Karbonering af øl

Kulsyre dannes af CO₂ opløst i vand og er en vigtig del af oplevelsen ved at drikke en øl. Under hovedgæringen dannes CO₂ og en hvis mængde forbliver opløst som kulsyre i øllet, men ofte ikke tilstrækkeligt til det færdige øl. For at opnå den korrekte mængde kulsyre øl findes følgende metoder:

• Eftergæring på flaske eller fad med sukker tilsat (eller andet forgærbart).
• Tvangskarbonering med CO₂ fra ekstern trykflaske.
• Spunding (også kaldet bunging) hvor øllet færdigæres under tryk og ender med den korrekte mængde kulsyre.

Det er også vigtig at servere øllet ved den rette temperatur for at det kommer til sit rette udtryk.

Tabellen her viser typiske karboneringsniveauer og serveringstemperaturer i forhold til øltype:

Mængdeangivelsen volumen betyder hvor stort et volumen CO₂ der er i et enhedsvolumen øl, f.eks. liter CO₂ pr. liter øl.

Vælg et ønsket karboneringsniveau i tabellen baseret på øltype og personlig preference. Serveringstemperatur kan overordnet generaliseres til jo større øl (højere alkohol og ofte mørkere) serveres bedst ved højere temperatur imens lyse, lettere øl bedst serveres ved lavere temperatur.

Kilde: rundt omkring på internettet.

Eftergæring med sukker

Almindeligt lyst sukker kommer fra sukkerroer eller sukkerrør som raffineres til rent sukrose og er velegnet til eftergæring da det er 100% forgærbart og stort set ikke bidrager med nogen smag.

Bidrag fra hovedgæringen

Volumenet af CO₂ opløst i øllet efter hovedgæringen V_CO2pri afhænger af den højeste temperatur opnået under gæringen:

Hvor temperaturen i Celsius T_C omregnes til Fahrenheit T_F.

Bidrag fra eftergæringen

Volumenet af CO₂ som genereres ved eftergæringen V_CO2sek afhænger af mængden og typen af sukkerstof. Beregningerne her er for almindeligt sukker, sukrose, som altså er 100% forgærbart.

For at kunne bestemme volumenet af CO₂ ud fra massen benyttes densiteten ved 101.325 kPa og 0°C (STP) som er ρ = 1.977 g/L.

Nu kan V_CO2sek beregnes ud fra en given mængde sukrose M_sukrose i gram i en given mængde øl V_øl i liter ved at benytte den viden som Ballings formel er baseret på som siger at der genereres 0.9565 g CO₂ for hver 2.0665 g forgærbart ekstrakt. Det giver følgende formel:

Totalt

Summen af de to ovenstående giver det totale volumen CO₂ i det færdige øl:

Beregn herunder hvor meget sukker du har brug for M_sukrose for at opnå et ønsket karboneringsniveau V_CO2. Se også hvor stor en alkoholforøgelse eftergæringen vil give.

Temperaturen T_gæring er den højeste der er opnået i længere tid under gæringen. Dvs. at hvis man f.eks. har gæret ved 13°C og haft en diacetylpause ved 18°C i flere dage er det 18°C man skal anvende. SG_op er den omtrentlige forøgning i SG-point som sukkertilsætningen vil give.

Fremgangsmåde: kog sukkeret op i en lille mængde vand (100 - 200 ml alt efter sukkermængde, sukkers opløselighed er 2 kg/L ved 25°C) og omrør til det er opløst og har kogt et par minutter. Tildæk og afkøl til stuetemperatur. Tilsæt flaskningstanken med øl og omrør forsigtig, men grundigt inden tapning.

Det tager noget tid at få genereret og opløst CO₂en i øllet som kulsyre og opnå ligevægt. Typisk eftergærer man alle øltyper ved stuetemperatur 15-25°C i 2-3 uger og sætter dem derefter i køleskab ved 5°C nogen tid inden de skal nydes. Når tiden er inde tempereres øllet til serveringstemperatur før det skænkes.

Den (lille) mængde vand som sukkeret opløses i fortynder øllet og sænker alkoholindholdet samtidig med at sukkeret øger alkoholindholdet - fortyndingsfaktoren ved brug af 100 - 200 ml vand i et 20 L batch er dog så lille at der kan ses bort fra den. I beregneren er volumenet sat til 100 ml. Til udregning af alkoholforøgelsen anvendes også FG = 1.010, som er en typisk værdi og som i denne sammenhæng heller ikke har nogen praktisk betydning for resultatet. Disse er dog nævnt for korrekthedens skyld.

Ved brug af andre sukkerkilder end sukrose, f.eks. maltekstrakt eller glukosesukker, skal mængden øges i forhold til forgærbarhed og fugtindhold.

I stedet for at tilsætte sukker kan man tilsætte en mængde øl som aktivt gærer for at generere den ønskede mængde kulsyre - denne teknik hedder kräusening og anvendes traditionelt i Tyskland pga. Reinheitsgebot, som bl.a. siger at intet andet end vand, gær, bygmalt og humle må indgå i øl. Altså må man ikke karbonere sit øl med sukker eller tvangskarbonere med ekstern CO₂, hvis man vil overholde Reinheitsgebot. Jeg følger dog ikke Reinheitsgebot og tilsætter gerne frugt, urter, sukker og andet godt i mit øl.

Kilde: Zymurgy Summer 1995: Brew by the Numbers, M. L. Hall + Håndbryg.dk - Eftergæring

Tvangskarbonering med ekstern CO₂

Tapper man sit øl på fad kan man i stedet for tilsætning af sukker tvangskarbonere øllet med CO₂ fra en ekstern trykflaske hvilket gør det muligt at kunne nyde øllet forholdvis kort tid efter tapning og med minimalt bundfald i forhold til eftergæring på flaske. Man indstiller trykket på sin regulator og CO₂en vil over tid opløses i øllet og danne kulsyre. Der er forskellige veje i mål: sæt trykket til beregnet niveau og lade det passe sig selv. Det tager dog typisk mindst to uger at karbonere øllet på denne måde og går næsten ligeså "langsomt" som at flaskekarbonere. En hurtigere vej er at sætte højt tryk (ca. 40 PSI) i ca. 24-36 timer og derefter reducere trykket til beregnet tryk og lade det stå yderligere 2-3 døgn. Dette giver et acceptabelt niveau på rimelig kort tid. En tredje mulighed er at sætte højt tryk og rulle eller skvulpe fadet regelmæssigt for at fremskynde opløsningen af CO₂ i øllet og fuld karbonering kan opnås på få timer, men det kan være svært at styre hvor meget karbonering man derved opnår.

Trykket P man skal indstille sin trykregulator på for at opnå et ønsket volumen V_CO2 beregnes ud fra temperaturen øllet opbevares ved mens der tvangskarboneres.

Hvor temperaturen i Celsius T_C omregnes til Fahrenheit T_F.

Konvertering: 1 PSI = 0.06895 bar = 6.895 kPa.

Ved tvangskarbonering afhænger det færdige kulsyreindhold ikke af hvad der findes i øllet efter hovedgæringen og der dannes ingen ekstra alkohol (mængden af kulsyre der allerede findes i øllet mindsker naturligvis mængden af CO₂ krævet for at opnå det endelige niveau end hvis man karbonerer f.eks. vand).

Husk at "skylde" (purge) fadet med CO₂ før det tryksættes til karbonering for at minimere oxygenkoncentrationen. Det hjælper med at bevare øllet friskt i længere tid. Man gør dette ved at tryksætte fadet til f.eks. 15 PSI / 1 bar, lukke for CO₂-tilførslen og ventilere fadet ned til atmosfærisk tryk. Dette gentages mindst 5 gange. For hver gang omtrentlig halveres oxygenkoncentrationen. Derefter tryksættes fadet til ønsket tryk. Denne metode er nem, men dog ikke super effektiv og man kan læse mere om det på lowoxygenbrewing.com.

Når man karbonerer i bryggeindustrien foregår det ofte ved at injicere CO₂ igennem en karboneringssten/diffusionssten, som er lavet i rustfrit stål med mange små huller på typisk 0.5 - 2 μm. CO₂en danner mange små bobler som nemt opløses i øllet så man hurtigt kan opnå et ønsket kulsyreniveau. Karboneringsstenen kan sidde i en overførselslinie eller monteret i bunden af en tank. Man vil så overvåge temperatur og trykket over øllet for at vide hvornår ønsket kulsyreniveau er opnået. Man kan købe et specielt låg til Corneliusfad med gastilkobling hvorpå en karboneringssten er monteret på et stykke slange hvis man vil forsøge sig med denne teknik hjemme.

Kilde: Force Carbonation Calculator, se også: Videnskabelig artikel: CO₂ Volumes

Spunding / eftergæring under tryk

Det er også muligt at gære under tryk for at opnå fuldt karboneret øl uden at skulle eftergære med ekstra tilsætninger - det kaldes på engelsk spunding (nogle gange også kaldet bunging) hvor man benytter en justerbar overtrykventil og fordi der gæres under tryk opløses en større mængde CO₂ i øllet. Denne teknik giver efter sigende mindre, finere bobler a la i champagne (jeg ved dog ikke om det kan stemme entydigt). For at kunne benytte denne teknik skal man enten gære sit øl i en trykfast tank eller kunne overfører den til en trykfast tank inden gæringen er færdig. Jeg har endnu ikke selv prøvet de følgende teknikker, så kan ikke garantere success. Jeg vil dog snarest prøve og rapportere her! En justerbar overtryksventil med manometer på et Corneliusfad kan se sådan her ud:

✖

❮

❯

Alternativ 1: Hvis man har en justérbar overtrykventil og en gærtank der kan tåle tryk (f.eks. et Corneliusfad!) kan hele gæringen gøres under tryk og man ender med færdigkarboneret øl når gæringen er færdig. Man vil dog også ende med hele gærkagen i beholderen efter gæring så man skal have en plan for at overføre øllet efterfølgende. Beregn trykket som overtryksventilen skal indstilles på som ved tvangskarbonering med ekstern CO₂ ovenfor.

Alternativ 2: Hvis man ikke har en justérbar overtrykventil kan man overføre øllet til beholder der kan tåle tryk (f.eks. et Corneliusfad!) inden det er færdiggæret og lade det eftergære forseglet og danne det nødvendige kulsyre ud fra sukkerstofferne som er tilbage - det bliver ligesom at karbonere i en kæmpestor ølflaske og en mindre gærkage end ved alternativ 1. Men hvor mange SG-point skal der være tilbage for at man opnår den ønskede mængde kulsyre? Det svarer til karbonering med sukker ovenfor, men man er nødt til at kende sin FG ganske præcist og regelmæssigt måle SG (måske med et par timers mellemrum, hvis man ikke har en iSpindel) for at kunne overføre øllet til tryktanken på det helt rigtige tidspunkt. Overføres for sent bliver øllet underkarboneret og for tidligt overkarboneret. En underkarbonering kan man fikse med ekstern CO₂ og en overkarbonering kan man afhjælpe ved at ventilere fadet gentagne gange.

Som eksempel forventes en FG på 1.008 for et bryg som gærer ved 18°C og man vil gerne ende med et volumen CO₂ i det færdige øl på 2.5. Ved at benytte beregneren for karbonering med sukker ovenfor vil man få en SG_op på 0.0026. De betyder at man skal overføre øllet til tryktank og forsegle når:

Jeg ville nok runde op til 1.011 og antageligt skal SG være en lille smule højere for at kunne opbygge et tryk over øllet. Eventuelt kan man tryksætte fadet med ekstern CO₂ straks efter overførsel.

Skål 🍺