Pomiar gęstości i błędy stąd płynące

[JacekKocurek]

Pomiar gęstości brzeczki jest standardową metodą określania zawartości ekstraktu. Densymetry, zwane areometrami są tanie i powszechnie dostępne. W praktyce piwowarskiej stosuje się tu najczęściej trzy skale: Ballinga, Plato albo gęstości (tzw. OG ? Oryginal Gravity szczególnie popularna w USA). Dwie pierwsze skale są zbliżone, bo obydwie wykorzystują stopnie, w których jednostka odpowiada 1% zawartości ekstraktu. Różni je temperatura skalowania wynosząca dla Ballinga 20°C dla Plato 17,5°C. Trzecia nie podaje ilości ekstraktu a fizyczną wielkość: gęstość mierzonego płynu. Do przeliczeń tej gęstości na zwartość ekstraktu stosuje się wzory matematyczne opracowane przez różne gremia, m.in. American Society of Brewing Chemists.

 

Ostatnio przy warzeniu Tmavego miałem do dyspozycji laboratoryjny areometr wyskalowany w g/cm3. Najpierw zmierzyłem gęstość brzeczki za pomocą Biowinowego areometru (temp. pomiaru 20°C), którego wskazanie do tej pory uważałem za poprawne i uzyskałem 12°Blg. Następnie zanurzyłem w niej areometr wyskalowany w jednostkach gęstości. Wynik: 1,046g/cm3. Siadam do ProMasha i wychodzi, że gęstość taka odpowiada niecałym 11,5% zawartości ekstraktu. W pierwszej chwili zmarkotniałem bo nie dość, że ekstrakt mniejszy niż planowany to jeszcze błąd ciągnący się od lat. A może błąd tkwi gdzie indziej... ? Owszem i zaraz pokażę gdzie.

 

Wystarczy włączyć pierwszy lepszy kalkulator obliczający gęstość brzeczki, choćby ten dostępny w ProMashu, żeby przekonać się, że przyjmują one gęstość ?brzeczki? o zawartości ekstraktu 0°Blg wynoszącą 1,000g/cm3. Założenie to jest błędne, bo czysta woda w 20°C (temp. odniesienia skali Ballinga) ma gęstość 0,998kg/m3. Można by zapytać: cóż to jest te 0,002g/cm3 a jednak ta wartość, to właśnie brakujące 0,5°Blg z pomiaru gęstości brzeczki Tmavego. Gęstość wody wynosi 1,000g/cm3 w temperaturze 4°C i to w tej temperaturze należałoby mierzyć brzeczkę za pomocą gęstościomierzy lub też robić korektę temperatury.

 

Zaraz, zaraz, a może jednak się mylę? Można to przecież zweryfikować za pomocą eksperymentu. Przygotowałem roztwór sacharozy odważając 10,0g cukru i uzupełniając do 100,0g wodą z RO (zbliżona do destylowanej) co daje 10% wag. roztwór, czyli 10°Blg w 20°C. Biowinowy areometr włożony do roztworu wskazał prawie dokładnie 10°Blg, densymetr wyskalowany w g/cm3 wskazał 1,038g/cm3, co odpowiada 9,5°Blg wg przelicznika w ProMashu. Brakuje 0,5°Blg, tyle ile wynika z różnicy między gęstością wody w 20°C a przyjmowaną we wzorach wartością 1,000g/cm3. Eksperyment potwierdził zatem wcześniejsze rozważania.

 

Jakie wnioski płyną z tego co napisałem? Są dwa. Pierwszy: jeżeli przytrafi się Wam ustalać zawartość ekstraktu za pomocą pomiaru gęstość to do obliczonej wartości można śmiało dodać 0,5°Blg. I to jest wniosek in plus. Drugi: jeżeli określacie masę wybitej brzeczki z jej gęstości obliczonej na podstawie ballingu to niestety trzeba od wyliczonej wartości odjąć 0,002g/cm3. Dla liczących wydajność warzelni ten drugi wniosek nie jest korzystny.