Neben dem wichtigen kommerziellen Aspekt des Aussehens eines Bieres geht es für die Brauer um die Dauer und Effizienz des Gärungs- und Klärungsprozesses.

Neben dem wichtigen kommerziellen Aspekt des Aussehens eines Bieres geht es für die Brauer um die Dauer und Effizienz des Gärungs- und Klärungsprozesses. In einem zunehmend wettbewerbsorientierten Umfeld und bei steigenden Produktionskosten können Brauereien nicht umhin, über ihren Brauprozess nachzudenken.

Im Gegensatz zu dem, was der englischsprachige Name für den Prozess der Klärung durch Kochen, „kettle fining“, vermuten lassen könnte, liegen die Hauptvorteile dieser Praxis in der Fähigkeit, während der Gärung effektiver zu klären. Diese Methode verkürzt die Gärungs- und Lagerungszeiten um mehrere Tage.

Wir werden die Verwendung von Carrageenan, auch bekannt als „kettle fining“ oder „cooper fining“, im Brauprozess untersuchen.

Zusammensetzung der unerwünschten Partikel in der Bierwürze

Die Klarheit des Bieres wird durch Hefezellen und nicht mikrobiologische Partikel (NMP) beeinträchtigt. Hefe wird hauptsächlich durch ihre natürliche Ausflockung während der Gärung entfernt oder später im Klärungsprozess, Zentrifugation oder Filtration, die wir in einem anderen Artikel behandeln werden. Das Hauptproblem wird durch die MNP verursacht: Proteine, die oft mit Polyphenolen und anderen Molekülen wie Lipiden, Kohlenhydraten und/oder Metallionen verbunden sind.

Vorteile der Verwendung von Mitteln zur Klärung der Maische

• Verkürzung der Zeit, die für die Klärung des Bieres benötigt wird
• Reduzierung der Trübung (um den Faktor 6) ref1
• Keine negativen Auswirkungen auf die Qualität des fertigen Bieres
• Reduzierung der Verluste und des Materialverbrauchs (Filter, Filtermedium) bei der Filtration oder Zentrifugation
• Verbesserung der Hefequalität bei der Wiederverwendung (Trennung des Cold Breaks von der Hefe im Fermentertrichter)
• Energieeinsparung durch Reduzierung des Kälteeinsatzes (Lagerzeit)
• Ein klareres Bier
• Eine bessere Haltbarkeit

Ein Wort zum Stokes’schen Gesetz

Die Partikel setzen sich auf natürliche Weise unter dem Einfluss der Schwerkraft ab, wie es das Stokes’sche Gesetz beschreibt und wie Sie es wahrscheinlich schon beobachtet haben. Nach diesem Gesetz ist die Sedimentationsrate eines kugelförmigen Partikels direkt proportional zum Dichteunterschied zwischen dem Partikel und dem flüssigen Medium, zur Beschleunigung durch die Schwerkraft (daher die Nützlichkeit der Zentrifuge) und zum Quadrat des Partikelradius und umgekehrt proportional zur Viskosität der Flüssigkeit. Wenn also die Würze oder das Bier lange genug stehen gelassen wird, klärt sie sich von selbst; dies ist die Grundlage des Lagerungsprozesses.

Hier ist die Formel für dieses Gesetz im Zusammenhang mit dem Brauen:

• v = Sedimentationsrate eines kugelförmigen Partikels
• ρ₁ = Dichte des Partikels
• ρ₂ = Dichte des Mediums (Würze oder Bier)
• r = Radius der Kugel
• g = Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft
• η = Viskosität des Mediums

Der Zweck der Verwendung von „kettle finings“ ist also die Vergrößerung der Partikelgröße (r = Radius der Kugel), die quadriert wird, wodurch die Geschwindigkeit der Sedimentation massiv erhöht wird.

Herkunft und Kontrolle von Partikeln im Brauprozess

Nicht-mikrobiologische Partikel (NMP) werden in fünf Stufen des Brauprozesses erzeugt und entfernt. Das Verständnis, wie diese Schritte die Bildung und Entfernung von Partikeln beeinflussen, ermöglicht es dem Brauer, den Prozess besser zu kontrollieren, um ein optimales und konstantes Niveau von Partikeln im Bier zu erreichen, was zu einem effizienteren und gleichmäßigeren Klärungsprozess führt, unabhängig davon, ob das Endprodukt in Fässern, Dosen oder Flaschen abgefüllt wird.

1. Ausmahlung: Beim Mahlen der Körner entstehen viele feine Staub- und Schalenpartikel. Diese werden normalerweise bei der Filtration der Maische entfernt. Wenn die Maische jedoch nicht vor dem Ablaufen durch das Maischebett rezirkuliert wird oder ein übermäßiger Druck auf den Filter ausgeübt wird, können diese Partikel in die Maische gelangen. Eine hohe Endtemperatur der Maische fördert die Koagulation von Partikeln, kann aber auch die Viskosität der Maische erhöhen, was die positiven Auswirkungen auf die Fließgeschwindigkeit wieder aufhebt. Die optimale Einstellung der Mühle ist ein Schlüssel zur Erzielung einer korrekten Ausbeute und einer effizienten Filtration in einer akzeptablen Zeit. Wir können Ihnen helfen, Ihren Mahlgrad optimal einzustellen. Bitte kontaktieren Sie uns.
2. Kochen der Mais che: Während des Kochens bewirkt die thermische Denaturierung die Koagulation der Proteine, um den Heißbruch zu bilden. Eine wirksame Koagulation wird durch einen hohen pH-Wert des Mostes, das Vorhandensein ausreichender Proteine und gute Kochbedingungen (mindestens 102°C, Luftdruck auf Meereshöhe) begünstigt. Wenn die Koagulation unwirksam ist, können Partikel in der Schwebe bleiben und zu den nächsten Schritten des Brauprozesses transportiert werden.
3. Mostkühlung: Beim Kühlen interagieren die Proteine des Mostes mit den Polyphenolen und fallen als Kaltbruch aus. Diese sehr feinen Partikel setzen sich langsam ab und können in das fertige Bier gelangen. Die Bildung von Kaltbruch ist temperaturabhängig, unter 20-30°C.
4. Fermentation: Es finden mehrere physikalische Veränderungen statt, die die Entfernung von Partikeln bewirken und erleichtern. Die Hefevermehrung beginnt, was die Anzahl der Hefezellen im Bier erhöht und den pH-Wert senkt, was die Interaktion von Proteinen und Polyphenolen zur Bildung von PNM fördert. Dadurch werden 45-65% der löslichen Proteine und 20-30% der löslichen Anthocyanogene aus dem Most entfernt.
5. Bierkühlung: Am Ende der Gärung, wenn das Bier gekühlt wird, flockt die Hefe aus und setzt sich am Boden des Tanks ab, wobei andere Partikel mitgerissen werden. Die Abkühlung führt auch zu einer weiteren Interaktion von Proteinen und Polyphenolen, um mehr PNM zu bilden. Die Dichte der PNM wird als zwischen der des Bieres und der der Hefezellen liegend eingeschätzt.

Es ist allgemein anerkannt, dass es am besten ist, die Partikel in so vielen Schritten des Brauprozesses wie möglich zu entfernen. Dies führt zu einem effizienteren und konstanteren Prozess. Bei unfiltriertem Bier führt diese Praxis zu einem klareren Bier, als wenn die gesamte Klärung in der Nachgärungsphase belassen wird. Bei filtriertem Bier führt dies zu einer Reduzierung des Verbrauchs von Verbrauchsmaterial und zu einer Reduzierung der Trübung nach der Filtration.

Herkunft der „kettle fining“ aka Würzeklärer

Mostklärmittel werden seit vielen Jahren verwendet, wobei das Rohmaterial hauptsächlich aus roten Meeresalgen, gewöhnlich der Gattung Chondrus crispus, gewonnen wird. Bis in die 1960er Jahre war Irish Moss das hauptsächlich verwendete Material und wird auch heute noch in einer kleinen Anzahl von Brauereien verwendet.

In den 1960er Jahren wurde die Quelle der Meeresalgen verfeinert und die Klärmittel, wie wir sie kennen, wurden produziert. Anfänglich waren diese Materialien in ihren Raffinationen recht begrenzt, zeigten jedoch einen erheblichen Leistungsvorteil gegenüber dem rohen Irish Moss.

In den 1980er Jahren wurde mit den reinen und raffinierten Carrageenanen ein großer Durchbruch erzielt. Diese Materialien sind vollständig wasserlöslich und hochaktiv.

Die neue und immer noch aktuelle Phase der Klärmittel ist die Verwendung von körnigem Material aus einer anderen Algenquelle. Bei den neuen Materialien handelt es sich um halbraffinierte Algen der Gattung Eucheuma. Diese Produkte bieten wir Ihnen unter dem Markennamen Protafloc von Murphy & Sons an.

Wirkung von Protafloc, unserem Mittel zur Klärung der Würze

Protafloc enthält große, negativ geladene Polysaccharide, die als Kappa-Carrageenan bezeichnet werden und die sich an die positiv geladenen Proteine im Kaltbruch binden, wenn dieser entsteht. Die resultierenden Partikel sind relativ größer und sedimentieren, indem sie schneller auf den Boden des Fermenters sinken. Die Zugabe ist einfach und unkompliziert und erfolgt 10 Minuten vor Ende des Kochens.

Faktoren, die die Leistung von Mostklärern beeinflussen

Es wurden mehrere Faktoren identifiziert, die die Leistung von Mostklärern beeinflussen:

• Dosierung: Mit steigender Dosierungsrate werden mehr Partikel entfernt, die Klarheit des Mostes verbessert sich und die Menge an produziertem Sediment nimmt zu. Die optimale Dosierungsrate ist diejenige mit der besten Klassierung.

Die meisten der von der Kommission vorgeschlagenen Maßnahmen zielen darauf ab, die Qualität zu verbessern und gleichzeitig das Sedimentvolumen zu minimieren. Eine zu hohe oder zu niedrige Dosierung führt zu einer schlechteren Wirksamkeit oder sogar zu einem negativen Effekt. Wir können Ihnen helfen, die optimale Dosierung zu bestimmen.

• Zeitpunkt der Zugabe: Die frühe Zugabe der Wirkstoffe ist wichtig, um die Kappa-Carrageenan-Moleküle vollständig aufzulösen, die sich unter 60°C nicht auflösen. Protafloc sollte 10 bis 15 Minuten vor Ende des Kochens hinzugefügt werden.
• Klarheit der heißen Würze: Es wird allgemein angenommen, dass Würzeklärmittel keine signifikante Wirkung auf die Klarheit der heißen Würze haben, obwohl einige Brauereien über messbare Vorteile berichten. Die Klarheit der heißen Würze hat jedoch einen großen Einfluss auf die Leistung der Würzeklärer.
• pH-Wert des Mostes: Der pH-Wert des Mostes hat einen starken Einfluss auf die Klärleistung, wobei ein pH-Wert von etwa 5,0 für eine effektive Klärung erforderlich ist. Moste mit einem pH-Wert unter 4,5 klären viel weniger gut. Manchmal kann ein Unterschied von nur 0,3 pH-Einheiten die Menge an nicht-mikrobiologischen Partikeln (NMP) erheblich beeinflussen.
• Malzsorte, Qualität und Erntejahr: Die Sorte und die Qualität des Malzes spielen eine entscheidende Rolle für die Leistung der Klärung. Moste, die aus verschiedenen Malzsorten unter den gleichen Bedingungen hergestellt werden, können unterschiedliche Klärungsraten für eine optimale Leistung erfordern.

Diese Faktoren zeigen, wie wichtig es ist, die Braubedingungen zu verstehen und zu kontrollieren, um die Wirksamkeit der Klärungsmittel zu optimieren und die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Wir stehen Ihnen gerne für Informationen über Kettle Finings und deren Verwendung zur Verfügung. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir bieten professionellen Schweizer Brauereien die Mittel und das Fachwissen, die sie benötigen, um ihren Brauprozess zu verbessern. Kontaktieren Sie uns, ohne Verpflichtungen

Ref1: Effects of Wort Clarifying by using Carrageenan on Diatomaceous Earth Dosage for Beer Filtration von Aleksander Poreda, Marek Zdaniewicz, Monika Sterczyńska, Marek Jakubowski und Czesław Puchalski.