La carbonazione della birra (3/fermentazione sotto pressione)

fustiQuesto post continua la discussione sulla carbonazione della birra (parte 1 e parte 2) e si concentra sulla fermentazione della birra sotto pressione e sulla carbonazione in fusti invece che in bottiglia. Le tecniche descritte richiedono meno matematica delle tecniche discusse in precedenza, ma hanno bisogno di più attrezzature e, pertanto, sono anche più costose e leggermente più complicate tecnicamente. 

Il sedimento in bottiglia

Le tecniche di carbonazione tramite fermentazione in bottiglia viste precedentemente hanno tutte un effetto collaterale che non sempre è desiderato o idoneo allo stile della birra: il lievito in azione nella bottiglia, una volta finito il suo lavoro, si deposita sul fondo della bottiglia e crea un sedimento più o meno compatto in funzione del tipo di lievito usato. Versando la birra, solitamente si alza questo sedimento e una parte del lievito entra nel bicchiere, rendendo la birra torbida.

Nelle weizen tedesche o nelle wit belghe questo sedimento non solo non è un difetto, ma ne fa addirittura parte dello stile, in quanto birre tradizionalmente carbonate in bottiglia. Nel caso delle weizen ci sono poi addirittura varie tecniche di versamento per alzare il lievito intenzionalmente e far sì che tutto il lievito entri nel bicchiere. Per esempio, sono sicuro che avete già visto qualcuno rotolare la bottiglia sul tavolo o infilarla completamento nel bicchiere alto da weizen per poi estrarla lentamente man mano che la birra esce. Nelle lager o nelle birre americane che vanno molto di modo in Italia in questo periodo, per esempio le APA e le IPA, questo sedimento invece non è tipico. Ma non è un problema che ne abbassa la qualità in generale.

Comunque, l’homebrewer più appassionato cerca sempre di alzare il livello di qualità, a certi da fastidio dover stare attenti quando versano la birra, per non parlare di quelli che non capiscono da dove viene il sedimento e lo considerano addirittura un errore di produzione. Per tutti questi casi una soluzione c’è: fermentare la birra sotto pressione (fermentazione secondaria) in un fermentatore chiuso e imbottigliarla già carbonata. In questo modo il fondo di lievito rimane nel fermentatore, e, una volta finita la fermentazione e la maturazione, si può imbottigliare una birra essenzialmente limpida. Vediamo di seguito l’attrezzatura e le tecniche per la carbonazione prima dell’imbottigliamento, in un post successivo parlerò dell’imbottigliamento sotto pressione.

Carbonazione in fusto con zucchero

La fermentazione sotto pressione nella produzione casalinga è essenzialmente basata sull’uso di fusti di metallo con chiusura ermetica e resistente alla pressione. Come nella fermentazione in bottiglia, anche nella fermentazione sotto pressione con un fusto la carbonazione della birra avviene all’interno del fusto. Ma a differenza della fermentazione in bottiglia, con il fusto l’imbottigliamento è indipendente dalla carbonizzazione e può avvenire un un qualsiasi momento successivo.

Il fusto più usato è il cosiddetto fusto Cornelius, rappresentato in Figura 1, che proviene non tanto dal mondo della birra ma più che altro dalle bibite gasate come Coca Cola, Pepsi e simili. In base alla loro provenienza e al tipo di attacchi usati, ci sono tipi leggermente diversi della stessa idea di fusto in acciaio (NC/ball lock, CC/pin lock, Jolly). Per il lettore più interessato, Alessandro Melis ha scritto una guida molto interessante sulle differenze dei tre tipi di fusti; la guida è disponibile online [1].

Dettaglio del fusto tipo NC/Pepsi

Figura 1. Dettaglio del fusto di tipo Cornelius NC/ball lock, molto usato per la produzione di birra in casa per la sua facilità di lavaggio (si riesce a infilare un braccio) e la facilità di inserire sacchetti di luppolo per il dry hopping.

Volendo carbonare un fusto, la soluzione più facile è considerare il fusto come una grande bottiglia. Infatti, una volta chiuso, il fusto è sigillato ermeticamente esattamente come una bottiglia con il suo tappo. Si può quindi usare uno qualsiasi dei metodi basati sull’aggiunta di zucchero/estratto visti nei due post precedenti in questa serie:

Sta al mastro birraio scegliere quale metodo preferisce. Se i rispettivi conti sono fatti bene, i risultati saranno equivalenti per i vari metodi. Una volta fermentato tutto lo zucchero aggiunto e fatta maturare la birra, questa sarà pronta per essere imbottigliata.

Regolazione pressione con valvola di sfogo

Ma, come detto precedentemente, l’uso del fusto può rendere la carbonazione più semplice, senza dover fare grandi calcoli. Per esempio, si può usare il fusto direttamente come fermentatore della birra e regolare la pressione che si crea durante la fermentazione all’interno del fusto. Già subito all’inizio di questa serie abbiamo visto che c’è un legame diretto fra la pressione a cui è esposta la birra e l’anidride carbonica sciolta nella birra. Più specificamente, abbiamo visto la tabella di carbonazione di saturazione a pressione atmosferica (P=0). Generalizzando quella formula e considerando la pressione P come incognita (è quella che dobbiamo impostare), otteniamo la seguente formula:

Da cui possiamo ottenere la seguente formula per la pressione obiettivo:

Se per esempio volessimo fare un’APA carbonata a 4,5g/l e fermentata in fusto a 19 gradi, dovremmo condurre la fermentazione a una sovrapressione di 1,63bar per ottenere la carbonazione voluta. Intenzionalmente non ho portato avanti il solito esempio della weizen usato negli ultimi due post, perché la weizen non è fermentata sotto pressione, ma carbonata in bottiglia.

Come facciamo ora a imporre una pressione data a un fusto? La soluzione si trova nella Figura 2: tramite una valvola di sfogo regolabile. Questa permette di impostare una pressione, raggiunta la quale la valvola si apre e fa uscire l’anidride carbonica in eccesso. Un manometro permette di leggere la pressione nel fusto e facilita la regolazione della valvola. La valvola si attacca all’entrata di CO2 del fusto; ma in questo caso l’attacco lo si usa per fare uscire la CO2 che si crea durante la fermentazione. La valvola non è collegata all’indicatore del manometro, e un aggiustamento della vite non ha nessun effetto diretto sul manometro se il fusto non è già sotto pressione. Per impostare la pressione voluta, la cosa migliore subito dopo il travaso è tenere inizialmente la valvola chiusa finché si crea una pressione anche più alta di quella necessaria per poi regolarla giù fino al livello desiderato. Il manometro in figura permette per esempio una regolazione fino a 2,5 bar, mentre la valvola di sicurezza nel coperchio del fusto mi sembra si apra superando i 3,0 bar di pressione interna.

Valvola di sfogo regolabile

Figura 2. Uso di una valvola si sfogo in combinazione con un fusto. La valvola ha una vite che permette di impostare manualmente la pressione alla quale si deve aprire la valvola, permettendo all’anidride carbonica nel fusto di uscire in maniera controllata. La valvola nella foto è a tre entrate per il controllo di tre fusti in parallelo.

Il beneficio di tutta questa attrezzatura è che non ci si deve più preoccupare di molto durante la fermentazione e per la carbonazione della birra. Basta impostare la pressione giusta e il fusto raggiunge da solo la carbonazione voluta. Una volta terminata la fermentazione, si può staccare la valvola e lasciare la birra a maturare.

Carbonazione forzata

L’ultima tecnica di carbonazione da discutere è la carbonazione forzata, cioè l’iniezione forzata di anidride carbonica nel fusto usando una fonte di anidride carbonica esterna, cioè una bombola. L’attrezzatura necessaria e il rispettivo uso è illustrato in Figura 3. La bombola è collegata all’entrata di CO2 del fusto tramite un regolatore di pressione, il quale permette di impostare la pressione che si vuole ottenere nella bombola.

Carbonazione forzata

Figura 3. Carbonazione forzata di un fusto di birra con anidride carbonica da una bombola.

Ora ci sono due procedure simili per carbonare la birra [2]:

  1. Applicare una pressione vicina alla pressione obiettivo che si vuole ottenere nel fusto (solitamente circa 1,3-1,5 bar) per una durata di tempo prolungata (da 7 a 10 giorni).
  2. Applicare una pressione superiore alla pressione obiettivo (per esempio 2,0 bar o oltre) e agitare la birra durante l’arricchimento del fusto con anidride carbonica per circa 20-30 min; poi abbassare la pressione a quella obiettivo per altri 2-3 giorni.

Quale metodo si sceglie dipende soprattutto dal tempo che uno ha a disposizione e da quanto tempo vuole dedicarsi attivamente alla carbonazione della birra. Il secondo metodo sicuramente richiede uno sforzo più intenso del primo, ma promette risultati più veloci (ecco un breve video che fa vedere un po’ di pratica). Il risultato finale è lo stesso.

Una considerazione finale su questo metodo: più è freddo un liquido, più facilmente il liquido assorbe anidride carbonica. Cioè: se la birra è già fermentata completamente e si può abbassare la temperatura del fusto, la cosa migliore è raffreddare il fusto il più possibile (anche fino a 0°C, tanto con l’alcol contenuto nella birra non ghiaccia) prima della carbonazione forzata. Questo favorisce l’assorbimento più veloce.

Esperienza personale

E’ da poco che mi sono procurato tutta l’attrezzatura descritta in questo post e ammetto che la mia esperienza finora è ancora limitata. Ci devo ancora giocare bene, e aggiornerò questo post man mano che avrò nuove esperienze da condividere. Comunque, ho già fatto i primi test con la valvola di sfogo e con la carbonazione forzata. La carbonazione del fusto con lo zucchero la proverò più avanti; alla fine è lo stesso approccio già usato per la fermentazione in bottiglia che ha funzionato sempre bene.

La valvola di sfogo invece ritengo sia uno strumento veramente utile e facile da usare che permette una carbonazione naturale ed efficace della birra senza grandi sforzi. L’unico punto critico è che il suo uso richiede il controllo di due variabili: la pressione e la temperatura. A prima vista sembra che il problema sia solo impostare la pressione giusta, ma, dato che questa dipende direttamente dalla temperatura, determinare quale sia la pressione giusta deve essere fatto considerando bene le temperatura a cui sarà esposto il fusto durante la fermentazione secondaria. Poi bisogna trovare un angolo nella casa in cui questa temperatura rimane il più costante possibile per il tempo necessario a carbonare la birra. La cosa non è così complicata, ma se per esempio c’è un incremento imprevisto della temperatura, la pressione nel fusto si alza e si rischia di perdere anidride carbonica. Poi una volta terminata la carbonazione, la cosa più semplice è togliere la valvola di sfogo dal fusto e si è sicuri che tutta l’anidride carbonica rimane chiusa dentro.

Per quanto riguarda la carbonazione forzata, ho fatto solo un piccolo esperimento per ora con successo intermedio (devo ancora vedere come è venuta la birra imbottigliata). Parlo di successo “intermedio”, perché ho notato che durante l’imbottigliamento ho perso più carbonazione del previsto. Il problema però non era tanto la carbonazione forzata quanto l’imbottigliamento in contropressione, l’argomento che tratterò nel prossimo post.

Riferimenti

  1. Alessandro Melis. Guida ai “Cornelius Keg”, 2010. http://www.hbsardi.it/index.php?page=cornelius
  2. Jeff Flowers. How to Force Carbonate Your Beer. 2014. http://learn.kegerator.com/force-carbonating-beer/
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7 thoughts on “La carbonazione della birra (3/fermentazione sotto pressione)

  1. Pingback: La carbonazione della birra (2/mosto di birra e Kräusen) | HopAdvisor

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  3. Pingback: Session IPA americana (ricetta) | HopAdvisor

  4. Ciao, complimenti per l’articolo!! ti posso chiedere i link o anche solo i nomi dei rivenditori dove hai acquistato l’attrezzatura per costruire il tutto??
    Sono interessato soprattutto alla valvola di sfogo per regolare la pressione che non riesco a trovare da nessuna parte, perchè sono molto interessato a provare la fermentazione in pressione e il conseguente travaso sempre in pressione per evitare il contatto con l’ossigeno.
    Ciao Grazie!

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  5. Ciao Lorenzo , vorrei porti una domanda :” volendo evitare il sedimento e quindi bypassando la fermentazione in bottiglia ( o in fusto ), non perdo in qualità ?
    Se ho capito bene la procedura consiste in :
    – fermentazione primaria
    – fermentazione secondaria ( carbonazione forzata )
    – imbottigliamento della birra già carbonata

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