Клуб домашних пивоваров

В промышленности часто греют паром рубашку котла (аналог паровой бани). Тогда весь котел - нагревательный элемент. В автоматических мини пивоварнях встраивают ТЭНы в днище, распределяя тепло более или менее равномерно по днищу.

Тут, как бы, особо ничего не придумаешь - стоит озаботиться о том чтобы тепло передавалось в кипящее сусло как можно более равномерно, а можно и не заморачиваться. Большое количество промышленных мини пивоварен использует трубчатые ТЭНы, вводимые в объем сусла. Да, как можно более длинные, но они все равно пригорают и никто не парится.

Стерилизация

Все просто. Еще до кипения пиво достаточно стерилизовано, поэтому, кипячение роли не играет! Ужас, шок!

Все просто. После того как дрожжи забродят, они сами начнут заботиться о своей и пивовара безопасности. Нам нужно сохранить сусло в течении нескольких часов пока дрожжи заселяются.

Мы можем считать что нам достаточно для сусла выполнить нормы тепловой обработки как для, скажем, безалкогольных натуральных напитков которые при пастеризации стабильно хранятся месяцами.

За основу берут процент микроорганизмов погибающих за минуту при 60 градусах который называется единицей пастеризации (PU=Pasteurization Unit ). Экспериментально выяснили что с ростом температуры и времени пастеризации, количество PU растет по формуле

PU = t 1.393 (T 60)

t= время в минутах

T=температура (в Цельсиях)

Функция - степенная (хз как это вставить).

То есть за 1 минуту при 100 градусах гибнет 1.393 в степени 40! бактерий от того количества которое гибнет при 60, то есть 525854 PU.

Дальше можно смотреть требования разных ТУ, разных стран и так далее сколько нужно PU для стабильного хранения, скажем, соков и все они окажутся сильно ниже пары тысяч PU. Для готового пива, кстати, требуется всего 5-20PU, но там алкоголь есть, низкий PH и углекислота.

Да, PH соков ниже и они дольше портятся, но у нас степень пастеризации в сто раз выше того что нужно для соков. Ну ОК, давайте прокипятим две минуты. Получим уже мильон PU, то есть в ~1000 раз относительно требований для соков.

Таким образом, кстати, появилось очередное крафтовое извращение - No Boil пиво.

Ну и добьем уменьшение объема:

Все просто. При кипении из сусла выкипает и вода тоже. Сахара не выкипают и концентрация сахара в сусле увеличивается. Выше концентрация сахара - выше содержание алкоголя в конечном пиве, ну и всего остального тоже, но алкоголь же самый важный :-)

Чтобы получать расчетное количество алкоголя, нужно учитывать выкипание - в реальности подставить скорость выкипания в литрах в час в калькулятор.

Как узнать скорость выкипания в литрах в час в нашей пивоварне ? Ну, либо измерить объем до и после часа кипения, либо просто посчитать по школьной формуле:

Теплота переданная в сусло = теплота затраченная на выкипание

Теплота переданная в сусло = [время кипения] x [мощность нагр. элемента]

Теплота затраченная на выкипание = [теплота парообразования воды] х [объем воды] x [плотность воды]

Любители поизвращаться могут все в дюймах на квадратный лапоть посчитать, но для нас - все просто.

На 2 кВт получается приблизительно 3 литра в час. Плюс-минус трамвайная остановка. Все. Втыкаем в калькулятор и забываем.

Фух! Докипятились. Пора охлаждаться и переливать на брожение!

Это был самый жаркий и вонючий этап (кипящий хмель не очень нравится большинству домочадцев).

Теперь, что касается выпаривания ненужных нам летучих веществ. Прежде всего, мы говорим о соединениях серы, дающих нежелательные оттенки вкуса (off flavors). Самым часто обсуждаемым соединением серы, которого боятся пивовары как огня является диметилсульфид (DMS). Это соединение придает пиву классический запах соединений серы описываемый разными словами начиная от эпитетов "запах вареной кукурузы", "запах спаржи" и до "запах гнилых яиц".

Наткнулся на интересную информацию о том что DMS является основным составляющим аромата спаржи. Короче, в пиве это невкусно!

Прекурсор этого соединения, присутствует в зародыше ячменного зерна, растворяется в воде и попадает в сусло при затирании. При кипении сусла, прекурсор разлагается с выделением преславутого DMS. DMS после выделения при дальнейшем кипении испаряется быстрее воды и его концентрация в сусле в процессе кипения снижается. Также, DMS начинает выделяться и испаряться уже при сушке солода, так что более темно обжаренные сорта солода содержат меньше DMS чем более светло обжаренные сорта. Разница есть даже между пилснером и пейл солодом, хотя оба очень светлые. Важно, что испарение DMS происходит тем эффективнее за единицу времени, чем более активно идет кипение. Для эффективного удаление этого аромата необходимо не накрывать крышкой варочный котел, чтобы не допустить конденсации и выпадения DMS обратно в сусло. Если нужно не хочется сидеть в парком помещении, можно использовать принудительные вытяжки над котлом. Именно вытяжками являются толстые хоботы над классическими котлами на пивзаводах. Существуют домашние эжекторные вытяжки.

Теперь самое важное: традиционно считается что для удаления DMS сусло нужно кипятить.... И дальше каждый вставляет какое-то большое количество минут: 60, 90, 120 итд. Я поверил исследованиям иностранных товарищей и проверил сам не на одной варке

при использовании хорошего солода достаточно кипятить пиво 30 минут при активном кипении, даже при использовании одного только пилс солода. При варке 20 литров сусла при кипении на 2 кВт я абсолютно не чувствую (даже в слабоохмеленных сортах) никакого DMS.

Причина состоит в том что современный ячмень, осоложенный по современному техпроцессу содержит очень мало прекурсора для образования этого самого DMS. Дополнительные шаги для удаления DMS мы также предпримем после брожения, так как дрожжи метаболизируют другой прекурсор, также образуя DMS.

К концу кипения, в кипящем сусле останется еще достаточно много компонентов снижающих прозрачность готового пива (в основном белков и некоторых особо упорных полисахаров). Если мы варим сорт который подразумевает прозрачность, на этом этапе хорошо бы сделать так чтобы эти компоненты остались в варочном котле, а мы бы забрали сусло имещюее лучшую способность к осветлению. Для того чтобы это сделать, применяют гелеобразующие добавки, способные связаться с ненужными растворенными белками и выпасть при охлаждении на дно варочного котла в виде все того же бруха.

Наиболее исторической и часто используемой добавкой является ирландский мох (Irish moss). Это натуральная пищевая добавка, получаемая из ... мха, растущего ... в Ирландии :-).

На самом деле это не мох, а водоросль внешне напоминающая мох. С точки зрения химии процесса, мы добавляем экстракт этого растения - полисахарид карагинан, который способен образовывать гели в связке с другими веществами. Ирландский мох вносят за 5-10 минут до окончания кипения. Обычно продается в виде таблеток из спрессованного серо-белого порошка. Добавляют согласно инструкции (0.5 - 1.5г) на 20 литровый котел. Просто добавить. Никаких действий больше не нужно.

Исторически, хмель начали добавлять для консервации пива, так как заметили что его добавление позволяет пиву храниться дольше. Опять же исторически, заметили что добавление хмеля в кипящее пиво придает ему горечи, которая (в умеренных количествах) приятно балансирует сладость, вкусы начавшего киснуть пива (о санитарии тогда не знали и пиво могло начать быстро портиться), дрожжевой и спиртовой вкус итд. То есть, хмелевая горечь стала (в большей или меньшей степени) неотъемлемой частью вкуса пива. Взять хотя бы, знаменитый немецкий закон о чистоте пива. Хмель в нем разрешен и требуется, а вот дрожжи - нет (о них просто тогда не знали). Потом, согласно легенде, англичане захотели возить пиво из Англии в Индийские колонии и заметили что очень горькое пиво лучше переносит длительное путешествие. Так получили India Pale Ale.

Так что сегодня мы обсудим добавление в пиво хмеля, которое называется охмелением. После добавления хмеля сусло называется охмеленным.

Более точно, в разрезе кипячения мы рассмотрим горячее охмеление (hot side hop additions), которое так называется потому что хмель вносится в горячее сусло в противовес холодному охмелению, где хмель вносится в холодное сусло или в готовое пиво.

В составе хмеля присутствует несколько основных категорий компонентов, интересующих нас с точки зрения влияния на пиво.

Во-первых, в составе хмеля присутствуют летучие вещества, молекулы которых мы можем чувствовать с помощью органов обоняния (всевозможные фенолы, эфиры, спирты и прочее). Эти вещества хорошо растворимы в воде, но быстро улетучиваются при высокой температуре. Из обычной жизни в качестве примера можно взять духи. Они сильно пахнут, но если оставить их открытыми, а тем более - нагреть, их запах быстро улетучится.

Во-вторых, водорастворимые или способные быть вымытыми водой из хмеля, но малолетучие соединения, которые мы можем различать с помощью наших органов обоняния и вкуса. Сюда пойдут, например, масла. В составе духов тоже есть масла и именно остатки их ароматов мы можем долго чувствовать из пустой бутылочки духов.

В-третьих, это нерастворимые в воде соединения, содержащиеся в хмеле, называемые альфа-кислоты. Эти соединения при при воздействии высокой температуры в воде превращаются в другие вещества (изомеры альфа кислот), являющиеся основным фактором придающим пиву горечь, которые растворимы в воде и малолетучи. Процент веса альфа кислот от общего веса хмеля обычно указывается на этикетке хмеля. Это его важный показатель.

Процесс превращение альфа кислот в горечь идет медленно и на практике малым количеством хмеля при долгом кипячении можно добиться высокого уровня горечи пива, если это нужно. Этим пользуются большие пивзаводы, используя малое количество хмеля с высоким содержанием альфа кислоты, который они долго кипятят. Экономика должна быть экономной.

Интересно, что изомеризация альфа кислот очень быстро замедляется с падением температуры, так быстро, что можно считать что горечь в сусле растет только когда оно именно кипит с хмелем. Изомеризация альфа кислот (образование горечи), по сути, самая важная причина именно кипятить, а не просто сильно нагреть сусло.

При внесении в кипящее сусло хмеля, одновременно запускается: очень быстрое испарение высоколетучего "аромата" хмеля, менее быстрое испарение несколько менее летучего "вкуса" и накопление со временем горечи.

Часто говорят что вначале кипения вносят "хмель для горечи" (bittering hop addition) - то есть хмель, в составе которого предпочтительно иметь максимальное количество альфа кислот (так как все остальное в очень большой степени испарится в процессе кипения). Часто используются более дешевые сорта хмеля с большим процентом альфа кислот, специально выведенные для этой цели (как раз такие которые используют большие пив. заводы).

В середине кипения вносят хмель "для вкуса". В действительности - для горечи и вкуса и в небольшой степени для аромата, так как уже может и не все выпариться, но некоторое количество альфа кислот все же успеет изомеризоваться.

В конце вносят хмель "для аромата" (aroma hop addition) с прицелом начать охлаждение сусла вскоре после внесения этой последней порции хмеля, чтобы минимизировать испарение летучих ароматических веществ. Немного горечи это внесение хмеля все равно добавит.

Так как процессы происходящие с хмелем прямо пропорциональны количеству времени которое он проведет в кипящем сусле, время внесения хмеля считают от окончания кипения. То есть, говорят, например, внесение хмеля для горечи за 60 минут до конца кипения, для вкуса - за 30 и для аромата - за 5. Таким образом, можно разнести две переменные при варке пива: время кипячения о котором мы поговорим позже и схему горячего охмеления. Все пивоваренные таймеры работают именно на обратный отсчет.

Существует мнение, что, как минимум, для высоко охмеленных сортов со средней или высокой горечью, стоит стремиться к тому, чтобы количество горечи получаемое от каждого внесения хмеля было одинаковым. Так естественным образом получится, что хмеля на аромат нужно внести больше чем хмеля на вкус, а его, в свою очередь - больше чем хмеля на горечь.

Также, в современном крафте применяют еще несколько вариантов горячего охмеления.

First Wort addition - внесение хмеля до закипания сусла - сразу после промывки. Это добавление дающее горечь, так как весь этот хмель будет кипеть. Считается что горечь при таком внесении более "мягкая". Я не пробовал, но осуждаю.

Flame out addition - внесение хмеля сразу после выключения нагрева (сразу после окончания кипения) - в сусло начавшее остывать. Это внесение "на аромат", отсутствие кипения помогает снизить улетучивание летучих ароматических веществ и снизить добавочную горечь.

Whirlpool addition - или "хмель на вирпул". Это внесение хмеля в остывающее перед перекачкой на брожение пиво. Обыно делается в диапазоне температут 90-60 градусов. Может делаться как с приостановкой остужения пива (то есть, как бы такая пауза на охмеление длительностью 10-30 минут) либо без остановки остужения. Это внесение для аромата, так как пиво не кипит, хотя считается что на более горячем конце спектра некотарая горечь появится. Про сам вирпул будет дальше.

Hop Stand. То же что Whirlpool но не обязательно закручивать сусло (делать вирпул).

С точки зрения крафтового пивоварения как искусства - то есть получения некоторого продукта творческой деятельности пивовара, в крафтовом пивоварении применяется любое сочитание всех описанных выше методов горячего охмеления. Можно свободно пропускать одни, добавлять шаги охмеления, а также другие методы, на которых мы сейчас останавливаться не будем: приготовление настоя хмеля отдельно от сусла (hop tea), охмеление вне сусловарочного котла (например hop rocket) итд.

Охмеление, это, на самом деле, один из основных инструментов пивовара при создании сусла (мы же помним что пиво-то делают дрожжи, а пивовар всего лишь варит сусло). С помощью хмелей, их различного сочетания и методов охмеления, можно добиться невероятной вариативности вкуса и аромата пива от клубники или апельсинового сока до резины, сосновой смолы и так далее.

Просто для понимания пространства для творчества: при варке пшеничного баварского hefeweizen может быть достаточно всего 10г хмеля одного сорта на 20 литров пива добавленного только в начале кипения на горечь. А вот для какого-нибудь New England IPA может быть мало и 200-300 грамм на 20 литров трех-пяти разных сортов, добавленных в 4-5 различных моментов приготовления пива.

Следующая цель при кипячении - выпаривание одних веществ и высаживание в осадок других, желательно - тех которые нам не нужны.

1. Мы хотим получить напиток. Обычно в напитках нет твердых составляющих. Так что мы банально хотим избавиться от остатков зерна и шелухи.

2. В большинстве случаев (для большинства популярных сортов), мы хотим осветлить сусло, то есть, убрать из него взвесь мелких частиц, которые потом могут помешать дальнейшим процессам и сделать пиво мутным и некрасивым.

3. Очень часто, мы хотим разбавить получившееся после затирания сусло. Зачем ? Сейчас объясню:

   Начнем с конца. В домашнем пивоварении, очень часто используется одна и та же кастрюля как для затирания так и для варки. Почти всегда, мы хотим получить максимально возможный объем сусла для нашей кастрюли. Предположим, что кастрюля 30 литров и мы пытаемся сварить 28 литров сусла (что реально на практике). Тогда, если мы просто зальем 30 литров воды, к ней добавим 5-7 килограмм солода (это будет литров 10-15), общий объем затора превысит емкость нашей кастрюли. Поэтому, мы затираем солод в том количестве воды что влезет в кастрюлю, при этом, в достаточно большом количестве воды чтобы затор был не супер густой и его можно было размешать и в нем могла бы происходит циркуляция жидкости во время затирания.

   После того как мы зерно удалим, мы можем долить недостающую по рецепту промывочную воду и начать кипячение.

Мы могли бы просто достать зерно (шумовкой или типа того) и долить в кастрюлю воду, но мы так делать не будем. Во-первых, если мы потревожим устоявшийся комок дробины, в сусло пойдет муть, а мы этого не хотим. Во-вторых, дробина хорошо напиталась концентрированным суслом и нам бы хорошо бы дать ей стечь как можно полнее (чтобы получить как можно больше вкусняшек, за которые мы так боролись). При этом, выжимать дробину силой мы тоже не будем, так как это опять даст муть. В третьих, даже когда дробина стечет, на поверхности зерна останется еще много вкусного, если мы это вкусное не смоем обратно в наш котел.

В результате, в домашнем пивоварении получается наиболее эффективным, после окончания затирания, как можно меньше нарушая целостность комка дробины вынуть ее из жидкого сусла, дать стечь, после чего промыть дробину чистой водой, до объема который мы хотим кипятить. В идеале, на этом этапе мы можем измерить плотность сусла и, к примеру, отказаться от промывки и просто долить воды, если плотность выше чем мы ожидали. То есть, этот этап позволяет подрегулировать плотность под рецепт.

В промышленности, где используется поточный метод с перекачиванием сусла из заторного чана (mash tun) в фильтр чан (lauter tun) и далее в сусловарочный котел (boil kettle), используется следующая технология:

Затор в заторном чане в процессе затирания перемешивается мешалками для повышения эффективности, поэтому он жидкий-то очень относительно (как овсянка).

По окончании затирания, затор как есть перекачивается в фильтр чан - посуду, дно которой состоит из решеток, достаточно мелких чтобы задержать шелуху и крупные частицы дробины. Сусло из затора начинает стекать через решетчатое дно вниз чана. Когда весь затор - в фильтр чане, сусло, все еще очень мутное, начинают забирать насосом снизу из под решеток и подавать сверху на затор. контролируя прозрачность забираемого снизу сусла.

Каждый раз, проходя через затор, сусло оставляет в нем частички взвеси, которые зацепились за предыдущие частички и более чистое сусло стекает вниз. Взвесь, накапливаясь в виде фильтр-слоя становясь все более тонким фильтром. Таким образом, по мере того как сусло становится чище, фильтр-слой очищает сусло от все более мелких частиц делая его все более чистым и прозрачным. Как только требуемая прозрачность достигнута, сусло забираемое снизу фильтр-чана начинают перекачивать в варочный котел, при этом, следят за уровнем жидкости в фильтр чане.

Дело в том, что фильтр-слой это штука нежная и тонкая. Это не слой твердого слежавшегося вещества на дне фильтр-чана. В идеале, это некая полужидкая субстанция, поддерживаемая в полужидком состоянии протекающим через нее суслом. Она находится в равновесии. Если дать слишком большому количеству жидкости из этой взвеси вытечь, взвесь начнет оседать, уплотняться и легко может превратиться в непроницаемую или очень медленно проницаемую для сусла субстанцию. Это грозит тем что фильтрация либо затянется на многие часы либо просто встанет.

Именно для того чтобы не дать фильтр слою слежаться, если делают промывку (а ее в этом случае делают разбрызгивая равномерно воду сверху на затор, промывку начинают как только из фильтр чана вытекло достаточно сусла чтобы "оголилась дробина", то есть как только уровень жидкого сусла над фильтр-слоем стал достаточно низким чтобы стала видна дробина (а она, кстати, выглядит как разваренная перловка с вкраплениями ячменной шелухи). При этом, стараются держать некоторый уровень воды над дробиной. При таком подходе, сверху в дробину постоянно подается чистая вода, которая все более и более полно промывает дробину от остатков вкусняшек.

Фильтрацию заканчивают в этом случае либо по достижению нужного количества сусла в варочном котле, либо по достижению достаточно низкой плотности (иногда еще контролируют ph) промытого сусла. Дробине дают еще стечь, после чего удаляют из фильтр чана, чан моют и в него подают уже готовую следующую порцию затора на фильтрацию. В промышленном производстве, таким образом, требуется чтобы фильтрация прошла быстрее чем закончилось следующее затирание.

Как мы уже обсуждали, дома мы это все имитируем. В большинстве домашних мини-пивоварен предусмотрена корзина для зерна (grain basket) с решетчатым дном, в которую перед началом затирания мы загружаем молотый солод. В этой корзине в процессе затирания организуется циркуляция сусла, чаще всего, сверху вниз. Главное, что в одном направлении. Благодаря циркуляции уже в процессе затирания намывается фильтр-слой, поэтому сусло в таких пивоварнях уже в конце затирания прозрачное и останется таким после фильтрации-промывки если мы ничего не испортим.

После mash out, корзину мы поднимаем над поверхностью сусла в кастрюле и ждем пока стечет достаточно сусла и "оголится дробина". После чего, начинаем небольшими порциями подавать сверху промывочную воду. В идеале держать над поверхностью дробины 1-2 см воды. Таким образом новая чистая вода не будет сильно смешиваться с уже имеющейся и будет эффективно промывать дробину.

Самое неприятное, что на этом этапе скорость фильтрации мы не можем улучшить. Мешать дробину мы не можем, так как нарушим фильтр-слой и куча мути пойдет на варку. То есть, все что мы можем сделать это постараться не не допускать оголения дробины - держать уровень промывочной воды.

То с какой скоростью в данный момент будет отфильтровываться сусло от дробины мы задали на этапе помола солода. Чем крупнее помол - тем быстрее фильтрация. Чем мельче - тем больше "муки" - мелких частиц затрудняющих промывку. Также, очень помогает промывке тот факт что у ячменя есть шелуха. Шелуха не дает слеживаться фильтр-слою. Следовательно, ячменную шелуху мы должны как можно лучше сберечь к этому моменту. Об этом поговорим на практике.

Часто в современном пиве используются сырье отличное от ячменя (пшеница, кукуруза, рис итд). У всего этого сырья нет шелухи и поэтому его добавление замедляет фильтрацию. При использовании значительного количества такого сырья (скажем, 20+ процентов от общей засыпи), очень желательно недостающую шелуху заменить рисовой лузгой (очистки от зерен риса - продается в магазинах для пивоварения).

Я стараюсь держать общее время фильтрации и промывки около 10 минут - дольше мне скучно киснуть с ковшиком подливая промывочную воду. Бывают всякие системы промывающие автоматически но по мне - проще смолоть крупнее, потерять немного в эффективности ну и добавить лузги если засыпь не только ячменная, чем куковать полчаса-час на промывке.

Вода для промывки должна быть, в идеале, той же температуры что и затор. То есть в диапазоне 60-80 градусов. Точность тут не особо важна, мы уже не сильно заглядываемся на ферменты.

Почему не холодной водой:

• Холодная промывочная вода - может "скукожить" комок дробины что замедлит промывку.

• Холодная вода не сможет так же хорошо вымыть остатки вкусняшек из дробины. Мы говорим не только об уже растворенных сахарах, но и о белках и о жирах.

• Холодная вода затянет варку - снизит температуру сусла и доводить его до кипения будет дольше. Промывочную воду можно нагреть пока сусло затирается (также делают на заводах - используют отдельный бак горячей воды). Это сэкономит время.

Почему не кипятком:

• Кипяток может вытянуть ненужные вещества, в частности из шелухи (натыкался на сообщения о появляющейся горечи).

• Кипяток может "заварить" остатки дробины, особенно если засыпь смешенная - то есть сделать из дробины водонепроницаемую кашу, что застопорит фильтрацию, при этом процесс будет необратим (в смысле, если фильтрация из за этого встанет мы не сможем все просто перемешать и заново отфильтровать так как свойства дробины изменятся).

Так как температура сусла после фильтрации около 75 градусов, фильтруем мы минут 10-15 а большинство пивоварен греют сусло на 1 градус в минуту, то можно смело начать разогреваться сразу после начала фильтрации и как раз к ее окончанию мы перейдем на следующий этап - кипячение.