Antes que nada quiero aclarar que no soy ingeniero químico ni nada que se le parezca, todo lo descrito mas abajo es una interpretacion mia de lo que averigue y obviamente puede tener errores, si hay algo que le pifie avisen!!!
Ademas disculpen por lo extenso del post, podria haberlo hecho mas corto y decir que fue lo que hice mal, como solucionarlo y listo, pero el ejercicio de pensar como escribirlo de una forma sencilla me sirve también a mi para realmente entender el tema y reafirmar los conceptos, espero al mismo tiempo poder ayudar a alguien que haya pasado por lo mismo que yo o evitar que le pase si piensan usar agua de Osmosis.
Me habia quedado picando el hecho de que el pH del macerado se me fue tan abajo en mi primera experiencia con agua de osmosis, finalmente pude encontrar algo que me convenció, la respuesta esta en el CaCO3 (Carbonato de Calcio) y la Alcalinidad/Alcalinidad Residual del macerado, paso a explicar estos conceptos y luego la fundamentacion:
Alcalinidad en función del pH:La alcalinidad del agua que se mide en “ppm* como CaCO3", funciona como un buffer o amortiguador del pH en el macerado, este buffer actua como una "bateria" que se va gastando a medida de que los "agentes ácidos" van agregando acidez al macerado, la alcalinidad no permitirá que el pH cambie (o cambie mínimamente) hasta que se haya agotado este buffer.
Formula de alcalinidad:
Alcalinidad como CaCO3 = 50 * ppm de HCO3 (Bicarbonato) / 61
*ppm: son partes por millón, que es equivalente también a miligramos por litro.
Cuales son estos "agentes acidos" que tienden a bajar el pH:
1- Dureza del agua (Calcio y Mangnesio):
Cerca del 1% de la malta esta compuesta por fosfatos, estos fosfatos reaccionan con el calcio (y magnesio en menor medida) disuelto en el agua y ambos precipitaran como Fosfato de Calcio, durante esta reacción se liberan protones de hidrógeno y estos a su vez reaccionan los carbonatos (alcalinidad) produciendo H2O y CO2. Esta ultima reaccion hace que se consuman los carbonatos del agua haciendo que se reduzca alcalinidad y por lo tanto baje el pH.
Cuantos carbonatos/bicarbonato se van a consumir o cuanto va a bajar el pH? Depende de la dureza del agua, la limitante de la reacción esta en la cantidad de calcio y magnesio que haya disponible para reaccionar, ya que la malta contiene gran cantidad de Fosfatos.
2- Acidez aportada por las maltas especiales:
A mayor caramelizacion y tostado de la malta, mas acidez aportaran, por lo tanto cuanto mas % de estas maltas tostadas y muy caramelizadas tenga el mosto mas tenderá a bajar el pH si no hay la suficiente cantidad de carbonatos para balancear esta acidez. No fue casualidad que en las regiones donde la alcalinidad natural del agua era mas alta se desarrollaron cervezas mas oscuras como Porter o Stout y en zonas donde el agua era mas blanda se hacian cervezas mas palidas como la Pilsner en la Republica Checa. Esto se dio así porque un pH óptimo no solo aumenta el rendimiento de la Malta por el hecho de que le estamos dando un ambiente óptimo a las enzimas, sino que además mejora el sabor de la cerveza.
Alcalinidad residual:La alcalinidad residual es la cantidad de carbonatos y bicarbonatos que permanecerán en el macerado luego de que todo el calcio y magnesio haya reaccionado con los fosfatos.
Este valor se puede calcular y si bien no es muy preciso nos ayuda a predecir el pH del macerado.
Como interpretamos el valor de alcalinidad residual? Si el valor devuelto por la formula es un numero negativo, significa que el pH del macerado seria menor (mas acido) que si hubiéramos macerado con agua destilada
Por el contrario si el valor obtenido es positivo significa que el pH seria mayor (mas alcalino) que el que hubiéramos obtenido si el macerado se hubiera hecho con agua destilada.
Formula de alcalinidad residual:
Alcalinidad residual = Alcalinidad como CaCO3 - ((ppm de calcio / 1.4) + (ppm de magnesio / 1.7) )
El resultado de esta formula se pude cruzar con el color obtenido por la mezcla de maltas con el fin saber para determinado color en SRM, cual es la Alcalinidad Residual para llegar a determinado pH, para esto puede utlizar el diagrama de Palmer:
http://www.revistamash.com/php/imagenes/noticias/Diagrama%20pH%20Palmer.jpgEn este articulo explica como el diagrama, ademas tiene informacion muy interesante que vale la pena leer:
http://www.revistamash.com/detalle.php?id=406Como habran visto El pH es producto del balance de varios factores, por lo tanto la correcta cantidad de dureza y alcalinidad + el conjunto de maltas hace que el pH del macerado se mantenga dentro del rango objetivo (5.2 - 5.6). Cualquier desbalance entre estas variable hara que el pH no sea el esperado o el optimo para el estilo de cerveza.
Dicho esto, que no estuvo bien en mis calculos?Uso el programa Beersmith calcular las adiciones de minerales al agua y si bien el programa es excelente y muy completo en la preparación de las recetas, es bastante básico en lo que se refiere al tratamiento del agua, de hecho no tiene calculo de dureza, no indica el balance de iones vs cationes, tampoco la alcalinidad residual ni alcalinidad y mi error estuvo en la forma de calcular estos ultimo dos datos
Siguiendo al pie de la letra lo que Beersmith calculó, agregue alcalinidad adicionando sal de CaCO3 (Carbonato de calcio) sin tener en cuenta que esta sal es MUY poco soluble en el agua, la saturación se da con tan solo 0.013 gr/L a (25 °C) en agua destilada.
Y a diferencia de otras sales a mayor temperatura la solubilidad es menor, debido a que el CaCO3 logra disolverse en agua en presencia de CO2 y a major temperatura el agua es menos capaz de retener el CO2, por lo tanto baja la solubilidad del CaCO3 sera menor.
Todo este bla bla bla tiene un porque y números de donde sostenerse, para justificar lo de mas arriba les dejo la fundamentacion:
Perfil del aguaPara mi American IPA estaba buscando el siguiente perfil de minerales
Agua de origen:
Al ser agua de osmosis inversa, los valores son todos 0 (o casi cero).
Agua Destino:
Ca: 175 (Calcio)
Mg: 23 (Magnesio)
Na: 28 (Sodio)
SO4: 220 (Sulfatos)
Cl: 120 (Cloruros)
HCO3: 120 (Bicarbonato)
Calculo de alcalinidad: 50 * 120 / 61 = 98.3 ppm como CaCO3
Alcalinidad Residual: 98.3 - ((175/1.4) + (23/1.7)) = -40
Con una alcalinidad residual de -40 me permite relizar una cerveza de hasta 5 SRM (segun diagrama de Palmer) lo cual esta en los parametros de mi receta
Ahora bien, para llegar a este perfil de agua, Beersmith me sugiere agregar para 20 litros de agua la siguiente cantidad de sales:
4.4gr Sulfato de Calcio
1.4gr Sal de mesa
4.6gr Sulfato de Magnesio
3.2gr Cloruro de Calcio
4.0gr Carbonato de Calcio CaCO3 (que en teoria deberían haber aportado 80 ppm de Calcio y 120 ppm de Bicarbonato)
Pero teniendo en cuenta que en agua solo se puede disolver 0.013 gramos por litro de CaCO3, en realidad de los 4 gr agregados solo se disolvieron ~0.26 gr y su aporte fue de 5 ppm de Calcio y 8 ppm de Bicarbonato, en vez de 80ppm de Ca y 120 de HCO3 como habia indicado Beersmith, todo el resto que no se disolvio decanto o quedo en suspensión sin modificar la alcalinidad del agua
0.013gr * 20 litros = 0.26gr reales de CaCO3 disueltos en el agua lo que me da una alcalinidad y alcalinidad residual de:
Calculo de alcalinidad: 50 * 8 / 61 = 6.5 ppm como CaCO3
Alcalinidad Residual: 6.5 - ((175/1.4) + (23/1.7)) = -132
La alcalinidad portada y por tanto la alcalinidad residual no fue la esperada, el calculo me da -132 el cual esta bastante lejos del objetivo -40
Como solucionarlo:Tanto para agregar alcalinidad al agua como para subir el pH del macerado debemos descartar el uso de CaCO3 en polvo tal cual viene, como alternativa se puede utilizar:
- Bicarbonato de sodio: con cuidado de no pasarse de 100ppm de Sodio porque aportara sabor salado a cerveza.
- Hidroxido de Calcio: con muchisimo cuidado porque hay que tener precauciones al manipularlo, ademas de que puede que haga subir el pH mas de lo esperado porque aporta mucha alcalinidad
- O disolver el CaCO3 en agua saturada de CO2, esto puede ser una botella de agua mineral con Gas o carbonatar agua en un cornis al que previamente le pusimos la cantidad deseada de CaCO, pueden encontrar mas info sobre este procedimiento aca:
http://braukaiser.com/wiki/index.php?title=Building_brewing_water_with_dissolved_chalkEspero les sirva!
Saludos
Lucio
