(s seca, ! de color m(s claro.Vienna -El agua de esta ciudad es similar a la de Dortmund, pero carece del ni)el decalcio para balancear los carbonatos, ! le falta tambin el sodio ! c*loride #ue danaroma. 'os intentos por imitar a la Dortmund Eport fallaron miserablemente *asta #uese agreg un porcentae de malta tostada para balancear el mas*, ! nacieron las famosasroo-(mbar Sienna lagers.

Munic -un#ue moderada en la ma!or&a de los minerales, la alcalinidad por loscarbonatos es alta. 'os sua)es aromas de las dunPel, bocPs, ! oPtoberfests de la reginmuestran el ito de usar maltas oscuras para balancear los carbonatos ! acidificar elmas*. 'os contenidos relati)amente baos de sulfato permiten un amargor e#uilibrado

por el lpulo, ! determinan #ue el aroma de la malta sea el dominante.!ondon -'os ni)eles m(s altos de carbonatos determinaron el uso de maltas m(soscuras para balancear el mas*, pero el c*loride ! el alto contenido de sodio tambinsua)ian el aroma, ! dan como resultado las mu! conocidas porters rub& oscuro ! las

pale ales color cobre.

Edinburg -l pensar en los neblinosos atardeceres de Escocia se piensa tambin en lafuerte cotis* ale, de destellos rub& oscuro, un dulce malteado ! e#uilibrado final delpulo. El agua es similar a la de 'ondres, pero con un poco m(s de bicarbonato !sulfato, lo #ue produce una cer)ea #ue puede soportar un cuerpo de malta m(sdefinido, usando menos lpulo para lograr el balance.

"urton-on-#rent - %omparados con 'ondres, el calcio ! sulfato son notablementealtos, pero la durea ! alcalinidad son balanceadas, mu! similares a los ni)eles de$ilsen. El alto ni)el de sulfato ! bao ni)el de sodio produce un amargor de lpulolimpio ! definido. %omparadas con las cer)eas de 'ondres, las 9urton son m(s

p(lidas, pero muc*o m(s amargas, aun#ue el amargor es balanceado por el ma!orcuerpo ! ni)el de alco*ol de estas cer)eas.

Dubln -Camosa por su stout, Dubl&n tiene la ma!or concentracin de bicarbonatoentre todas las ciudades de las islas 9rit(nicas, e =rlanda *ace uso de esta caracter&sticapara producir la cer)ea m(s oscura ! malteada del mundo. 'os baos ni)eles de sodio,c*loride ! sulfato producen un amargor de lpulo adecuado para balancearapropiadamente toda la malta.

15." 2lcalinidad residual = pH del mashntes de preparar su primer mas*, UD probablemente #uerr( asegurarse de #ue estresultar( bien. /uc*os #uieren fabricar una darP stout o una lig*t pilsener como

primera cer)ea all-grain, pero esos estilos mu! oscuros o mu! li)ianos re#uieren elagua apropiada para lograr el p+ re#uerido en el mas*. un#ue no *a! mtodos

completamente seguros para predecir el p+ eacto, *a! mtodos emp&ricos ! c(lculos#ue se pueden utiliar, como el c(lculo de =9Us del lpulo. $ara estimar el p+ probable

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de su mas*, necesitar( la concentracin de iones de calcio, magnesio ! alcalinidadmencionados en el reporte de agua de su localidad.

2ntecedentesAEn 2G@3, $. o*lbac* determin #ue 3.@ e#ui)alentes 5E#8 de calcio reaccionan con

malta "p*!tin" ! liberan 2 e#ui)alente de iones de *idrgeno #ue pueden "neutraliar" 2e#ui)alente de alcalinidad del agua. /agnesio, el otro in del agua dura, trabaatambin pero en menor medida, necesitando K e#ui)alentes para neutraliar 2e#ui)alente de alcalinidad. 'a alcalinidad no neutraliada es denominada "alcalinidadresidual" 5M8. obre una base por )olumen, esto puede epresarse como:

mE#>' M L mE#>' lcalinidad - V5mE#>' %a8>3.@ 6 5mE#>' /g8>KW

Donde mE#>' es definido como "milie#ui)alentes por litro"Esta alcalinidad residual causar( #ue un mas* a base slo de malta tenga un p+ m(salto #ue lo deseable, resultando en etraccin de taninos, etc. $ara contrarrestar la M,

los fabricantes de onas de aguas alcalinas como Dubl&n agregaron maltas oscurasroasted, las cuales tienen una acide natural #ue de)uel)e al mas* el p+ apropiado.$ara a!udarlo a determinar cu(l es su M, ! cu(l ser( probablemente el p+ del mas**ec*o con un 2B de malta, *e reunido las siguientes monograf&as #ue le permitir(nleer el p+ despus de seOalar los ni)eles de calcio, magnesio ! alcalinidad. $ara usar eldiagrama, marcar los ni)eles de calcio ! magnesio para determinar una "efecti)a"durea 5E+8, dibuar luego una l&nea desde ese )alor a tra)s de su )alor de alcalinidad,

para seOalar la M ! el p+ aproimado.Despus de determinar su probable p+, el diagrama le ofrece 7 opciones:

a8 Cabricar un estilo #ue coincida aproimadamente con el p+ de la escala.b8 Estimar la cantidad de calcio #ue deber&a agregarse para lograr el p+ buscado.

/ostrar cmo funciona esto en el eemplo siguiente:

'eterminacin de los estilos de cereue meBor se adaptan a su agua2.- Un reporte de agua de 'os 4ngeles, %, determina #ue las tres concentraciones deiones son:

%a 5ppm8 L K/g 5ppm8 L 3

lcalinidad L 27 ppm como %a%3

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7.- /arcar estos )alores en las escalas apropiadas. 5/arcadas a#u& con c&rculos roos !)erdes83.- Dibuar una l&nea entre los )alores de %a ! /g para determinar la Durea Efecti)a.5eOalada con un cuadrado roo8.;.- partir de este )alor de Durea Efecti)a 5E+8, traar una l&nea a tra)s del )alor delcalinidad 5c&rculo )erde8, *asta la interseccin de la escala M>p+. Ese es el p+estimado de su mas* 5cuadrado [email protected] /irando directamente por encima de la escala del p+, la gu&a de color muestra una

sombra medianamente clara, #ue corresponde a la ma!or&a de las amber, red ! broTnales, ! lagers. 'a ma!or&a de las recetas de las $ale le, 9roTn le ! $orter puedenfabricarse con confiana.

'eterminacin de las adiciones de calcio para !aBar el pH del mashQu ocurre si se #uiere fabricar una cer)ea muc*o m(s pale, como una $ilsener o una+elles. e debe agregar muc*o m(s calcio para balancear la alcalinidad #ue no puede

balancear la malta elegida.2.- Suel)a al gr(fico ! mar#ue un punto en la escala de p+ #ue est dentro del rango decolor deseado. En este eemplo, se eligi un )alor de alrededor p+ @.I.

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7.- 1race una l&nea desde este )alor de p+ a tra)s de su )alor de alcalinidad 5delreporte de agua8, ! determine su nue)o )alor E+.3.- partir del )alor original de /g del reporte, trace una l&nea a tra)s del nue)o )alorE+, ! determine el nue)o )alor de %a necesario para producir esta durea efecti)a5E+8.;.- Meste el )alor original de %a al nue)o )alor de %a, para determinar la cantidad delmismo 5por galn8 #ue es necesario agregar. En este eemplo, es necesario agregar 2;@

ppm>gal. de calcio [email protected] 'a fuente de calcio puede ser tanto calcium c*loride o calcium sulfate 5g!psum8.

Ser la seccin siguiente para conocer las cantidades a agregar de cada una de estassales.

'eterminacin de las adiciones de !icar!onato para elear el pH del mashDe la misma forma, se puede determinar la alcalinidad adicional 5+%38 necesaria parafabricar una darP stout cuando el agua es de baa alcalinidad.

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Cigura A: Rr(fico para determinar el p+ aproimado de su mas*, a partir del reporte de agua local.

2.- partir del p+ inicial del mas* tomado del reporte de agua, determine el p+deseado para el estilo de cer)ea #ue desea fabricar. En este eemplo, se seleccion un

p+ de I, #ue corresponde a una darP beer en la gu&a de color.7.- 'a diferencia es #ue esta )e se traa una l&nea desde el p+ deseado *asta la E+original, pasando a tra)s de una nue)a alcalinidad.3.- Mestar la alcalinidad original a la nue)a alcalinidad para determinar la cantidadadicional de bicarbonato re#uerida. El bicarbonato adicional puede agregarse !a seausando bicarbonato de sodio 5baPing soda - pol)o de *ornear8, o carbonato de calcio. Eluso de carbonato de calcio agregado tambin puede afectar la E+, *aciendo #ue se debare-e)aluar todo el sistema0 el uso de baPing soda, en cambio, contribuir&a a ele)ar losni)eles de sodio, lo cual, en grandes cantidades, puede producir aromas indeseados. 'o#ue se desea es agregar uno u otro para lograr el ni)el de bicarbonato buscado, sinagregar demasiado sodio o calcio.

15.: so de sales para aBuste de agua de 9a!ricacinEl agua de fabricacin puede austarse 5*asta cierto punto8 mediante el agregado desales de fabricacin. 'amentablemente, el agregado de sales no es una cuestin de 767

L ;0 tiende a ser 3.G o ;.2. 'a #u&mica del agua suele ser complicada, las reglas tienenecepciones ! umbrales en los cuales dominan otras reglas ! ecepciones.fortunadamente, para la ma!or&a de las aplicaciones pr(cticas no es necesario ser tanriguroso. e pueden agregar al agua los iones #ue necesita con sales #ue se consiguenf(cilmente. $ara calcular cu(nto agregar, usar la monograf&a de otro grafico de agua

para calcular #u concentracin es la deseable, ! restar despus la concentracin deiones de su propia agua para determinar la diferencia. 'uego consultar la 1abla 2I para)er la cantidad de iones de una sal en particular #ue es necesario agregar.


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2.- Elegir una sal para agregar el calcio necesario. e usar( g!psum.7.- egn la 1abla 2I, g!psum agrega I2.@ ppm de %a por gramo de g!psumagregado a 3,KG litros de agua.3.- Di)idir los 2;@ ppm por I2.@ para determinar los gramos de g!psum necesarios

por galn para lograr la concentracin deseada. 2;@>I2.@ L 7.; gramos

;.- Despus, multiplicar la cantidad de gramos por galn por el nmero de galonesen el mas* 5;8.7.; ; L G.I gramos, #ue pueden redondearse a 2 [email protected] menos #ue se tenga a mano una escala en gramos, *abr( #ue con)ertir losgramos en cuc*aradas de t, lo cual es muc*o m(s con)eniente. +a! ; gramos deg!psum por cuc*arada, lo cual da: 2>; L 7.@ cuc*aradas de g!psum #ue *abr( #ueagregar al mas*.I.- Cinalmente, es necesario saber cu(nto sulfato *a producido esta adicin. 7.@gramos por galn e#ui)alen a 3IA ppm de sulfato agregados al mas*, lo cual es unagran cantidad. En este caso, ser&a una buena idea usar calcium c*loride para la mitadde la adicin.

'a tabla siguiente pro)ee informacin sobre el uso ! resultados de cada adicin desales. Estas deben usarse en poca cantidad para corregir gra)es deficiencias osobreabundancia de iones. 'as concentraciones dadas en 1abla 2I son para 2 gramodisuelto en 2 galn de agua destilada. 'a disolucin de 2 gramo de una sal en su aguaresultar( en un )alor diferente, debido a su espec&fico p+ ! contenido de minerales. Detodas maneras, los resultados deber&an ser raonablemente cercanos. $or fa)orconsultar el pndice C - 'ecturas Mecomendadas, para encontrar m(s informacin #uela #ue se brinda a#u& sobre la #u&mica del agua ! auste del agua de fabricacin.

a!la 1) - 8ales para el aBuste del agua,om!re comDn dela sal

Concentracina 1 grgaln

Eramos porcucharadat al ras

@9ecto Comentarios

$arbonato de

$alcio %$a$O&'

a()(a( #i*a

2@ ppm %a67

2@A ppm %3-72.A Ele)a el p+

Debido a su limitada solubilidadslo es efecti)o cuando se loagrega directamente al mas*.Usado para cer)eas negras en(reas de aguas blandas. Usar lamonograf&a ! controlar el p+ delmas* con p+ test papers paradeterminar cu(nto agregar.

Sul+ato de $alcio

%$aSO,. /.O'a()(a( 012sum

I2.@ ppm %a67

2;K.; ppm ;-7 ; 9aa el p+

Xtil para agregar calcio si el agua

es baa en sulfato. $uede usarsepara agregar "durea" de sulfatoal amargor del lpulo.

$alcium $loride

%$a$l../.O'

K7 ppm %a67

27K ppm %l-23.; 9aa el p+

Xtil para agregar %alcio si elagua es baa en %*lorides.

Sul+ato de

Magnesio

%MgSO,3/.o'

a()(a( E2som Salt

7I ppm /g67

23 ppm ;-7;.@

9aa el p+en pe#ueOacantidad

$uede usarse para agregar"crispness" de sulfato al amargordel lpulo.

"icarbonato de

Sodio %4a /$O&'

a()(a( "ra)ing

Soda

K@ ppm otiene poca alcalinidad residual,sta puede agregarse. Ser el

procedimiento para carbonato de

%alcio.

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El conseo final sobre el tema es #ue si se #uiere fabricar una pale ! el agua es mu! altaen carbonatos ! baa en calcio, lo meor es usar agua en)asadaF, o diluir su agua conagua destilada ! agregar g!psum o calcium c*loride para compensar el dficit de calcio.bser)ar tambin las cantidades de sulfato ! c*loride. 'a disolucin de minerales conagua no es tan fuerte como lo es la disolucin en el mosto, debido al efecto de los

)arios iones buffering, pero ser( raonablemente aproimada. Y9uena uerteZF+abr&a #ue conseguir el an(lisis del agua en)asada llamando al fabricante. [o lo *e*ec*o con un par de marcas.

#e9erencias-Ci, R., Ci, '., n nal!sis of 9reTing 1ec*ni#ues, 9reTers $ublications, 9oulder%olorado, 2GGK.-De'ange, .., personal communication, 2GGA.-Daniels, M., Designing Rreat 9eers, 9reTers $ublications, 9oulder %olorado, 2GGK.

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