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:: 我看自釀啤酒 – 也算土製炸彈 (過度碳酸化)

瓶內熟成(Bottle Condition)產生的二氧化碳,一般來說會溶解在啤酒內,形成所稱碳酸(Carbonic Acid),過程稱為碳酸化(Carbonation)。然而根據亨利定律,氣體的溶解度隨溫度的上升而下降。如果對照碳酸化表來看(要使用給啤酒用的,各家可能略有不同),例如在定壓10 psig下,攝氏5度的碳酸化為2.24 vol,而10度時為1.92 vol

進一步來看,假設商業裝瓶的溫度為攝氏5度,碳酸化為2.24 vol,壓力是10 psig。當運送的過程,溫度從原本的5度上升到18度,此時二氧化碳的溶解度下降,原本溶解的二氧化碳開始從液相轉變成氣相,對照碳酸化表可以得到此時的瓶內壓力從原本的10 psig上升到21 psig,更不用說運送過程的搖晃可以使溶解的氣體變得更不安定,更容易溶離回氣相。這也是為什麼於密閉容器內,例如包裝鋁罐和玻璃瓶,的上端都一定要有一定的預留空間,這部分的空間是提供運送和儲藏過程中因為溫度的變動導致二氧化碳從啤酒內溶離,而增加頂端空氣的壓力。

手邊資訊顯示一般的12 oz pry off (需用開瓶器)玻璃瓶的耐壓為3 vol的碳酸度在63攝氏度下,相當於82.7 psig。你可能對這些數字都沒有太大的感覺,不過一個大氣壓力是14.7 psig,在北美超過一個大氣壓力耐壓的容器被定義為壓力容器,於製造和操作都有嚴格的規範。簡單來說,這麼大的壓力是很可怕的!

當然一般自釀是不會達到這樣的境界,但你必須要注意裝瓶後溫度的變遷會影響瓶內的壓力,這也是為什麼從前台灣啤酒會標註避免碰撞,存放陰涼處。

一般開罐發酵(包含使用水封),也就是處於一般大氣壓下的發酵,於發酵結束時(假設攝氏18),將會有0.92 vol的碳酸度,在計算發酵糖的使用量時必須考慮發酵完後本身酒內的碳酸度。

簡單來說4.3克的發酵糖可以於一公升的啤酒內產生1 vol的二氧化碳。

範例
    假設有一批酒15公升,預期要2.5 vol碳酸度,所需發酵糖多少克?
    2.5 - 0.92 = 1.58 vol
    1.58 * 4.3 * 15 = 101.91 g

這個例子有幾項很重要的因素:1) 起始的碳酸度,2) 預期的碳酸度,3) 使用的糖來源。
 
當使用蜂蜜、白砂糖、黃砂糖、麥汁等任何糖的來源,必須了解酵母菌對這些不同糖種類的使用率,以及糖的純度,關於這方面可以參討以下的延伸閱讀。

對於瓶內熟成所需二氧化碳生成,我建議使用一般的白砂糖(使用率100%)即可,方便計算和控制,且其它糖來源由於添加量太少,如使用黃砂糖或蜂蜜時對於風味的影響很低,若是考慮風味,則應該添加於煮沸結束前的5-10分鐘。

添加的方式、裝瓶實例操作、和實際例子參考等,我建議可以閱讀我先前寫的文章:
:: 我看自釀啤酒裝瓶
:: 小心開瓶
:: 我看自釀啤酒殘留比重()

希望這篇文章能幫助大家不要製造出土製啤酒炸彈!而寫這篇的原因則是自己不小心創造了一批,搞的自己很擔心,不過這是一個不同的操作情況,未來有機會再跟大家分享吧!

 
延伸閱讀:
  1. BYO Sweetness: Brewing Sugars & How To Use Them
  2. BYO Carbonation Priming Chart
  3. Kegerators.com Carbonation Chart
參考資料:
  • A Handbook of Basic Brewing Calculations, MBAA
  • 自己 (有誤部分煩請大家不吝斧正)
     
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