Wydajność w kociołku automatycznym Coobra (CB5)

Temat wydajności warzenia piwa w kociołkach automatycznych pojawia się regularnie na wszystkich grupach piwowarskich. 

Postanowiłem zebrać moje doświadczenia związane z wydajnością w jednym wpisie, który będzie rozwijany.

Warząc w garze miałem dobrą wydajność. Od kiedy warzę w Coobra CB5 wydajność warzenia spadła. Nie drastycznie, ale spadła.

Nie da się wskazać jednego konkretnego czynnika wpływającego na wydajność zacierania czy wydajność całkowitą. Rozważając dany etap zakładam, że nie ma problemów na innym. W dodatku warzymy w różnych kociołkach automatycznych: u mnie Coobra CB5, u kogoś Klarstein czy Royal a u Ciebie być może Coobra CB3.

Zaznaczam, że robię 40 litrowe warki, co potęguje niektóre przyczyny spadku wydajności.

Co wpływa na wydajność warzenia?

J. Palmer jako najistotniejsze czynniki wymienia:

1. temperaturę,
2. pH,
3. śrutowanie,
4. stosunek wody do ziarna,
5. czas.

Moim zdaniem najbardziej problematyczne w kociołkach automatycznych są:

1. Równomierny rozkład temperatury.

6. Wysładzanie.

Temperatura zacierania a wydajność.

Nie będę roztrząsał wpływu samej temperatury na wydajność, bo to truizm. W kociołkach automatycznych zauważyłem jednak poważny problem z równomiernym rozkładem temperatur.

W zwykłym garze utrzymanie równej temperatury w całym zacierze było dość proste:

1. Mój gar 30L był niski i szeroki, więc miałem swobodny dostęp.
2. Mogłem mierzyć temperaturę na dowolnej głębokości / w całej objętości.
3. Mogłem szybko i "wydajnie" mieszać podczas podgrzewania wyrównując temperaturę.

W kociołku Coobra (zwłaszcza CB5) jest to utrudnione, ponieważ:

1. Kociołek jest wąski i wysoki.
2. Czujnik temperatury znajduje się na dole, niedaleko grzałki i bardzo daleko od "górnej tafli".
3. Standardowym termometrem nie mogę zmierzyć temperatury głębiej, niż kilkanaście centymetrów "pod taflą".
4. Robię warki 40 litrowe, więc złoże jest bardzo wysokie i zacier ma dużą objętość, co potęguje problem.

Chcąc potwierdzić przypuszczenia, zacząłem mierzyć temperaturę zacieru na górze i zestawiłem z temperaturą wskazywaną przez sterownik (na dole) w 10, 30 i 50 minucie zacierania. Oto przykłady z kilku warek:

Widać dobitnie, jak drastycznie różni się temperatura w różnych częściach zacieru.

Przy pierwszej z przykładowych warek nawet w 50 minucie temperatura nie była zbliżona. Zakładając, że chciałem zacierać w 65°C, trwało to jakieś 10 minut. :D

Przy drugiej warce częściej mieszałem zacier i spróbowałem nieco szybszej recyrkulacji (większy przepływ). Temperatura w miarę wyrównana po 30 minutach.

Przy trzeciej warce nie używałem górnego sita, żeby móc mieszać jeszcze częściej i wygodniej. Jednocześnie mogłem zwiększyć przepływ recyrkulacji bez obawy, że woda przeleje się przez "otwór bezpieczeństwa". Dodatkowo zmierzyłem temperaturę w 15 minucie zacierania i już było nieźle.

Dodam, że brzeczka wylatująca na górze miała temperaturę zgodną ze wskazaniem na wyświetlaczu, więc nie jest kwestia kalibracji czujnika.

Podkreślę, że ponad połowa scukrzania ma miejsce w pierwszych 15 minutach. Po 30 minutach jest po 75%. (za J. Palmer)

To pokazuje jak trudno odpowiadać na pytania typu: Czemu drożdże X stanęły mi na Y Plato a innym zeszły do Z. Zacierałem w 68°C.

Ja też myślałem, że zacieram w 68°C a przez większość czasu było to bliżej ~63°C. :D

P.S. Wcześniej warzyłem 20L warki ze sporo lepszą wydajnością, więc nie wpadłem na mierzenie temperatur w środku zacieru.

Wydajność warzenia a pH wody.

Co ma pH wody do wydajności zacierania? Każdy enzym ma optymalny zakres pH, w którym działa najskuteczniej.

Przykładowo:

• Beta glukanaza preferuje pH 4,5-5,5
• Alfa-amylaza preferuje pH 5,2-5,5
• Beta-amylaza preferuje pH 6,0-6,5

Modyfikacja pH nie wymaga wiele pracy. Musisz jednak posiadać miernik pH (skalibrowany). Standardowe papierki lakmusowe nie są wystarczająco dokładne. Ja obniżam pH za pomocą kwasu fosforowego 75%. Popularny jest również kwas mlekowy i słody zakwaszające.

Eksperyment J. Palmera wykazał, że zmiana pH zacieru z 5,5 na 5,3 zwiększyła wydajność zacierania o 8%.

Przy okazji: PH wody do zacierania modyfikowałem od pierwszych warek. Problem zaczął się u mnie od silnego zapachu młóta w piwie. Wskazówką był specyficzny zapach młóta po wysładzaniu. Wszelkie tropy wskazywały na zbyt silne wypłukiwanie tanin podczas wysładzania i tak właśnie było. Od kiedy dostosowuję również pH wody do wysładzania problemu nie ma.

Śrutowanie a wydajność zacierania.

Wydaje mi się, że najczęściej wymienianą przyczyną słabej wydajności zacierania jest grubość śrutowania słodów. Wiele sklepów oferuje "śrutowanie pod kociołek". Wiele osób wymienia przeróżne ustawienia szczeliny śrutownika jako "najlepsze".

Moje doświadczenia wskazują, że nie ma to większego znaczenia, jeżeli słód ześrutowany jest prawidłowo, tzn. bielmo jest pokruszone (dostanie się do niego woda) a łuska cała (albo prawie cała).

J. Palmer dowiódł doświadczalnie, że stopień ześrutowania słodu zmienia wydajność najwyżej o ~1-1,5%*. (* Warunki brzeczki kongresowej i brak innych zmiennych). Oczywiście drobniejsza śruta przyśpiesza scukrzanie skrobi, ale jeżeli nie zacieramy w 15 minut, możemy pominąć wpływ śrutowania.

Przy okazji dodam, że sama szczelina śrutownika nie ma znaczenia, jeżeli nie uwzględni się prędkości napędu. Śrutowanie przy szczelinie 1,2mm przy obrotach 3000/min. ześrutuje słód drobniej, niż śrutowanie przy szczelinie 0,8mm i ustawieniu niższych obrotów lub użyciu mieszadła do betonu (inne przełożenia i niższe obroty.). Dodam też, że śrutownik jest "zabójczy" dla wiertarek. Jak wiertarka, to dwubiegowa, ale lepiej mieszadło do betonu.

Słód śrutowany z różną prędkością napędu:

Stosunek wody do ziarna a wydajność.

Zalecany stosunek wody do zasypu najczęściej mieści się w przedziale 2,6-4,2L/kg (zalecane 3-4L/kg). 

Mniejsze i większe ratio mają swoje plusy i minusy. Tylko po krótce: 

• Rzadszy zacier zmniejsza stężenie enzymów, więc spowalnia konwersję i przyspiesza ich denaturację. Daje za to lepiej fermentowalną brzeczkę, bo działanie enzymów nie jest zakłócone przez wysokie stężenie cukrów.
• Gęstszy zacier jest lepszy dla rozkładu białek. Jednak znacznie utrudnia mieszanie, cyrkulację i daje gorzej fermentowalną brzeczkę. (za J. Palmer)

Wydajność wysładzania w kociołku automatycznym Coobra.

Moim zdaniem to druga największa wada kociołków.

W zwykłym garze zawsze mierzyłem do jakiej gęstości wysładzam ze względu na wydajność oraz ryzyko wypłukania tanin. Jak przesiadłem się na kociołek, przestałem to robić, bo ogranicza mnie pojemność - i tak nie wleję więcej.

Beersmith oblicza ilość wody potrzebną do zacierania i wysładzania. Wysładzamy do potrzebnej objętości. Młóto do kosza i gotujemy.

Wysłodzone, to wysłodzone po ... drążyć temat! :)

Szukając przyczyn niższej wydajności ponownie zacząłem sprawdzać do ilu °BLG wysładzam. 

Trzy razy sprawdzałem refraktometr i spławik, gdy okazało się, że po wysładzaniu całą zaplanowaną objętością wody resztki brzeczki ściekające do fermentora miały 11°BLG! Przecież 11°BLG można dać grzybom i zrobią z tego letniego cienkusza! Co prawda w Coobrze gotowała się już zakładana objętość o zakładanej gęstości, ale wywalać do kosza 11°BLG?!

Od tamtej pory zawsze sprawdzam resztki spływające z kosza. Po wysładzaniu zdejmuję kosz z Coobry, wstawiam do fermentora. Po kilku minutach badam próbkę refraktometrem. Zależnie od zasypu i różnych czynników gęstość waha się od 5° do 11°BLG. Sporo.

Skoro nie dolejemy kolejnych litrów, bo rozjedzie nam się receptura, to co można zrobić?

Jednym ze sposobów jest dalsze wysładzanie brzeczką. Ponowne przelanie części lub całej brzeczki przez młóto zaczerpnięte z podwójnego zacierania przy ograniczonej objętości kotła.

Nie testowałem jeszcze na ile ten pomysł sprawdzi się w praktyce, ale pojawia się on regularnie w wątkach związanych z wydajnością warzenia w kociołkach. ;)

Wydajność vs długość zacierania.

Dłuższe zacieranie nie poprawia wydajności. Dokładniej rzecz ujmując: poprawia ją tak nieznacznie, że nieopłacalna jest strata czasu.

Jednak w kociołku dobrze wpływa na moją wydajność ponieważ czas daje szanse na wyrównanie się temperatur w całym zacierze.

Nie, nie robię jednotemperaturowej infuzji przez dwie godziny. :) Stosuję za to dodatkową przerwę białkową (o której poniżej), która wydłuża całe zacieranie i sprawia, że cyrkulacja i mieszanie dłużej robią swoje.

Stopień modyfikacji słodu.

J. Palmer w swojej książce zwraca uwagę na ważny aspekt, który często jest pomijany: stopień modyfikacji słodu (rozluźnienie białkowe | Liczba Kolbacha LK | Kolbach index).

Stopień modyfikacji słodu:

• średnio zmodyfikowany 36-40% 
• dobrze zmodyfikowany 40-44%
• wysoko zmodyfikowany 44-48% 

Dodatkowym plusem zastosowania przerwy białkowej jest, to, że wsypujemy słód do wody o temperaturze 50°C. Chłodniejsza woda zdecydowanie zmniejsza zbrylanie słodu.

Co ważne dla nas słód podgrzewa się i rozluźnia przed przerwą scukrzającą. Zanim osiągnie temperaturę przerwy jest już wystarczająco namoczony, wymieszany i ze stosunkowo równą temperaturą.

To zdecydowanie lepszy scenariusz, niż wsypanie całego zasypu do temperatury przerwy scukrzającej i rozpoczęcie odliczania czasu. Pomyśl ile czasu minie zanim słód wchłonie wodę, a temperatura ustabilizuje się i wyrówna w całej objętości.

Moja wydajność w Coobra CB5.

Pamiętaj, że nie ma sensu śrubować wydajności w nieskończoność. Jeżeli jednak wydajność jest bardzo niska, warto nad nią popracować.

Parametry mojej ostatniej warki:

Zasyp: 8,5kg

Objętość brzeczki: 38,5L

Gęstość początkowa: 12,5°BLG

Wydajność zacierania wg Beersmith: 81%, wg polskiego wzoru: 66,6%

Wydajność całkowita wg Beersmith: 72,4%, wg polskiego wzoru: 59,5% (kalkulator)

Spore straty związane z zimnym osadem. ;)