HORIBA電導(dǎo)率計(jì)EC-22啤酒釀造中的水質(zhì)檢查

釀造水的質(zhì)量會(huì)影響麥芽汁中的酶活性、礦物質(zhì)的溶解度、啤酒的味道和質(zhì)量以及釀造設(shè)備的狀況。為了獲得啤酒的美味并確定清潔過程后設(shè)備的清潔度，必須在釀造過程的各個(gè)階段使用可靠而準(zhǔn)確的儀器進(jìn)行水質(zhì)檢查。HORIBA LAQUAtwin 袖珍儀表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持儀表和電極有維護(hù)設(shè)計(jì)少、樣品量要求低和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，推薦用于家庭和商業(yè)啤酒釀造者。

介紹
啤酒是世界上消費(fèi)廣泛的酒精之一，也是受歡迎的飲料（僅次于水和茶）。它已成為許多國家文化的一部分，并經(jīng)常與節(jié)日和游戲等社會(huì)傳統(tǒng)聯(lián)系在一起。

釀造是制作啤酒的過程。啤酒的四種主要成分是谷物（例如麥芽、小麥、玉米、大米）作為淀粉來源、水、調(diào)味劑（例如啤酒花、麥芽、香草、水果）和酵母。麥芽和啤酒花分別是常用的谷物和調(diào)味劑。在啤酒釀造過程中，淀粉來源與水混合并轉(zhuǎn)化為一種稱為麥芽汁的含糖液體。隨后，麥芽汁通過酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒飲料。

由于啤酒的主要成分是水，釀造用水的成分會(huì)影響啤酒的質(zhì)量。釀造用水應(yīng)清潔無味。水有兩種來源——地表水和地下水。前者溶解礦物質(zhì)含量低但有機(jī)物含量較高，而后者溶解礦物質(zhì)含量通常較高但有機(jī)物含量低。2要 確定水中的礦物質(zhì)成分，啤酒釀造者可以向當(dāng)?shù)厮畡?wù)公司索取報(bào)告，將水樣送到實(shí)驗(yàn)室，或使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備自行進(jìn)行測(cè)試。常見的測(cè)試參數(shù)如下所述。根據(jù)結(jié)果，釀酒師可以對(duì)水進(jìn)行必要的調(diào)整以釀造出優(yōu)質(zhì)的啤酒。

由于啤酒釀造過程中的水質(zhì)檢查是獲得口感和啤酒品質(zhì)的關(guān)鍵步驟，因此建議啤酒釀造商使用 HORIBA LAQUAtwin 袖珍儀表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持儀表和溶解氧 (DO) 電極。除了操作簡(jiǎn)單易行之外，LAQUAtwin 袖珍儀表還具有平面?zhèn)鞲衅?，可在短短幾秒鐘?nèi)測(cè)量低至 0.05 毫升的樣品。LAQUA DO 手持儀表與 DO 電極一起包裝，該電極有創(chuàng)新的可更換 DO 尖頭和內(nèi)置溫度傳感器，并裝在便攜箱中，用于現(xiàn)場(chǎng)常規(guī)測(cè)量。

水硬度
水硬度定義為水中溶解的鈣和鎂的量。鈣是決定水硬度的主要離子。它可以克服麥芽磷酸鹽的緩沖能力，將麥芽汁的 pH 值降低到可接受的范圍3 并促進(jìn)成品啤酒的清澈度、風(fēng)味和穩(wěn)定性。2釀造 水中的理想鈣濃度為 50 至 150 ppm。3可以添加 硫酸鈣 (CaSO 4 )（也稱為石膏）或氯化鈣 (CaCl 2 ) 來增加水中的鈣離子量。鎂也會(huì)影響水的硬度，因此會(huì)影響麥芽汁的 pH 值，但影響程度小于鈣。
堿度
堿度是指水抵抗 pH 值變化的能力，pH 值變化會(huì)使水變得更酸。堿度是衡量溶解在水中的所有堿性物質(zhì)（如碳酸鹽和碳酸氫鹽）濃度的指標(biāo)，這些物質(zhì)通過中和酸來緩沖水中的 pH 值。
鈣濃度必須與低碳酸鹽-碳酸氫鹽水平保持平衡，因?yàn)樗鼈儗?duì)鈣有抵消作用。這些離子應(yīng)保持在 50ppm 以下。碳酸氫鹽是強(qiáng)堿性緩沖劑，如果大量存在，可能會(huì)將麥芽漿的 pH 值升高到不可接受的水平。
pH
pH 在啤酒釀造的各個(gè)階段（麥芽漿、麥芽汁和成品啤酒）中都很重要。大多數(shù)市政水源呈弱堿性。當(dāng)水與谷物在麥芽漿桶中混合時(shí)，混合物（稱為麥芽漿）的 pH 值會(huì)比單獨(dú)的水的 pH 值下降。水中的礦物質(zhì)成分（即鈣、鎂、碳酸鹽和碳酸氫鹽）和麥芽谷物在搗碎過程中的自然酸化過程決定了麥芽漿的 pH 值。理想的麥芽漿 pH 值范圍為 5.2 至 5.5，最好選擇較低值（5.2），以提高酶活性，從而將淀粉最佳地轉(zhuǎn)化為液態(tài)糖（稱為麥芽汁）。4 糖化后，麥汁被瀝干，谷物被清洗。這個(gè)過程稱為沖洗。隨著沖洗的進(jìn)行，從麥芽漿中流出的麥汁的 pH 值會(huì)增加。流出的麥汁的 pH 值應(yīng)低于 6，因?yàn)檩^高的 pH 值會(huì)從谷物中提取單寧、硅酸鹽和其他化合物，導(dǎo)致啤酒變澀、渾濁。
將收集到的麥汁轉(zhuǎn)移到煮沸鍋中。在煮沸過程中，磷酸鈣仍會(huì)沉淀（只要鈣仍然存在），pH 值會(huì)降低，就像糖化過程中一樣。煮沸后的麥汁 pH 值應(yīng)達(dá)到 5.0 至 5.2。此 pH 值范圍將有助于從啤酒花中提取最佳特性，最大限度地增加形成的啤酒花碎塊量，并將顏色吸收保持在低限度。煮沸的另一個(gè)重要功能是凝固熱碎塊。碎塊形成的最佳 pH 值為 5.2。如果在煮沸初期麥汁中存在大塊、蓬松的碎塊，則表明 pH 值處于正確范圍內(nèi)。5必須 去除熱碎塊，以使熱麥汁清澈。
當(dāng)酵母加入麥芽汁中時(shí)，發(fā)酵就開始了——糖變成酒精和二氧化碳。在發(fā)酵過程中，pH 值會(huì)持續(xù)下降，因?yàn)榻湍笗?huì)吸收銨離子（強(qiáng)堿性）并排出有機(jī)酸（包括乳酸）。所選的酵母菌株會(huì)影響啤酒的最終 pH 值——大多數(shù)拉格啤酒的 pH 值為 4.2 – 4.6，一些麥芽啤酒的 pH 值為 3.8，酸啤酒的 pH 值為 3.0 左右。最佳 pH 值低于 4.4 有利于啤酒更快成熟、啤酒更清澈、生物穩(wěn)定性更好、啤酒口感更精致。
鈉
鈉是啤酒中理想的離子，可使最終產(chǎn)品風(fēng)味更復(fù)雜。范圍是 0-150 ppm Na +。 專業(yè)釀酒師使用簡(jiǎn)單的清潔過程或就地清洗 (CIP) 技術(shù)，使定期清潔高效有效。CIP 涉及通過封閉設(shè)備中的噴球循環(huán)清潔劑或消毒劑。每次將麥芽汁或啤酒從容器中轉(zhuǎn)移時(shí)，釀酒師都會(huì)進(jìn)行清潔。例如，在麥芽汁煮沸并通過熱交換器送入發(fā)酵罐后，必須清潔水壺。以氫氧化鈉（通常稱為苛性鈉）為活性成分的清潔劑是迄今為止在釀酒廠使用廣泛的清潔劑。10可以使用離子選擇性傳感器和儀表檢查清潔過程/ CIP 后設(shè)備中的任何鈉殘留物。
總?cè)芙夤腆w（TDS）
來自市政水源的釀造水可能含有總?cè)芙夤腆w (TDS)，例如礦物質(zhì)、鹽和有機(jī)物。TDS 是水質(zhì)指標(biāo)，如上所述，水中的礦物質(zhì)成分會(huì)影響釀造過程中的麥芽汁 pH 值。水中的推薦 TDS 水平為 500ppm。可以使用 TDS 計(jì)估算水中的 TDS 含量，該計(jì)測(cè)量溶液的電導(dǎo)率并使用系數(shù)將其轉(zhuǎn)換為 TDS。雖然 TDS 沒有水的確切礦物質(zhì)成分，但它可用于監(jiān)測(cè)水中的任何變化。
電導(dǎo)率 (EC)
電導(dǎo)率 (EC)，通常簡(jiǎn)稱為電導(dǎo)率，是衡量水溶液承載電流能力的指標(biāo)。純水沒有電導(dǎo)率（讀數(shù)不為零，但非常低），因?yàn)槠渲袥]有溶解離子。溶液中的離子越多，電導(dǎo)率值越高。啤酒釀造中水源的電導(dǎo)率測(cè)量可以指示水的純度，并在釀酒商進(jìn)行任何調(diào)整（例如添加礦物質(zhì)）之前提供基線測(cè)量值。

溶解氧 (DO)
在鍋中煮沸后，加酒花的麥芽汁不含氧氣。為了更好地吸收氧氣，在充氧之前，它會(huì)迅速冷卻至 80 °F (27 °C) 以下。所需的溶解氧量取決于酵母菌株和麥芽汁的原始比重。傳統(tǒng)的淡啤酒和拉格啤酒麥芽汁通常不會(huì)收集到高于 1045 (12°P) 的溫度，并且需要 6 至 8 ppm 的溶解氧。在高濃度釀造中，原始比重會(huì)升高到 1080 (20°P)，并且需要溶解麥芽汁的氧氣水平達(dá)到 16 ppm 或更高?，F(xiàn)代酵母菌株需要的溶解氧高達(dá) 20ppm。充氧后，酵母被投入麥芽汁中。酵母利用氧氣來恢復(fù)健康并繁殖，然后將麥芽汁發(fā)酵成啤酒。氧氣是產(chǎn)生酵母細(xì)胞壁所需的不飽和脂肪酸和固醇所必需的。堅(jiān)固的細(xì)胞壁可增強(qiáng)酵母的酒精耐受性。健康的酵母將麥芽汁代謝成酒精和二氧化碳，而不會(huì)產(chǎn)生異味或異味。發(fā)酵完成后，啤酒中沒有氧氣，必須避免接觸氧氣以防止氧化和變質(zhì)。在轉(zhuǎn)移和包裝（裝瓶和罐裝）過程中幾乎不可能不引入氧氣，但氧氣量應(yīng)不足以讓健康的酵母生長(zhǎng)。7 釀酒商應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)包裝內(nèi)總氧氣含量低于 50 ppb (0.05ppm)。
鉀
麥芽中鉀含量為 4-6 g/kg，其中大部分在糖化過程中溶解；啤酒中鉀的濃度為 300 – 500 ppm（mg/L）。超過 500 ppm，啤酒會(huì)變咸。鉀具有純鹽效果。鉀/鈣比會(huì)影響酵母絮凝。