Карбонизация пива – это просто.

Мало кому нравится пиво «без газов», уровень газирования пива влияет на вкус пива в целом, поскольку пузырьки газа в пиве оказывают каталитическое действие на воздействие в том числе хмелевой горечи на рецепторы, невзирая на то, что до сих пор продолжаются споры может ли человеческий язык почувствовать вкус углекислоты или мы ощущаем СО2 как болевое воздействие.

Для начала сравним ощущения от газов в свежегазированной газировке и в шампанском. В газировке пузырьки большие по размеру, стремятся моментально покинуть жидкость и сама газировка уже через несколько минут больше похожа на простую водопроводную воду с лёгким металлическим «привкусом» углекислоты, в отличии от «долгоиграющего» шампанского.

По большому счёту разница - во времени газирования, поскольку в основе лежат одни законы физики.

Большинство проводят карбонизацию внесением сахара – праймера в бутылки при розливе пива, хотя проще рассматривать процесс карбонизации через внесение определённого объёма углекислоты в герметично закупоренную бутылку, поскольку дрожжи, сбраживая сахар, выделяют углекислый газ, который стремится моментально покинуть жидкость и занять пространство над пивом.
Постоянно из-за теплового движения молекулы газа из пространства над пивом проникают через границу раздела газ-жидкость в пиво, одновременно молекулы жидкости покидают её и переходят в пространство, занимаемое газом. Молекулы газа абсорбируются в жидкости, проходит процесс диффузии, или растворение газа в жидкости; вместе с тем проходит и обратный процесс десорбции – газ покидает жидкость и переходит в надпивное пространство. Вся система находится в равновесии.
Теперь мы нагнетаем углекислоту в надпивное пространство (дрожжи выделили газ как результат брожения). Создаётся избыточное давление газа над границей раздела, процесс десорбции замедляется, газ стремится войти и раствориться в жидкости, энтропия системы растёт, т.е. система становится более стабильна, поскольку свободный газ менее стабилен чем газ, растворённый в жидкости и удерживаемый молекулами пива. В силу того, что в бутылке до внесения в надпивное пространство углекислого газа был воздух, существует смесь газов, каждый из которых стремится растворится в пиве. Благодаря закону Генри растворимость газов пропорциональна парциальному давлению этих газов. То есть, давление какого газа больше, тот и растворяется быстрее и лучше.
Внеся достаточное количество газа под необходимым давлением в надпивное пространство мы газируем пиво, создав равновесие системы. Однако, открыв такую бутылку на следующий день мы получим малогазированное пиво, поскольку растворённый газ в виде крупных пузырьков постарается побыстрее покинуть жидкость. Выдержав пиво подольше мы заставим углекислоту многократно абсорбироваться и десорбироваться, каждый раз уменьшая размер пузырьков – чем меньше пузырёк по размеру, тем меньше у него способность срастаться с другими пузырьками, тем сложнее ему разорвать связи с молекулами пива, тем дольше газы остаются в пиве – это выглядит в хорошо карбонизированном пиве так же как и в шампанском – мелкие пузырьки по объёму пива поднимаются вереницей к поверхности – пиво «играет».
Пиво, недостаточно выдержанное на карбонизации, выглядит «перегазированным» - несмотря на мелкие пузырьки, оно стремится поскорее их высвободить, вызывая красивую пену, с которой практически всё пиво убегает из бутылки при открытии.
Температура – фактор, влияющий на карбонизацию – чем ниже температура, тем быстрее углекислота растворяется в пиве и тем менее охотно жидкость отпускает пузырьки газа. Однако при этом скорость теплового движения молекул падает (кто помнит – температура – мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа), стало быть и процесс растворения падает. К тому же, при понижении температуры дрожжи замедляют брожение и выделение газа.
Стало быть газироваться пиво должно при температурах, равных температурам брожения. Для устранения побочных продуктов брожения нужно активизировать дрожжи, для чего проводят диацетильную паузу – подъём температура на несколько градусов. В силу этого наиболее оптимальной можно считать комнатную температуру карбонизации – 20-25 градусов, если речь не идёт о пильзнере и аутентичном лагере – там, в силу очень длительного процесса выдерживания пива и типа дрожжей,  карбонизация наступает при низких температурах.

Что следует учитывать при карбонизации пива – температуру брожения пива. Чем ниже температура брожения, тем больше углекислого газа осталось растворённым в пиве после брожения, тем меньше сахара – праймера следует вносить на карбонизацию. К примеру, для карбонизации эля, ферментрованного при +25* понадобится почти на четверть больше сахара, в сравнении с тем же уровнем карбонизации пильзнера, ферментированного при +12*.
Тип сахара так же влияет на его количество – декстроза, глюкоза, столовый сахар, мёд – у каждого свой процент утилизации. Столовый нерафинированный сахар не рекомендуется применять, мёд применять с осторожностью – он содержит и дикие дрожжи и бактерии и всё то, что пчела выплюнула при его производстве. Поэтому любой сахар, используемый для карбонизации следует вносит в виде прокипячённого в течении 10-15 минут и охлаждённого сиропа.  
Дрожжи при внесении праймера, в принципе, проходят те же стадии что и при ферментизации. Однако при ферментизации мы вносим дрожжей в количестве миллиардов на милилитр, при карбонизации их в тысячи раз меньше. Не стоит ожидать что процесс карбонизации пройдёт в те же 3-4 дня, дрожжам нужно время на переработку праймера, углекислому газу – время на растворение. Чем больше углекислого газа растворилось в пиве, тем больше молекул газа покидают пиво - на границе возникает увеличенная плотность, препятствующая процессу абсорбции и десорбции - отсюда теоретически больше времени нужно по сравнению с растворением газа в первые дни. Две недели при комнатной температуре – разумное время на карбонизацию, а иногда и месяца мало.  

Для расчёта количества сахара, добавляемого в пиво, нужно определиться с желаемым уровнем карбонизации, исходя из рекомендованных уровней газированности пива по стилям:
Эли Британские – 1,5-2,3
Лагер Европейский (Немецкий) – 2,4-2,6
Лагер Американский, Эль Американский – 2,5-2,8
Пшеничные, Вайзены – 2,8-5,1
Бельгийские Эли – 2,0-4,5

За единицу принято считать один литр углекислоты в одном литре пива при давлении в 1 атмосферу и температуре в 20 ºС. Или один милилитр на милилитр, или кубический метр на кубический метр (всё тот же закон Генри).

I Уровень остаточного содержания углекислого газа в пиве после ферментизации в зависимости от температуры ферментизации:
8 ºС – 1,23; 9 ºС – 1,19; 10 ºС – 1,15;   11 ºС – 1,13; 12 ºС – 1,09; 13 ºС – 1,05; 15 ºС –  1,0; 16 ºС – 0,97; 17 ºС – 0,93;                18 ºС –  0,9; 19 ºС – 0,87; 20 ºС – 0,85; 21 ºС – 0,83; 22 ºС – 0,8; 23 ºС – 0,78; 24 ºС – 0,75; 25 ºС – 0,73; 26 ºС – 0,70; 27 ºС – 0,68; 28 ºС – 0,65

II Карбонизация с праймером Глюкоза Обезвоженная, на 22 литра пива.
(Глюкоза Обезвоженная, грамм / Уровень карбонизации): 25/0,3   30/0,38   40/0,50   50/0,62   60/0,75   70/0,88   85/1,06   100/1,25   115/1,44   130/1,62   140/1,75   155/1,94   170/2,13   185/2,31   200/2,50   215/2,69   230/2,88   245/3,07   255/3,19            

III Карбонизация с праймером Глюкоза Моногидратная (соответствует Обезвоженной с увеличением количества примерно на 10%)  на 22 литра пива. (Глюкоза Моногидратная, грамм/Уровень карбонизации): 25/0,29   30/0,34   40/0,46   50/0,57   60/0,68   70/0,80   85/0,97   100/1,14   115/1,31   130/1,48   140/1,60   155/1,77  170/1,93   185/2,10   200/2,27   215/2,44   230/2,61   245/2,78     255/   2,89

IV Карбонизация с праймером Столовый Сахар,  на 22 литра пива. (Сахар Столовый, грамм/Уровень карбонизации):   25/0,33   30/0,40   40/0,53   50/0,66   60/0,79   70/0,92   85/1,12   100/1,31   115/1,51   130/1,71   140/1,85   155/2,04   170/2,24   185/2,43    200/2,63   215/2,83   230/3,03   245/3,22   255/3,36

Сначала определить какой уровень карбонизации пива желателен. Из этой величины вычитаем уровень остаточного содержания углекислоты (из таблицы I), а затем, в зависимости от праймера (таблицы II-IV), вычисляем сколько сыпать для получения "добавочной" карбонизации, чтобы в результате получить требуемый конечный уровень.

К примеру, для 22-х литров лагера, ферментированного при температуре 14ºС хотим получить 2,5 карбонизации. Остаточный уровень по таблице I - примерно 1,03. Нужно добавить 2,5-1,03=1,47. Используем рафинированный столовый сахар-песок. По таблице IV находим, что требуется примерно 115 грамм.  Для эля, ферментированного при 25ºС хотим 2,0. Те же расчёты дадут: 2,0-0,73=1,27, или примерно 100 грамм сахара-песка на 22 литра пива.
Всё, конечно, примерно, но более точно чем 9 (или сколько там) грамм на литр. Или того веселее в американском варианте - две трети кружки на ведро.

P.S. Приложил pdf. файл с расчётом и таблицами на английском языке.

Соль,наверно,только здесь

Внеся достаточное количество газа под необходимым давлением в надпивное пространство мы газируем пиво, создав равновесие системы.OllBY, 26 Окт. 12, 21:11

Остальное,я думаю,более-менее понятно всем.
И возникает вопрос.Какое будет достаточное количество и необходимое давление?И как вносить?В бутылку,в герметичный танк вроде бы понятно.
Предвижу,что это зависит от кучи факторов(поэтому автор,скорее всего,цифры не выдает),но можно же вывести какое-то среднее значение,для оределенной температуры например,и т.д.
Готов участвовать,тока не знаю с чего начать.

поскольку дрожжи, сбраживая сахар, выделяют углекислый газ, который стремится моментально покинуть жидкость и занять пространство над пивом.OllBY, 26 Окт. 12, 21:11

Это не совсем так. Если пиво бродит в открытой кастрюле (ёмкости, танке и проч), количество растворённого углекислого газа в нём соответствует воде, находящейся под давлением 1,5 атм.
То, что дрожжи делают играючи за пару недель, искуственная карбонизация делает только за несколько месяцев. И всё равно качество связи углекислого газа с коллоидами пива получается хуже.

Вить,чёт не въехал :

количество растворённого углекислого газа в нём соответствует воде, находящейся под давлением 1,5 атм.victorchik, 27 Окт. 12, 10:55

Углекислота находится в напитках не только в виде растворенного газа, но и угольной кислоты, а также ее эфиров, последние два легко распадаются с выделением газа. Поэтому если выпить пиво, стоявшее открытым, все равно чувствуешь наличие газа.

И возникает вопрос.Какое будет достаточное количество и необходимое давление?И как вносить?серега Дворник, 27 Окт. 12, 09:02

Про внесение углекислоты под давлением я привёл как общий пример - он и для карбонихации праймером и принудительной в кегах подходит. Дрожжи делают то же самое, но медленно выделяют газ.
Я добавил таблицы и методику расчёта карбонизации при внесении праймера при рохливе в бутылки или при внесении праймера в кег. Расчёт идёт исходя из объёма пива, а не на бутылку, хотя пересчитать легко, но правильно варить сироп и вносить в весь объём и потом бутилировать.
Давление, необходимое для принудительной карбонизации, расчитывается ещё проще, по другой таблице.

OllBY - Вчера в 21:11:
поскольку дрожжи, сбраживая сахар, выделяют углекислый газ, который стремится моментально покинуть жидкость и занять пространство над пивом.Это не совсем такvictorchik, 27 Окт. 12, 10:55

Да нет, именно так - газ всегда стремится покинуть жидкость и всегда пытается войти назад, это - физика природы хаотического движения вне зависимости от того закрытый ли это ферментор или Тихий Океан.

все равно чувствуешь наличие газа.mak210, 27 Окт. 12, 16:59

А хочется чувствовать наличие соответсвующего стилю уровня углекислого газа в виде пузырьков на языке и отрыжке .

OllBY, благодарю за расчеты искренне!!!НЕ часто на форуме встретишь столь конкрктную инфу.
Но,лично меня,заинтересовал в этой теме другой аспект.Количество и качество праймера для себя я уже давно определил.Речь шла о другом,позволю себе еще раз процитироать:

Внеся достаточное количество газа под необходимым давлением в надпивное пространство мы газируем пиво, создав равновесие системы.OllBY, 26 Окт. 12, 21:11

Более того,я уже начал эксперементировать в зтом направлении(пиво созревает в танке),но экспериментальных данных еще очень мало для каких-то выводов.
Могу сказать только одно,карбонизация пива очень различна при разных технологиях(подходах).Если начальная газированность,вроде бы,устраивает,то стойкость ее очень непостоянна.В одном случае,газов нет через несколько минут,в другом,через часы они присутствуют.

возникает вопрос.Какое будет достаточное количество и необходимое давление?серега Дворник, 27 Окт. 12, 09:02

Вопрос возник из моего ...Внеся достаточное количество газа под необходимым давлением в надпивное пространство мы газируем пиво, создав равновесие системы...

Закон Генри про это и говорит, на нём основаны принципы карбонизации: создали давление, газ проникает в жидкость, давление над жидкостью падает, наступает равновесие.
Ответы на вопрос - в первом сообщении - достаточное количество газа зависит от температуры, остаточной карбонизации и желаемого результата.
Ты не можешь внести, скажем, 150 грамм углекислоты и создать при этом 3 атмосферы давления. Создаваемое давление и есть количество газа, которое мы внесли. Чем больше мы газа внесли, тем больше молекул его в обьёме, то есть больше давление, созаваемое газом на стенки сосуда и поверхность пива. Поэтому при подключении балонов с газом регулируют давление, как производную от количества внесённого газа. Надеюсь доступно обьяснил.

 

карбонизация пива очень различна при разных технологиях(подходах)серега Дворник, 27 Окт. 12, 21:02

Должна быть неизменна - главную роль играет количество газа, внесённое в герметичный обьём, в котором находится пиво. А количество газа - это или отрегулированное регулятором давление или количество сбраживаемых сахаров, поскольку известно точно сколько углекислого газа в молях произведётся дрожжами из единицы сбраживаемого сахара. Разница может быть только в сахаре и во времени, отпущенном на карбонизацию.

то стойкость ее очень непостоянна.серега Дворник, 27 Окт. 12, 21:02

Вот тут, как говорится - танцы с бубном. Это так же необьяснимо (при правильно расчитанной карбонизации и времени) как и стойкость пены. Хотя у меня ни с тем ни с другим особых проблем нет.

Если ты газируешь балоном в кеге, то на тебе примерную таблицу какое давление нужно подать в кег (и держать недели две) в зависимости от стиля (под каждым стием по три уровня карбонизации), и температуры в psi:

Т,   Британский Эль  Большинство стилей  Высокогазированные
ºС   1,8  2,1   2,3    2,4   2,6   2,8       3,0   3,1   3,3

0ºС  1,6  4,4   6,3    7,3   9,2   11        12,9  13,9  15,7
5ºС  5,1  8,4   10,6  11,7  13,4  15,5       17,7  18,8  20,9
10ºС 8,7  12,5  15    16,3  18,8  21,3       23,8  25,1  27,6
15ºС 12,7 16,9  19,7  21    23,9  26,8       29,5  30,8  34
20ºС 16,6 21,4  24,5  26,1  29,2  32,4       35,5  37    40,2
25ºС 21   26,2  29,7  31,3  34,7  38,1       41,6  43,1  47,1    

Вот теперь у меня все встало на места,сразу не допер!
Под внесение газа,я понимал внесение именно углекислоты,и именно извне.А ты смотришь шире,еще и праймер,как внесение газа...
Спасибо еще раз!В том числе и за цифры.

Поэтому любой сахар, используемый для карбонизации следует вносит в виде прокипячённого в течении 10-15 минут и охлаждённого сиропа.OllBY, 26 Окт. 12, 21:11

А сироп из варенья годится?

Вить,чёт не въехал :
серега Дворник, 27 Окт. 12, 15:43

Если в открытой кастрюле находится вода, то количество растворённого углекислого газа в ней равно ХХ мг/литр. Пиво, отбродившее в соседней кастрюле и находящееся в состоянии созревания, будет содержать углекислого газа столько же, сколько содержала бы вода, если её держать под давлением 1,5 атмосферы.
  В среднем вода "в открытой кастрюле" содержит от 0,008 до 0,03 грамм углекислого газа на литр (зависит от перечня внешних условий). Нормально карбонизированное бутилированное пиво содержит 3,5-5 грамм углекисилого газа на литр. Если бутылку аккуратно открыть и оставить в покое, то пиво потеряет за 2 часа не более 5-7% от этого количества.
  Понятно, что речь идёт о нормальном пиве, а не о пивных напитках. Ни вода, ни пивные напитки не способны удерживать, находясь в открытой ёмкости, такое количество углекислоты.
 

сироп из варенья годится?Alixx, 28 Окт. 12, 09:59

Для образования углекислого газа для дрожжей подойдёт любой сбраживаемый сахар, хоть и варенье. Для чистого вкуса и правильного уровня - сомнительно. Ты ведь понятия не имеешь сколько там сбраживаемых сахаров на единицу веса и какой их состав.

в качестве праймера добавлял мёд. У пива был привкус пластмассыGIVI, 28 Окт. 12, 10:14

Мёд мёду разница. Мёд - это очень сложный комплекс. Как правило длительная выдержка снивилирует этот побочный вкус пластмассы или дихлорэтана. К тому же при расчётах карбонизации за эталон и единицу принята декстроза (кукурузный сахар, глюкоза). Столовый сахар, к примеру, на 10% более сбраживаемый, мёд же, наоборот, - на 10% менее сбраживаемый. То есть если для получения уровня карбонизации нужно, к примеру, 200 грамм декстрозы, то сахара-песка нужно 180 грамм, мёда - 220, сухого солодового экстракта - 300 грамм, а жидкого экстракта - почти 400. Зато самый чистый вкус вносимый при карбонизации - от декстрозы, а самый пивной (солодовый) - от экстракта. Дрожжи дают разный вкус после каждого сахара - иначе бы самогон из гороха не отличался от самогона из отборной проросшей пшеницы.

Еще вопрос от начинающего. Решил остановиться на сиропе(возможно, инвертированном сахарном), можно ли заранее разлить сироп по бутылкам, потом по трубочке наливать пиво? Или сироп наливают в конце разлива?

Или сироп наливают в конце разлива?Alixx, 30 Окт. 12, 15:14

Лучше сироп прокипяти и внеси в пиво,а потом разольешь по бутылкам.

Еще вопрос от начинающего. Решил остановиться на сиропе(возможно, инвертированном сахарном), можно ли заранее разлить сироп по бутылкам, потом по трубочке наливать пиво? Или сироп наливают в конце разлива?
Alixx, 30 Окт. 12, 15:14

Инверт не обязательно, сахар вполне пойдет.
Можно и шприцем по бутылкам (без разницы до или после налива), но лучше в разливочный бак, потом в него пиво (размешается само), потом из бака по бутылкам.

Лучше сироп прокипяти и внеси в пиво,а потом разольешь по бутылкам.
Сулейман, 30 Окт. 12, 15:22

В ферментер (там, где дрожжевой осадок) вносить НЕ НАДО - дрожжи заведутся и осадок поднимется - надо с осадка сначала слить.

В ферментер (там, где дрожжевой осадок) вносить НЕ НАДО - дрожжи заведутся и осадок поднимется - надо с осадка сначала слить.Тимур, 30 Окт. 12, 15:38

А где ты прочел,что я рекомендовал прамер вносить в ферментер?

Ты написал "в пиво" не конкретизировав, что после снятия с осадка. Я на всякий случай этот момент уточнил  Поправь сообщение - я сотру.Тимур, 30 Окт. 12, 16:15

Он меня правильно понял.

Еще вопрос от начинающего. Решил остановиться на сиропе(возможно, инвертированном сахарном), можно ли заранее разлить сироп по бутылкам, потом по трубочке наливать пиво? Или сироп наливают в конце разлива?
Alixx, 30 Окт. 12, 15:14

Да внеси лучше глюкозы. Не знаю, как с пивом еще не пробовал, но внесение глюкозы в яблочный сок вместо сахара дает значительно более лучший вкус вина (отсуствует "бражность" вкуса).

Да внеси лучше глюкозы. Не знаю, как с пивом еще не пробовал, но внесение глюкозы в яблочный сок вместо сахара дает значительно более лучший вкус вина (отсуствует "бражность" вкуса).
msg31, 30 Окт. 12, 18:23

В пиве даже при минимальной выдержке (с месяц) "бражного вкуса" от сахара не замечаю.

А кто-нибудь карбонизацию суслом делает?
Или я один такой?