pH wody i zacieru

27 sierpnia 2017 o 17:22

Na wstępie trochę elementarnej wiedzy z chemii. W czystej wodzie występują jony H+ i OH. Jeśli do takiej wody dodamy kwasu, to zwiększy się w niej ilość jonów wodoru H+, a roztwór taki będzie miał kwaśny smak. I analogicznie jeśli w czystej wodzie rozpuścimy zasadę, to dostaniemy nadwyżkę ujemnie naładowanych jonów wodorotlenowych OH.

O kwaśności czy zasadowości danego roztworu świadczy wartość pH, skrót pochodzi z łacińskiego „pondus Hydrogenii” i oznacza „ilość wodoru”. Uproszczona definicja pH mówi, że to ujemy logarytm stężenia jonów wodorowych H+.

W czystej chemicznie wodzie stężenie jonów wodorowych i wodorotlenowych jest takie samo, a wartość pH wynosi 7.  W roztworach o pH poniżej 7 stężenie jonów H+ jest większe niż jonów OH, a roztwory takie mają odczyn kwaśny. W roztworach o pH powyżej 7 stężenie jonów OH jest większe niż H+, a roztwory takie mają odczyn zasadowy (alkaliczny). Skala pH obejmuje wartości od 0 do 14.

Uffff to szkolenie z chemii z zakresu szkoły podstawowej mamy za sobą i możemy przejść do konkretów!

Wartość pH jest bardzo ważna w trakcie całego procesu wytwarzania brzeczki.

Niskie pH:

  • korzystnie wpływa na pracę enzymów. Enzymy amylolityczne najefektywniej pracują w niskim pH w okolicach 5.6-5.8.
  • ogranicza wypłukiwanie garbników z łuski słodowej, co zapobiega pojawieniu się w gotowym piwie nieprzyjemnej szorstkości, uczucia wysuszenia i ściągania, nieprzyjemnej goryczki.
  • poprawia jakość goryczki z chmielu. Ogranicza przechodzenie do brzeczki garbników chmielowych, które powodują że goryczka jest nieprzyjemna, długa, pozostająca, zalegająca, łodygowa.
  • poprawia filtrację zacieru poprzez obniżenie lepkości
  • zwiększa wydajność warzelni

Jak sprawdzić wartość pH? Możemy zakupić pHmetr wówczas dostaniemy bardzo precyzyjne wyniki. Jest to jednak dość kosztowna inwestycja, bo nie każdy pHmetr będzie odpowiedni do badania pH lepkiego zacieru. Ponadto głowicę trzeba okresowo wymieniać, a sam pHmetr kalibrować. Do domowego użytku wystarczą moim zdaniem papierki lakmusowe, czyli popularne „paski do pomiaru pH”.  Wystarczy zakropić na nie odrobinę zacieru i po zmianie zabarwienia odczytać wartość pH. Kupując paski trzeba wybrać te, które będą miały zakres taki jaki nas interesuje, czyli pomiędzy pH 5-6.

Wartość pH powinniśmy sprawdzić na początku zacierania, po zmieszaniu słodu z wodą i odczekaniu kilku minut. Idealna wartość pH powinna wynosić 5.6-5.8, jeśli wartość ta jest zbyt wysoka możemy obniżyć ją wykonując którąś z poniższych czynności.

Metody obniżenia pH zacieru:

  • dodatek słodu zakwaszającego. Możemy zastosować go w ilości 1-5% zasypu. Przy większych ilościach może niekorzystnie wpływać na smak.
  • dodatek kwasu mlekowego, solnego, siarkowego lub fosforowego. Polecam użycie kwasu mlekowego, jest łatwo dostępny i bezpieczny. Na warkę 20l wystarczy nie więcej niż 5ml. Kwasy solny i siarkowy są bardzo mocne i raczej nie są używane w piwowarstwie domowym. Jeśli po nie sięgamy, dobrze jest je wstępnie rozcieńczyć, aby bezpieczniej można je było zadozować. Ich dodatek zwiększa odpowiednio zawartość chlorków (solny) lub siarczanów (siarkowy). Kwas fosforowy mniej wpływa na smak piwa niż kwas mlekowy, jednak fosfor wchodzi w reakcję z wapniem, co w konsekwencji obniża ilość jonów wapnia, a to nie zawsze jest korzystne.
  • dodatek ciemnych słodów. Zazwyczaj przy warzeniu stoutów, czy porterów nie ma konieczności dodatkowego zakwaszania, gdyż same ciemne słody potrafią skutecznie obniżyć pH.
  • dodatek siarczanu wapnia (gips, CaSO4)  lub chlorku wapnia (CaCl2). Jony wapnia wchodzą w reakcję z alkalicznym fosforanem dwupotasowym obecnym w słodzie i tworzą fosforan jednopotasowy obniżający pH.
  • przetrzymanie zacieru w niskiej temperaturze przez dłuższy czas, tak aby umożliwić działanie bakterii obecnych w słodzie.

Generalnie w słodzie znajdują się fosforany, które reagują z jonami wapnia z wody i powodują, że wartość pH zacieru spada i często samoistnie (bez dodatkowego zakwaszania) osiąga pH korzystne dla działania enzymów. Ale jeśli w wodzie jest dużo węglanów sprawiają one że wartość pH wzrasta. Dlatego z zakwaszaniem zacieru powinniśmy uważać i dokładnie kontrolować wartość pH, nie powinniśmy dodawać kwasów „na oko”, bo każda woda ma inny skład, a każdy słód inaczej wpływa na kwasowość.

Kolejna istotna sprawa, to pH wody do wysładzania. Warto wodę do wysładzania lekko zakwasić do pH 5-6, w praktyce zazwyczaj wystarczy dodać 1-2ml kwasu mlekowego. Dlaczego to robimy? Gdy pH wody do wysładzania jest zbyt wysokie wówczas do brzeczki przechodzi duża ilość garbników z łuski, co daje w gotowym piwie nieprzyjemną, ostrą goryczkę i uczucie ściągania, szorstkości, wysuszenia w jamie ustnej.

W kolejnej części coś o twardości wody, a później o różnych jonach obecnych w wodzie i sposobach modyfikacji składu wody.