Twarda woda a jej wpływ na zacier i jakość destylatu
- Szczegóły
Tlenek wodoru, znany również jako oksydan, to nic innego jak woda (H2O), najczęściej spotykana cząsteczka o niezwykłych właściwościach. Woda jest głównym składnikiem piwa, a mówiąc o wodzie, mam na myśli wszystko, co jest w niej rozpuszczone i zawieszone.
Woda jest przeceniana przez początkujących adeptów piwowarstwa domowego, a niedoceniana przez wielu zaawansowanych piwowarów. W literaturze spotkasz się z opinią, że pozwala robić piwa świetne, pod warunkiem, że nauczyłeś się robić piwa dobre. Woda w piwowarstwie używana jest na każdym etapie produkcji - od mycia sprzętu, przez rozpuszczanie środków dezynfekujących, po chłodzenie i podgrzewanie. Proporcja wody do słodu ma znaczenie nawet w zacierze, który najczęściej trzeba wysłodzić wodą. Mimo tego, dość mało o niej wiemy.
W tym artykule chcę zmierzyć się z tematem wody w kontekście naszego hobby. Zanim zaczniesz modyfikować wodę na potrzeby swoich warek, zastanów się, czy opanowałeś czystość (w kontekście braku infekcji) i czy jesteś w stanie przeprowadzić poprawnie fermentację. Jeżeli wahałeś się odpowiedzieć twierdząco na którekolwiek z pytań, to nie ma sensu dostosowywać wody. Woda ma wpływ na smak, ale na tyle subtelny, że każdy błąd fermentacji spowoduje, że nie odczujesz różnicy. Natura i wodociągi tak chciały, że woda z kranu najczęściej się nadaje do warzenia i zrobi dobre piwo. Napisałem najczęściej, bo czasem jest tak, że w piwie goryczka ściąga, na podniebieniu występuje dziwna szorstkość, a słody nie oddają w pełni swojego charakteru. Temu może być winien profil wody.
1. Cykl Hydrologiczny i Źródła Wody
Cykl hydrologiczny to naukowa nazwa obiegu wody w przyrodzie. Woda na naszej planecie zajmuje większość powierzchni, jest to woda z rozpuszczoną dużą ilością minerałów, mówię oczywiście o wodzie słonej. Woda słodka powstaje w jednym z etapów cyklu hydrologicznego. Początkowo słona woda z mórz i oceanów, ale też lądowa, ogrzewa się i paruje. Słońce dostarcza energii, by proces w ogóle mógł zajść. Parująca woda to nic innego cząsteczki wody w postaci gazowej, myślę że analogia do gigantycznego destylatora jest w tym przypadku na miejscu, ‘psotnik’ się odnalazł. Lotne cząsteczki zostawiły rozpuszczone sole oraz zanieczyszczenia i unoszą się ku górze. Wysoko w atmosferze postać gazowa kondensuje się w wyniku obniżenia temperatury. To zjawisko jest namacalne, to oczywiście chmury.
W chmurach woda może przybierać dwa stany skupienia: ciekły w postaci drobinek wody oraz stały jako kryształki lodu. Powierzchnia planety nie ma jednakowego ciśnienia. Różnice ciśnień w różnych obszarach powodują ruch powietrza, czyli wiatr, ten pcha chmury. Część z nich trafi na lądy. Przy odpowiednich warunkach spadnie na ziemię w postaci deszczu lub śniegu, czasem gradu. Po opadzie, woda ponownie paruje powtarzając cykl. Część jednak zdąży wsiąknąć w glebę, zasilić rzeki, jeziora oraz inne cieki wodne. Rzeki z czasem spłyną do morza lub oceanu i ponownie cykl się powtarza. Części wody, jak już wspomniałem, wsiąknie i powiększy zasoby wody podziemnej.
Przeczytaj także: Wszystko o twardej wodzie
Nasze ujęcia wody pochodzą z wód gruntowych jak rzeki, studni np. oligoceńskich lub głębinowych. Do każdego źródła woda dotarła w nieco inny sposób i pod innymi warunkami. Wody powierzchniowe w krajach rozwiniętych, często są mocno zanieczyszczone przez odpady chemiczne, które wiszą w powietrzu lub osiadają na powierzchni. Podczas opadów woda je rozpuszcza i niesie ze sobą. Oprócz odpadów z atmosfery krople wody rozpuszczą w sobie niewielką ilość dwutlenku węgla. Woda wsiąkając w ziemię rozpuszcza minerały z gleby. Woda, która dociera do głębin przesącza się przez pokłady kredy, gdzie staje się bogatsza w wapń, a dolomity wzbogacają ją również w magnez.
Zakłady uzdatniania wody nie mają lekko. Zanim woda popłynie z kranu musi być do tego przygotowana. Zanieczyszczenia zostaną z niej usunięte, a mineralizacja utrzymana w normach. Masz już pogląd jak to wszystko wygląda. Nie bez przyczyny wymieniłem kilka pierwiastków. W kontekście piwowarstwa będziemy najbardziej zainteresowani kilkoma rozpuszczonymi cząsteczkami/jonami, będzie to dwutlenek węgla CO2, wapń Ca2+ oraz magnez Mg2+.
2. Rozpuszczalność i Właściwości Wody
Wsypuję łyżkę soli a ta znika. zawiesina - cząsteczki o rozmiarze większym jak 0.5µm są zawieszone w wodzie. koloid - rozmiar cząsteczki poniżej 0.5µm, ale większy aniżeli 1nm. Ten stan w odpowiednich warunkach może utrzymywać się permanentnie. W piwach kolodiy najczęściej sedymentują po długim okresie czasu. Nawet piwo pszeniczne wyklaruje się w odpowiednio długim czasie. Chłód przyśpieszy ten proces. Czy Twoje piwo to koloid? roztwór - cząsteczki mniejsze od 1 nm.
Rozpuszczalność najczęściej zależy od temperatury i ciśnienia. Wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczalność minerałów/soli rośnie, gazów maleje (są wyjątki od tej reguły). Sole rozpuszczają się dysocjując. Cząsteczka rozpada się na jony. Następnie woda, dzięki właściwościom polarnym otacza taki jon i utrzymuje go zawieszonego w strukturze. Sól kuchenna (NaCl) jest jak najbardziej wykorzystywana do modyfikacji wody w piwowarstwie. Przeciwne ładunki się przyciągają, polarność wody gra tu kluczową rolę. Kation sodu Na+ zostaje otoczony przez cząsteczki wody. Jako, że bliżej tlenu znajduje się ładunek ujemny to cząsteczki ‘obrócą’ się tak, aby wzajemnie się przyciągać. W przypadku anionu chloru Cl- bliżej są kationy wodoru H+. Tak właśnie wygląda rozpuszczanie substancji w roztworze. Zauważ też, że do rozpuszczania jednego jonu potrzeba jest kilku cząsteczek wody.
Co w przypadku takich cząsteczek jak dwutlenek węgla CO2? Jest to cząsteczka liniowa. Do atomu węgla po przeciwnych stronach dołączone są atomy tlenu (cząsteczka dwutlenku węgla jest tak liniowa, że mogę stworzyć jej rysunek w tekście: O=C=O). Nie wykazuje właściwości polarnych. Nie jest to też jon. W tym przypadku woda również sobie poradzi, w mniejszym stopniu, ale zawsze. Dwutlenek węgla zostanie otoczony przez dwie cząsteczki wody [1], które są w stanie utrzymać go w swojej strukturze.
Przeczytaj także: Jak pozbyć się osadu z twardej wody?
Szereg reakcji chemicznych zachodzących w wodzie jak: utlenienie, hydroliza oraz kwaśna hydroliza [2] umożliwią lub przyspiesza rozpuszczanie. W przypadku hydrolizy woda jest zarówno rozpuszczalnikiem jak i substratem (bierze udział w reakcji). Przykładowo wapno, które jest wypłukiwane z pokładów kredy (CaCO3). Reakcja ma następujący przebieg: CaCO3 + 2H2O ⇔ Ca(OH)2(aq) + H2(CO3)(aq). Czyli dwie cząsteczki wody weszły w reakcję z kredą, wapno zostało uwodnione, powstało wapno gaszone i kwas węglowy. Masz już pojęcie jak sole mineralne oraz gazy rozpuszczają się w wodzie. Ilość oraz rodzaj tych substancji najczęściej odnajdziesz w raporcie wody. W piwowarstwie najważniejszymi elementami raportu są: alkaliczność, wartość pH oraz zawartość wapnia i magnezu. Wapń i magnez występuje głównie w postaci węglanów, siarczanów i chlorków.
3. Wartość pH i jej Znaczenie
Wartość pH odgrywa jedną z kluczowych ról podczas zacierania. Zanim podam definicję, chcę powiedzieć czym jest ten współczynnik w ujęciu chemicznym oraz rolę w procesie warzenia. W czystej wodzie nieustannie zachodzi reakcja samorzutnego rozpadu cząsteczek. W wyniku tego powstają jony hydroniowe H3O+ oraz wodorotlenkowe OH-. Reakcja jest dwukierunkowa, czyli jony łączą się ze sobą tworząc ponownie cząsteczkę wody. Dzieje się to ciągle i na pewnym poziomie.
Dysocjacja jonowa jest to reakcja chemiczna i można wyrazić ją za pomocą iloczynu jonowego Kw. Okazuje się, że ta reakcja przebiega na pewnym poziomie równowagi. Można ją zapisać za pomocą liczb. W czystej wodzie stężenie jonów [H+] i [OH-] jest takie same. Zatem chcąc policzyć stężenie jednej grupy wystarczy podstawić ją dwukrotnie do wzoru Kw = [H+] * [H+], dalej [H+] = pierwiastek(Kw) = 1,0 * 10-7.
Wartość pH zacieru powinna być w granicach 5.2-5.6, bo w tym przedziale wypadkowa pracy enzymów jest najbardziej wydajna. Enzymy również pracują poza tym zakresem, jednak nie są już tak efektywne. Im dalej od optimum tym słabiej pracują. Jako piwowarzy, naszym celem jest stworzenie warunków, aby mogło zachodzić scukrzanie. Pierwszym czynnikiem jest temperatura, przerwy temperaturowe aktywują enzymy. Drugim, ale nie ostatnim, czynnikiem jest pH. Możemy pomóc, stabilizując je na optymalnym poziomie.
Wpływ Twardości Wody na Destylat
Powodem, dla którego bimber staje się mętny jest też niejednokrotnie twarda woda. W przypadku użycia zbyt twardej wody podczas przygotowywania zacieru, ale zwłaszcza przy rozcieńczaniu gotowego destylatu, bimber mętnieje natychmiast lub kilka godzin po rozcieńczeniu wodą. Destylat o mlecznej barwie powstaje z powodu soli i innych zanieczyszczeń zawartych w wodzie. Jak widać, już sama woda ma istotny i często niedoceniany, zwłaszcza przez początkujących, wpływ na jakość bimbru.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
Podczas rozcieńczania bimbru, by uniknąć zmętnienia, należy używać tylko dobrze oczyszczonej lub butelkowanej wody o minimalnej zawartości soli. Lepiej jest również wlać destylat do wody, nie zaś odwrotnie. Na samym początku pamiętaj, by przeprowadzić pełną, kilkufazową destylację. W momencie, gdy po zakończeniu fermentacji i zlaniu czystego destylatu znad osadu, alkohol stanie się mlecznobiały podczas procesu rozcieńczania, gdy dolejemy do niego wodę, to nawet zwykłe ogrzewanie pomoże to zniwelować.
Taki zacier trzeba umieścić w pojemniku, dolewając wodę, i podgrzewać do 70 stopni, po czym należy gwałtownie go schłodzić, co prowadzi do zmiany koloru gotowego destylatu i przywraca jego przezroczystość. Najlepiej zagotować alkohol dwa lub nawet trzy razy, uzupełniając go wodą. Później, gdy stwierdzisz, że nadal otrzymujesz bimber błotnisty, poddaj napój dodatkowemu oczyszczeniu, pozbywając się w ten sposób wszelkich aldehydów, oleju fuzlowego i innych szkodliwych substancji. Niektórzy amatorzy domowej produkcji alkoholu poddają go właśnie jeszcze raz takiej dodatkowej destylacji, przepuszczając destylat przez filtry, jak chociażby dzbanki filtrujące do oczyszczania wody z kranu. Są one zwykle wyposażone w węgiel aktywny. Można użyć również ręcznie robionych filtrów, które w miarę skutecznie pomagają przywrócić przezroczystość alkoholu.
Warto także mieć na uwadze kwestię sprzętu, o czym wspomnieliśmy już wcześniej, i wymienić niektóre części domowej aparatury na takie, które są obojętne i nie wchodzą w reakcje z poszczególnymi składnikami zacieru oraz z gotowym spirytusem. To sprawi również, że nasza wódka będzie właściwie destylowana i nie trafi do niej żaden niebezpieczny produkt, na którymkolwiek etapie produkcji domowego trunku.
Wpływ jakości wody na smak piwa
Jakość wody to sekret dobrego piwa i jego smaku. Nic dziwnego, w końcu woda stanowi aż 95% składu piwa i jako podstawowy składnik znacząco wpływa na jego końcowy smak. Zgodnie z obowiązującymi normami w browarnictwie woda używana do warzenia piwa musi spełniać te same surowe kryteria, co woda przeznaczona do spożycia domowego. Jak się jednak okazuje, nie wszystkie parametry wody pitnej są odpowiednie do produkcji piwa. Do najważniejszych parametrów decydujących o tym czy woda nadaje do warzenia piwa jest jej czystość oraz zgodność z normami do spożycia. Nie mniej ważna jest ogólna twardość wody oraz ilość i rodzaj zawartych w niej soli.
O twardości wody decyduje zawartość jonów metali alkalicznych, szczególnie wapnia i magnezu. Wapń wpływa na pH brzeczki przedniej (roztwór ekstraktu słodowego) i nastawnej (zacier słodowy z chmielem). Stymuluje również aktywność drożdży i sprzyja koagulacji białek. Wysoka zawartość Na - ok. Kwaśny smak, wzmocnione odczuwanie goryczy. Wpływ na degradację białek i lipidów - powstałych w trakcie fermentacji siarkowodoru i dwutlenku siarki.
Preferowana twardość wody zależy od gatunku piwa, które ma być przedmiotem produkcji. Do warzenia piw typu Ale lub Stout używana jest bardzo twarda woda. W efekcie piwa wyróżniają się mocnym chmielowym smakiem. Jasne czeskie piwa powstają natomiast z miękkiej wody, dzięki czemu są lżejsze i charakteryzują się świeżością. Dlatego jeśli woda do produkcji piwa pobierana jest np. z odwiertu, należy ją najpierw zbadać, a następnie (jeśli jest potrzeba) zmiękczyć. Zmiękczanie wody oznacza zmniejszenie ilości jonów wapnia i magnezu w jej składzie. To właśnie te pierwiastki powodują twardość wody. Najbardziej powszechną metodą zmiękczania wody jest tak zwana wymiana jonowa. Proces polega na tym, że zmiękczana woda przepływa przez wypełniony specjalną mieszanką filtr, który usuwa z niej wapń i magnez.
Zbyt żelazista woda nie nadaje się do produkcji piwa. Wynika to z łatwego utleniania się żelaza. Żelazista woda zatyka armatury, filtry i inne urządzenia, przez które przepływa. Powyżej zawartości 0,3 mg żelaza w wodzie na litr mogą wystąpić trudności technologiczne. Mangan w mniejszych ilościach jest korzystny. Metal aktywuje enzymy odpowiedzialne za metabolizm drożdży. Natomiast nadmiar obecności pierwiastka w wodzie jest już niekorzystny. Podobnie jak w przypadku żelaza, zbyt duża ilość manganu powoduje m.in.
Urządzenia do usuwania żelaza i manganu z wody używanej do warzenia piwa, najczęściej działają na zasadzie pierwotnego utleniania wody. Następnie wytrącone metale są przepuszczane przez filtr mechaniczny. Kolejnym etapem jest utlenianie, które przeprowadza się przez napowietrzanie albo elektrolitycznie lub chemicznie (do wody dodaje się środek utleniający np. Do przeprowadzenia procesu najczęściej wykorzystuje się filtry, które jednocześnie utleniają i filtrują wodę. Tym samym przyśpieszają i ułatwiają cały proces. Są to np.
W procesie produkcji piwa używana jest również woda do obsługi urządzeń produkcyjnych. Do tych celów odpowiednia jest woda całkowicie pozbawiona minerałów (woda zdemineralizowana). Dzięki całkowitej demineralizacji w urządzeniach nie tworzą się osady (m.in.
tags: #twarda #woda #na #zacier #wpływ
