9 de nov. 2014

Elaboració: Formulació d'una recepta

Formulació manual per a brouaters casolans.

Això és una adaptació d'una pàgina l'original de qual trobareu a aquesta adreça:
No sé de qui és aquesta pàgina. Només he pogut saber que és d'un tal JOHN. Aquí doncs li he d'agrair que la fes perquè encara que sembli simple, els càlculs de la formulació tenen el seu embolic que intentarem aclarir en aquestes línies.
Com que aquest material és de lliure accés, l'he traduït i adaptat sense demanar permís. També el lliuro de forma completament gratuïta.

Existeixen un munt de programes més o menys sofisticats que permeten generar una recepta pràcticament movent cursors. Jo mateix els he fet servir durant molt de temps però també he trobat una mica frutrant no saber com ni perquè sortien els valors que em permetien anar perfilant una recepta. D'altra banda, tinc la sensació que el fet de saber com es calculen les coses em permetrà donar-me millor compte del el que es cou quan volem generar una nova recepta. És una sensació no tant de control com de proximitat.
Per anar seguint les fórmules i els càlculs, l'autor ens proposa fer-ho de forma pràctica resseguint els passos que hem de fer en una recepta concreta.


1.- Planegem la recepta

Brouarem una Strong ale amb les característiques següents:
90% pale ale malt
10% crystal 60L malt
Llúpols Fuggles (amargor) i East Kent Goldings (aromes i gustos)
Densitat inicial 1.085
Amargor: 80 IBUs

2.- Quanta cervesa?

La densitat i l'amargor del llúpol es veuen afectats pel volum de la cervesa final. La quantitat de most en el fermentador és el que és d'interès en els càlculs.
Per donar compte de les pèrdues per vessaments i sifonatges, no és una mala idea afegir un litre extra a l'objectiu final si és que volem aconseguir el volum previst amb alguna exactitud.
Així que suposarem que volem brouar 15 litres de cervesa però que en planificarem 16 pel que acabem e comentar.
Per tant, volum objectiu del lot: 16 litres
Abans de poder calcular quanta aigua voldrem fer servir, hem de determinar l'engranada. (Engranada: neologisme per descriure el conjunt de fermentables que posarem en maceració).

3.- Planificació de l'engranada

La densitat de la cervesa en general es dóna com un nombre amb decimals. En el nostre cas, 1,085. Aquest nombre ens indica la densitat del most en relació amb l'aigua (que té una densitat de 1kg/L) però no ens diu quant de malt necessitem. Per això, s'han inventat els "punts de densitat".

4.- Els punts de densitat

Els "punts de densitat" descriuen la quantitat real de sucre en la cervesa. A diferència de la densitat, que va canviant al llarg de l'elaboració, els punts de densitat romanen sempre iguals. Són un nombre absolut que no canvia una vegada que haurem extret els sucres del malt (a menys que afegim sucre en brut).
Els punts de densitat són fàcils de calcular si coneixem la Densitat Inicial desitjada:
PUNTS DE DENSITAT = (DENSITAT INICIAL - 1) X 1000 X VOLUM
En el nostre cas exemple:
PD = (1,085-1) x 1000 x 16 = 1360

5.- Potencial d'extracció

Qualsevol fermentable afegit a la mestura (mestura: barreja d'aigua i gra) contribueix als punts de densitat. La quantitat de punts que aporta realment és determinada per l'extracte potencial.
El sucre blanc o sucre de taula que tots coneixem té un rendiment d'extracció de 100%. O sigui que tot el sucre és fermentat.  Direm que té un potencial d'extracció de 100% i el farem servir de referència per a tots els altres ingredients fermentables (és el que van fer Plato i Balling).
El malt no està constituït de 100% de sucre. És evident que la clofolla i altres components del gra no són fermentables tot i que formen part del volum del gra afegit a l'engranada.
Cada malt té un potencial d'extracció que hauríem de trobar a l'etiqueta del paquet de malt o al web de la malteria. L'ítem és EXTRACT%.
Per als malts que estem considerant, en la pàgina de referència de Briess, els valors són
Pale ale malt: 80%
Crystal 60 malt: 76%
El Malt pale, ens donarà una proporció de sucres fermentables lleugerament superior que el malt Crystal (de fet com més torrats els malts, menys donen fermentables). El potencial d'extracció és un màxim teòric que la malteria aconsegueix en laboratori.

6.- Eficiència d'extracció

Aquest valor és el que indicarà el que realment aconseguirem amb la nostra instal·lació de brouat casolà en contraposició amb l'extracció de laboratori de la malteria.
Normalment, aquesta xifra s'estableix per experiència per a una instal·lació donada. Hi ha instal·lacions que permeten unes extraccions més eficients que d'altres. Però, en general, en el brouat casolà, es considera que l'eficiència es mou al voltant de 70%.
Però tornem al sucre de taula (sacarosa):
1 kg de sucre de taula aporta 384 punts de densitat en un litre d'aigua.
Ara podem calcular l'aportació en punts de densitat de qualsevol cosa:
punts·kg·l = Potencial d'extracció x 384
Els punts de densitat en una cervesa són el total de les contribucions de cada malt.

7.- Càlcul dels pesos individuals de malt:

Si combinem tot el que hem descrit més amunt (potencial d'extracció, eficiència i la referència al sucre blanc) trobem una equació que ens permet calcular l'aportació en fermentables de cada malt (conegut el seu pes)
Punts de densitat = pes en kg x Potencial d'extracció x eficiència x 384
Com que coneixem la DI (en punts de densitat), només cal remoure la fórmula per aïllar el pes:
Pes = Punts de densitat /( Potencial d'extracció x eficiència x 384)
ara podem calcular el pes de cada aportació de gra:
Hem vist més amunt que necessitàvem 1360 punts de densitat. D'aquests 1360, el 90% són de malt Pale, o sigui:
0,9 x 1360 = 1224
I els demés punts que seran aportats pel Crystal són 1360-1224 = 136
Es podria calcular com l'altra aportació:
0,1 x 1360 = 136
A mi sempre em tranquil·litza trobar el mateix nombre per dues vies...
Ara, apliquem la fórmula per al malt pale:
pes = Punts de densitat /( Potencial d'extracció x eficiència x 384)
o sigui
pes de malt Pale = 1224/(80% x 70% x 384) =  1224 / 215 = 5,69 kg.

Farem igual amb el malt Crystal:
pes de malt Crystal = 136/(76% x 70% x 384) = 136 / 204 = 0,67 kg

8.- El color de la cervesa:

Encara no he trobat cap lloc on s'expliqui l'estimació del color en unitats europees. Fins que no ho trobi o que algun amable lector ens faci aquesta aportació (que jo agrairia molt), haurem de fer servir el sistema ianki:
Aquest sistema aplica valors SRM o Lovibond (que pel cas són pràcticament el mateix). L'autor ens fa la concessió de transformar una mica la seva fórmula per a adaptar-la al sistema mètric. Li agraïm el detall.
Per fer una aproximació predictiva del color de la cervesa que volem brouar, cal inventar-se unes unitats semblants als punts de densitat, però per als colors. Són les MCU o Malt Color Units que podríem traduir en Unitats de Color del Malt, UCM.
Els UCM totals es calcularan de la forma següent:
UCM = [pes en kg x valor SRM del malt x 2,205] / [Volum x 0,264]
els valors 2,205 i 0,264, són factors de conversió de gallons i lliures. Una fórmula en termes mètrics seria d'agrair! Però de moment farem amb això.
les UCM de la nostra cervesa es calcularan de la forma següent:
Malt Pale: 
[5,69 x 3,5 x 2,205] / [16 x 0,264] = 43,913 / 4,224 = 10,4 punts
Malt Crystal
[0,67 x 60 x 2,205] / [16 x 0,264] = 88,641 / 4,224 = 21 punts
Només cal sumar les dues contribucions:
10,4 + 21 = 31,4 punts
Però això són punts de color.
Per convertir aquests punts (UCM), aplicarem una fórmula que devem a un tal senyor MOREY:
Color en SRM = 1,49 x UCM^0,69
En el cas de la cervesa que estem formulant, seria:
Color = 1,49 x 31,4^0,69 = 1,49 x 10,79 = 16,07ºSRM que són 16,07 x 1,97 = 31,66 EBC
Cal tenir en compte que hi ha tantes variables en l'elaboració de la cervesa en referència al color (llargada de la cocció, qualitat dels malts, composició de l'aigua, quantitat de llúpols, etc) que això no és més que una aproximació.
Nota: aquesta cosa ^ vol dir "à la potència". És doncs un exponent.

9.- Predicció del nivell d'alcohol

Es tracta d'una altra aproximació. Realment, per saber quant d'alcohol hi ha en una cervesa, cal fer una análisi amb un alcoholímetre a posteriori.
La fórmula que farem servir és la següent:
Alcohol en volum = (Densitat inicial - Densitat final) x 131
Es pot estimar o pressuposar la densitat final (DF), que és la quantitat de sucre que queda després de la fermentació degut a l'atenuació treballada pel propi ferment. Més o menys, podem proposar un 75% per tal de fer la nostra aproximació en la fórmula següent:
Densitat final = [(densitat inicial - 1) x (1 - atenuació)] + 1
o
DF = [(DI-1) x (1-A)] + 1
En el nostre exemple, a defecte de saber quin ferment farem servir i per tant la seva probable atenuació, la cosa tindria aquest aspecte:
DF = [(1,085 - 1) x (1-0,75)] + 1 = [0,085 x 0,25] + 1 = 1,021
I ara podem calcular el possible contingut en alcohol:
Alc = (1,085 - 1,021) x 131 = 0,064 x 131 = 8,38º Vol.

10.- L'aigua

Abans de parlar de llúpols, hem de parlar de l'aigua. Necessitem saber amb quanta aigua comencem i necessitem fer una estimació del volum d'aigua en la cocció per a fer els càlculs d'amargor.
La fórmula bàsica per a calcular aquest volum és la següent:
VI = VD + PG + E + PC
Sembla un galimaties, però és fàcil:
VI, és el volum inicial que volem conèixer
VD és el volum desitjat del lot
PG són les pèrdues en el gra (el gra s'impregna d'aigua i se l'emporta) [assumirem una ràtio de pèrdues de 1,1 litre per kg]
Pèrdues d'aigua en el gra: 
(5,69+0,67) kg x 1,1 l/kg = 6,36 x 1,1 = 6,996 = 7 litres
E són les pèrdues per evaporació. Assumirem una ràtio de pèrdues de 2,1 litres per hora.
Si fem una cocció d'una hora, el càlcul és la mar de fàcil:
E = 2,1 x 1 = 2,1 litres
PC són les pèrdues d'aigua que es queda en el llúpol i el que es perd en la coagulació en calent. En aquest exemple, no ens expliquen com arriben a 1 litre.
De manera que el volum d'aigua inicial haurà de ser:
VI = 16 + 7 + 2,1 + 1 = 26,1 litres

11.- Addicions de llúpol i càlcul d'amargor.

Els àcids alfa varien d'un llúpol a l'altre i d'una partida a l'altra. Cal fixar-se en general en les indicacions de les etiquetes que, si bé no són sempre de fiar, ens aporten alguna informació útil per dur a terme els nostres càlculs.
Seguin en la línia d'inventar unitats, haurem de definir les Unitats d'Àcids Alfa, UAA. Que són l'aportació d'àcids alfa en funció del pes dels mateixos llúpols:
UAA = % d'àcis alfa x Pes del llúpol.
Per exemple, 40 gram de Nugget amb un 12% d'àcids alfa contenen 40 x 12 = 480 UAA.
En el cas que estiguem copiant una recepta i que el contingut en àcids alfa del nostre Nugget no és el mateix que el de la recepta, per exemple només te 10% d'àcids alfa, trobarem la quantitat de llúpol necessària per arribar a la mateixa amargor així:
Pes = UAA / àcids alfa del nostre propi llúpol
Només hem girat la fórmula mantenint les UAA que volíem i aïllant el pes.
A l'exemple: 
Pes del nou llúpol = 480 / 10 = 48 grams.
En lloc de 40 que teniem abans.
La quantitat d'àcids alfa que es dissolen en un most és anomenada utilització. Depèn de la llargada de la cocció, la densitat del most en cocció, la frescor del llúpol, la presentació i més coses.
La majoria d'aquests factors no varien de forma linial de manera que és difícil establir un càlcul simple.

12.- Utilització dels llúpols i EBUs.

L'amargor es mesura en unitats d'amargor IBU o EBU. Es pot intentar predir si es coneix el contingut en àcids alfa del llúpol que utilitzem així com l'utilització del llúpol.
La fórmula bàsica és:
EBU = (P x %AA x U x 10) / V
P és el pes en grams.
%AA és el contingut en àcids alfa del llúpol concret.
U és la utilització (decimal)
V é el volum final en litres.
La bona notícia és que els EBU són una unitat mètrica que valora els mil·ligrams d'acids iso-alfa per litre de most.
La utilització és un subjecte de controvèrsies... amargues. En general però, la gent sol aplicar la solució de Glen Tinseth. Cal entendre que per a cada llargada de cocció (o de temps al qual exposem el llúpol a la cocció) i per cada densitat de most, la utilització serà diferent.
El millor és aplicar la taula que ha creat aquest senyor, especialista en llúpols, que relaciona el temps d'exposició a la cocció amb la densitat del most proposant així una utilització per a cada creuament.
La reproduïm aquí per que sigui més pràctic consultar-la. Però repeteixo que l'autor és Glen Tinseth.

14.- Llargada de la cocció i densitat durant la cocció.

La llargada de la cocció, ja queda definida pel seu propi nom: és el temps durant el qual el most es troba en cocció.
La densitat del most durant la cocció és una altra cosa perquè com que es va perdent aigua, augmenta la densitat. Tinseth proposa de calcular una densitat mitjana mentre que Palmer proposa una mesura al principi de la cocció. L'autor de l'article es decanta cap a la solució de Tinseth.
Densitat mitjana de la cocció = [Punts de densitat/(volum mitjà de cocció x 1000] + 1
Podem trobar el volum mitjà de la cocció tornant al capítol dels càlculs de l'aigua:
Volum abans de la cocció = VI - PG
VAC = VI - PG
on
VAC = Volum abans de la cocció 
VI = Volum a l'inici
PG = Pèrdues en el gra.
Volum després de la cocció = VI - Volum de cocció -PE
o
VDC = VI - PE
on
VDC = volum després de la cocció
VI = ja ho sabem
PE = pèrdues degudes a l'evaporació
Volum mitjà de cocció = [volum abans de la cocció - Volum després de la cocció] / 2
o
VMC = [VAC + VDC] / 2
on VMC és el volum mitjà de cocció i VF és el volum final. Per altra banda, una mitjana normal i corrent.
En el cas que estavem estudiant:
VAC = 26 - 7 = 19
VDC = 19 - 2,1 = 16,9
(veieu cap. 10 pels valors) 
 I finalment:
VMC = [VAC + VDC] / 2 = [19+16,9] / 2 = 35,9 / 2 = 18 litres (aprox)
Ara apliquem la fórmula del principi d'aquest apartat:
Densitat mitjana de la cocció = [Punts de densitat/(volum mitjà de cocció x 1000] + 1
I calculem la densitat mitjana del most durant la cocció:
DM = [1360 / (VMC x 1000)] + 1 = 1360 / (18 x 1000) + 1 = 
 = (1360 / 18000) +1 = 0,076 + 1 = 1,076 kg/L

15.- Repartiment dels EBU

Abans de decidir els pesos o les uqntitats de llúpols que volem posar, cal definir l'horari d'addicions o, dit d'una altra manera, hem de decidir QUAN introduïm el llúpol en el most en cocció. També hem de decidir la part en EBU introduïda per cada aportació.
De moment farem els càlculs per a aportacions de llúpols en flor (plug).
En l'exemple que hem estat seguint, decidim el següent:

Fuggles: 5% AA, 60 mins, 40 EBU
Kent Goldings: 4.5% AA, 30 mins, 25 EBU
Kent Goldings: 4.5% AA, 5 mins, 15 EBU
Total 80 EBU que són els EBU previstos a l'apartat 1.

Ara, mirarem la "utilització" estudiada al capítol 12:
*Fuggles: 5% AA, 60 mins, 40 EBUA la taula de Tinseth, no hi ha 1,076 de densitat. Llavors fem una mitjana:
1,070-> 0,193; 1,080->0,176; decideixo no filar tan prim i calcularé per una densitat de 1,075:
Utilització del Fuggle: (0,193-0,176)/2 = 0,009
0,176 + 0,009 = 0,185
*Utilització de la primera tanda de Kent Golding:
Farem el mateix pel mateix motiu:
1,070->0,148; 1,080->0,135 =>
Utilització 2: (0,148-0,135) / 2 = 0,007
 0,135 + 0,007 = 0,142
*Darrera tanda:
5 minuts no existeix. He de conformar-me amb 6 min.
Utilització 3: (0,045-0,041) / 2 = 0,002
0,041 + 0,002 = 0,043

Ara, agafarem la fórmula dels EBU i la girarem per aïllar el pes (que és en acabat, el que volem saber).
EBU = (P x %AA x U x 10) / V => P = [EBU x V] / [%AA x U x 10] 
I ho apliquem ja que tenim totes les dades que necessitem per cada llúpol: 

1.- Fuggle 60 minuts
P = [EBU x V] / [%AA x U x 10] = [40 x 16] / [5 x 0,185 x 10] = 640 / 9,25 = 69,19 grams.
2.- Kent Golding 30 minuts:
[25 x 16] / [4,5 x 0,173 x 10] = 400 / 7,79 = 51,35 grams.
3.- Kent Golding 5 minuts:
[15 x 16] / [4,5 x 0,041 x 10] = 240 / 1,85 = 129,8 grams.

16.- Correccions per a pel·lets

Es considera que els pel·lets ofereixen una superfície de contacta molt superior a la flor sencera. De manera que també es considera que cal preveure un pes 25% inferior en llúpols en pel·lets per a un mateix resultat.
Així doncs quedem amb
Fuggle: 
69,19 x 75% = 51,9 grams
Kent golding 1:
51,35 x 75% = 31,51 grams
Kent Golding 2:
129,8 x 75% = 97,35 grams
 
Lògicament, aquí hem arrodonit encara que hem guardat unes decimals que, en realitat signifiquen poca cosa. Tot plegat són aproximacions. Útils, però al cap i a la fi, aproximacions que anirem corregint i afinant amb el temps i l'experiència.

17.- Recepta bàsica o el resultat de tot plegat.

Volum objectiu: 16 litres (per a aconseguir 15 litres de cervesa)
Volum inicial: 26 litres d'aigua
Ingredients:
Pale ale malt:  5.69kg
Crystal 60L: 0.67kg
DI: 1,085 kg/L
Fuggles:  70g, 5%, 60 mins
Kent Goldings: 52g, 4.5%, 30 mins
Kent Goldings: 130g, 4.5%, 5 mins
Amargor:
80 EBU
Ara ja podem començar a pensar COM farem tot això.
Però ja són un altre parell de mànigues. Ara, ja sabem fer una previsió prou acurada.
Salut

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada