Brauwasser aufbereiten

Ich plane ein Pils zu brauen. Pils ist ein helles Bier mit weichem Geschmack und stabilem Schaum, das zur Herstellung sehr weiches Wasser zum Maischen benötigt. Will man in Franken ein Pils brauen, kommt man nicht herum, sich auch mit dem Wasser und mit seiner Aufbereitung zu beschäftigen. Traditionell sind hier doch eher dunkle Biere die Norm der einheimischen kleinen Brauereien.

Ein idealer Wert für die Enzyme ist ein pH Wert von 5,5 (5,4 -5,6). Durch das Einmaischen wird das ph neutrale Wasser (pH 7) durch die Malze automatisch saurer (dunkle Malze mehr als helle). Es befinden sich mehr H+ Ionen im Wasser. Überwiegen aber die säurevernichtenden Salze im Wasser (Hydrogenkarbonat, HCO3), so werden die Säureinonen neutralisiert (H+ + HCO3 -> H2O + CO2) und es  kann sich kein idealer  pH Wert einstellen. Dem entgegengesetzt reagieren Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) mit Phosphaten vom Malz (3 Ca2+ + 2 HPO42- → 3 Ca3(PO4)2 + 2H+). Die Restalkalität (RA) ist somit ein Maß dafür, wieviel Säurevernichtende Ionen noch vorhanden sind. Dabei braucht man 1,75 Ca-Ionen oder 3,5 Ma-Ionen, um ein H+-Ion zu lösen. Somit ergibt sich für die Restalkalität:

Restalkalität (RA)[°dH] = HCO3 [mmol/l] – ( Ca [mmol/l] / 1,75 + Mg [mmol/l] / 3,5 )

Ca[mmol/l] = Ca[mg/l] / 40,1 ; Ca[°dH] = Ca[mmol/l] * 5,6; Ca[°dH] = Ca[mg/l] / 7,16
Mg[mmol/l] = Mg[mg/l] / 24,3; Mg[°dH] = Mg[mmol/l] * 5,6; Mg[°dH] = Mg[mg/l]  / 4,34
HCO3[mmol/l] = HCO3[mg/l] / 61; HCO3[°dH] = HCO3[mmol/l] * 2,8

Die Restalkalität ist also der Überschuss an säurevernichtenden (puffernden) Ionen und eine wichtige Kennzahl für unser Brauwasser.

Um die entsprechenden Werte für die Formel oben zu besorgen, habe ich mir zunächst die Wasseranalyse von meinen Stadtwerken Schwabach besorgt. Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) waren darin angegeben mit Ca = 77 mg/l und Mg = 30 mg/l. Damit die Werte in dH (deutsche Härte) umgerechnet werden können, müssen Ca einfach mit 0.14 und Mg mit 0.23 multipliziert werden und erhalte für Ca = 10.75 dH und für Mg = 6.91 dH.

Gesamthärte(GH)[°dH] = Karbonathärte(KH)[°dH] + Nichtkarbonathärte(NKH)[°dH]

KH[°dH] = HCO3[mmol/l] * 2,8 = Säurekapazität * 2,8

Für die Bestimmung der Restalkalität wird aber noch die Karbonathärte benötigt:

Restalkalität (RA)[°dH] = Karbonathärte (KH)[°dH] – ( Ca[°dH] / 3,5 + Mg[°dH] / 7 )

hat man KH gegeben, so kann auch die einfache faustformel verwendet werden:

Restalkalität (RA)[°dH] = Karbonathärte (KH)[°dH] – Gesamthärte[GH][°dH] / 4

Doch leider fehlte ein Wert in der Wasseranalyse, nämlich die Karbonathärte. Alternativ hätte ich diese mir aus der Säurekapazität multipliziert mit 2.8 herleiten können, aber dieser Wert war auch nicht vorhanden. Auch eine Nachfrage per eMail an die Stadtwerke blieb unbeantwortet. Somit blieb mir nichts anderes übrig als eine Karbonathärtebestimmng selber durchzuführen. So ein Testset ist nichts ungewöhnliches, besonders im Aquariumbereich und kostete auch nicht viel. Somit konnte ich durch eine Titrierflüssigkeit den Wert KH = 10.5 dH recht gut bestimmen und RA ausrechnen

RA = 10.5 dH – ( 10.75° dH / 3.5 + 6.91 °dH / 7) = 6.44 °dH

Pils braucht einen sehr niedrigen RA-Wert. In der Stadt Pilsen sind dies ca 1.7 dH. Um nun den Wert abzusenken, existieren mehrere Methoden. Eine beliebte und durch das Reinheitsgebot gedeckte Methode ist die Zugabe von Sauermalz. Zugabe von 4% Sauermalz senkt den Wert um ca. 10 dH. Allerdings ist der Wert sehr ungenau. Der im Sauermalz Säure erhöhender Bestandteil ist die Milchsäure, die leicht zu bekommen ist. Eine Zugabe von 2ml einer 80% Milchsäure in 20l Brauswasser verringert den RA-Wert um 3 dH. Will ich nun 20l Bier brauen und den Wert um 5 °dH senken, benötige ich ca 3.3 ml 80% Milchsäure. Die Zugabe von Milchsäure entspricht im Übrigen nicht mehr dem Reinheitsgebot, ausser in der Form von Sauermalz.

Alternativ kann mit Calciumchlorid (CaCl2) oder Calciumsulfat (Gips CaSO4) gearbeitet werden. Um Restalkalität um1 °dH zu senken braucht man 9,6 g/hl Calciumchlorid oder 10,7 g/hl Gips.

Update 18.12.2018:

Im Hobbybrauforum hat ein Teilnehmer eine Formel zur Berechnung der Karbonathärte aus den bestehenden Angaben erstellt, die ich gerne hier wiedergeben möchte:

KH [°dH] =  ( GH [°dh]  x  21,8  – Sulfat (SO42)[mg/l] –  Chlorid(Cl-)[mg/l]  – Nitrit(NO3-)[mg/l])  /  21,8

GH[°dH] =  Ca[°dH] / 3,5 + Mg[°dH] / 7

Diese Formel kann auch benutzt werden, um RA von Tafelwasser zu bestimmen.

Links:
https://www.maischemalzundmehr.de/index.php?inhaltmitte=toolswasserrechner
http://www.besser-bier-brauen.de/selber-bier-brauen/zutaten/wasser/
http://fabier.de/biercalcs.html
http://braumagazin.de/article/von-der-wasseranalyse-zum-brauwasser/
https://www.stadtwerke-schwabach.de/netze/wasser/wasseranalyse/
http://www.maischemalzundmehr.de/index.php?inhaltmitte=toolswasser
https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic.php?t=5227
https://www.stadtwerke-schwabach.de/Wasser/Wasserqualitaet/

 

 

 

Schreib was dazu!

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google Foto

Du kommentierst mit Deinem Google-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

Verbinde mit %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.