Как дорого и хорошо варить пиво дома. Ч10. Теория Ч7
Так. Держим темп повествования.
Охлаждение.
Закончив кипятить пиво, внеся все нужные хмели, в том числе на вирпуле, пивовар должен продолжить трудиться во славу грибов дрожжей.
Следующим этапом, нужно сусло охладить. Во первых, дрожжи в горячем сусле погибнут и считается что стоит вносить дрожжи в сусло при максимально близкой температуре к оптимальной температуре брожения.
Во вторых, мы только что приготовили абсолютно стерильную почти идеальную питательную среду для огромного количества диких микроорганизмов, а с ними как с сусликом - мы их не видим, а они есть. Вне зависимости от тех мер которые мы сейчас предпримем (за исключением герметизации, о которой позже), дикие заселятся в процессе перелива-охлаждения в сусло и начнут размножаться и тут у них пойдет гонка с нашими ручными пивоваренными дрожжами (которые, мы помним, мы добавим в сусло только когда оно остынет, так что у диких будет фора).
Считается что диапазон температур питательной среды между 60 и 20 градусами - самый опасный для заражения питательной среды, так как очень хорошо подходит для диких и они начинают размножаться очень быстро и если им это позволить сделать, пивоваренные дрожжи могут их и не побороть и тогда пиво "скиснет" и его пить будет невкусно или небезопасно.
Поэтому, как только кипение прекратили, на сусло не дышим, даже не смотрим на котел лишний раз, на всякий случай.
Если мы просто оставим сусло остывать своим ходом в емкости сообщающейся с воздухом, сусло, с очень большой вероятностью, будет испорчено, так как это остывание займет многие часы а температура будет близкой к идеальной для заражения слишком долго, поэтому мы хотим как можно быстрее принудительно охладить сусло.
В абсолютном большинстве случаев, для этого используются теплообменники. Мы создаем условия при котором сусло нагревает что-то теплопроводящее (металл чаще всего) с одной стороны а с другой стороны мы прикладываем к этому теплопроводящему холодную воду. Это называется теплообменник или чиллер (wort Chiller).
Естественно, мы делаем так чтобы стерильное вкусное сусло и нестерильная невкусная вода не смешивались, поэтому одно из них протекает по некой трубке, а другое эту трубку омывает. Так как создать давление сусла (для протекания по трубке) сложнее чем создать давление воды в кране, самый простой выход - взять медную трубку (так как медь обладает отличной теплопроводностью и не ржавеет), смотать ее в несколько колец (чтобы увеличить площадь теплообмена) и засунуть трубку свернутую в кольца в горячее сусло. В один конец трубки из крана запустить холодную воду, из другого конца - сливать горячую. Вода будет постепенно уносить тепло из сусла и снижать его температуру. Такая конструкция называется погружной чиллер.
В чем преимущество такого чиллера:
Просто мыть
Просто дезинфицировать
Нет вероятности засора чиллера в процесс охлаждения
В чем недостатки:
Основной недостаток это время охлаждения: эффективность охлаждения (то есть, количество тепла передаваемое теплообменником от горячей стороны к холодной за единицу времени) зависит от разницы температур. Вода из крана, допустим, постоянной температуры 20 градусов. Допустим, вода в чиллере нагревается прям до средней температуры сусла (100% эффективность теплообменника, чего не бывает). Тогда, в самом начале охлаждения, вода из чиллера будет выходить с температурой 100 градусов, то есть забирая тепла достаточно для нагрева на 80 градусов. А вот в середине охлаждения, вода из чиллера будет выходить уже с температурой 50 градусов, то есть, нагревшись всего на 30 градусов. Эффективность снизится в 2 раза. Можно увеличивать поток через теплообменник, но это приведет к снижению эффективности в реальности так как вода не будет успевать полностью нагреться.
Также, эффективность будет снижаться за счет того что сусло в котле перемешивается только за счет конвекции (котел не открываем) и сусло рядом с чилером холоднее чем сусло в дальнем конце котла.
Если ваша вода условно бесплатная или вам есть куда применить горячую (а под конец охлаждения и даже совсем не горячую) воду, то погружные чиллеры ок. Они самые дешевые, простые и надежные как пять копеек.
Замороченные люди идут дальше в лес в своем желании копировать промышленные пивоварни.
Представляем противоточный чиллер
Идея состоит в том, чтобы направить навстречу друг другу два потока: поток постепенно остывающего в теплообменнике сусла и поток постепенно нагревающейся от сусла воды.
В самом простом случае, мы берем одну трубку некоторой длинны и запускаем насосом по ней горячее сусло (условно, слева направо). Берем вторую трубку, большего диаметра, вставляем в нее первую с суслом и в зазор между двумя трубками запускаем воду так, чтобы холодная вода заходила со стороны выхода холодного сусла, а горячая вода выходила со стороны захода горячего сусла. То есть, вода течет справа налево и два потока текут навстречу друг другу (противоток).
Что получаем в идеальном случае. Так как выходящее сусло отдает тепло прямо перед выходом совсем холодной свежей воде, то на выходе сусло имеет температуру равную температуре входящей воды. По мере продвижения по теплообменнику, вода контактирует со все более горячим суслом и постепенно нагревается. На выходе из теплообменника вода имеет ту же температуру что и сусло на входе. Получаем, что мы имеющимся потоком воды забираем все имеющееся лишнее тепло из проходящего сусла. В идеальном же случае, мы забираем только закончившее кипеть сусло из котла и сразу отправляем его через теплообменник на брожение, так как температура сусла на выходе из чиллера близка к температуре холодной воды из крана (меньше 20 градусов типично). Таким образом, мы не охлаждаем сразу весь объем сусла, а только тот что сейчас перекачиваем. Эффективность использования воды будет максимальна, надо только подобрать соотношение потока воды и сусла.
На практике, в быту нерационально делать теплообменник достаточно большой чтобы охлаждать за один проход со 100 до 20. Сразу после начала охлаждения, сусло пару минут оборачивают через теплообменник обратно в котел до тех пор пока температура сусла на выходе не станет нужной. В моем случае на брожение можно отправлять при температуре в котле около 80 (то есть, если сделали хоп стенд, то сразу после него). До этой температуры с кипения котел остывает ну минуты за 3-5.
Горячую воду на выходе теплообменника я собираю (в ведра) и использую для мытья оборудования после варки. В промышленности, когда варка идет за варкой, нагретую воду оборачивают в следующий затор.
Недостатков у противоточного чиллера два:
Более высокая стоимость
Склонность к засорению в процессе охлаждения и это самое противное
В процессе охлаждения, из остывающего сусла выпадают компоненты растворимые в горячем и нерастворимые в холодном сусла (Cold Break). Обычно, они стремятся сделать это прямо в момент перехода через некоторую критическую температуру - то есть прямо внутри противоточного чиллера. В результате поток через него падает, падает и может совсем остановиться. Мощности насоса пивоварни недостаточно для проталкивания засора.
Особенно к засорению склонны т.наз. пластинчатые противоточные теплообменники, которыми торгуют все пивоварческие магазины. Вместо трубок в них используются спаянные пакеты (медных ?) пластин с каналами хитрой формы между ними. Внутри-то этих каналов все и встает колом. В начале я использовал как раз пластинчатый чиллер и проклял просто все на свете с ним. Когда оказываешься с полным котлом горячего сусла и фиг знает что дальше делать...
После этого я перешел на трубчатый (трубка в трубке) чиллер. Первый я сделал сам (белая фигня на фото в посте отдаленно напоминающая спираль). Благодаря гладко скругленным стенкам внутренней медной трубки и отсутствию внутри поворотов хитрой формы, он гораздо меньше склонен к засорению (да еще и производительней значительно чем пластинчатый). Благодаря производительности я могу гнать сразу сусло через него в бродильник, ну а если все же происходит засор, то я приспособился иметь под рукой специально обученный насос для надувания воздушных шариков.
Я дую им со стороны выхода холодного сусла до прохода воздуха в котел в надежде что воздух попав в горячий котел меньше навредит суслу (типа хватит времени диким свариться) ну и потом горячее сусло пойдет обратно по чиллеру и типа обеззаразит его. Наверное дурь и риск, но проблем не вызывало.
Кстати, раз уже заговорили по обеззараживанию чиллера. Делаем это просто прогнав через противоточный сусло где-то 2-3 минуты где-нибудь ближе к концу кипения или погрузив погружной в сусло за те же 2-5 минут до конца кипения. Горячее сусло прогреет и обеззаразит. Естественно, во время дезинфекции не гоним охлаждающую воду.
Ну и в завершении, то что сам не слышал, а мне товарищ напел и мне не понравилось: метод без охлаждения (No Chill Method)
Нам понадобится канистра из термостойкого пищевого пластика с герметичной крышкой. Сразу после кипения, канистру мы заполняем полностью, под горлышко горячим суслом, закрываем герметично крышку и оставляем в покое для охлаждения. Идея в том что горячее сусло дезинфицирует канистру, а так как крышка закрыта (и при охлаждении воздух не может втянуться внутрь), сусло не может заразиться сколько бы долго не заняло охлаждение. После охлаждения - также сусло переливаем в бродильник и бродим. Канистру уплющить при охлаждении не должно, так как мы залили ее полностью, сусло при охлаждении "усядет" всего на 3% объема.
Звучит классно! Пробовать не буду.
Аэрация
Важный этап для будущего благоденствия дрожжей который многие недооценивают.
Как известно, бродим сусло мы без доступа воздуха (с гидрозатвором). Дрожжам в спиртовом метаболизме кислород не нужен. Однако, после того как мы запустили дрожжи в сусло, дрожжи перед тем как начать кюшать сахар начинают делиться. Делятся они до тех пор пока в сусле будут необходимые вещества - строительный материал для новых дрожжевых клеток. Помимо всяких аминокислот и микроэлементов (которые мы добавили в составе ячменного солода), важнейшим материалом является кислород.
За время кипения, кислород из воды активно выкипает и его концентрация после окончания охлаждения недостаточна для успешного размножения большого количества поколений (а дрожжи делятся до 5 и более поколений в удачных условиях). Если не обогатить сусло на этом этапе кислородом, то даже при условии хорошего остального состава сусла, брожение может пойти очень медленно (так как в сусле будет мало дрожжевых клеток, кюшающих сахар).
Вкус пива этот кислород который мы добавим не испортит, так как будет переработан дрожжами полностью при хороших условиях за несколько часов.
Аэрация обязательна и для нее есть несколько способов:
Промышленный - в поток перекачиваемого сусла подается чистый кислород из баллона тонкой струйкой. Сложно в быту. Нужно дозатор городить, кислород покупать...
Бурбуляция - после перелива чем-нибудь типа аквариумного компрессора (например, через фильтр) воздух пузыряем в сусло пару часов. В идеале используем пористый наконечник, рассекающий как можно мельче пузыри.
Бултыхация - переливаем пиво в бродильник, закрываем крышкой и активно бултыхаем бродильник, перемешивая сусло с воздухом под крышкой. Такая себе аэробика с 20+ литрами сусла.
Механическое перемешивание - сусло еще в котле активно перемешиваем с образованием пузырьков. То еще удовольствие с кипятком да и приспособа нужна какая-нибудь типа лопаты на дрели.
Я делаю проще: перекачивая сусло на брожение, струйку сусла я направляю по принципу писающего мальчика - по дуге максимально высоко и в центр бродильника. Струя, во первых получается турбулентной и сама по себе захватывает воздух в полете. При падении в бродильник, капли увлекают за собой под поверхность сусла пузырьки воздуха, которые частично растворяются.
Струйки с высоты примерно в метр достаточно. Да, у такого метода есть серьезный нюанс - возможность заразить сусло так как мы активно загоняем нестерильный воздух в сусло, но у меня проблем пока не было. Как раз такой процесс изображен на фото в посте
Может проблем пока не было, потому что довольные дрожжи быстро "заводятся" (о тихом периоде брожения - дальше), может - потому что сусло уже холодное. Может просто везло, но пока не было негативного опыта я продолжу так. Потом перейду на бурбуляцию компрессором.
Если температура сусла подходящая а дрожжи - сухие, высыпаем их после перекачки сверху на пену на сусле (а сусло при перекачке даст пену если мы его аэрируем, да и пена от дез. средства также будет, но об этом позже) . Но лучше, высыпать дрожжи на пену где-нибудь в середине перекачки и замешать их струйкой перекачиваемого сусла. Заодно и развлечение.
