Come aumentare l’efficienza di estrazione: ammostamento con ricircolo del mosto

In questo post descrivo una configurazione rudimentale per l’ammostamento con ricircolo del mosto, una tecnica relativamente facile da replicare in casa, e ne descrivo gli effetti sull’efficienza di estrazione di zuccheri dal malto. Discuto le due interpretazioni principali del calcolo dell’efficienza e analizzo i dati di produzioni passate per confrontare produzioni con ricircolo con produzioni senza ricircolo. I risultati sono inaspettati, almeno per me.

Nelle mie produzioni di birra, solitamente facevo sia l’ammostamento sia la bollitura nella stessa pentola (quella di bollitura) e usavo una pentola dedicata (filtro) con fondo filtrante per la filtrazione delle scorze dopo l’ammostamento. Il travaso del mosto dalla pentola di ammostamento a quella filtro lo facevo con una caraffa di plastica, a mano, un lavoraccio che mi ha stancato nel tempo e che porta anche facilmente a sporcare in giro.

A un certo punto mi sono quindi chiesto: perché non fare l’ammostamento direttamente nella pentola filtro? Questo non richiederebbe più di travasare a mano il mosto caldo, sporcherebbe meno e ossiderebbe anche meno il mosto. Unico problema: con una pentola con un fondo falso filtrante la diffusione del calore non è ottimale e magari si rischia addirittura di bruciare gli zuccheri e la farina di malto che ristagnano sotto il filtro mentre si riscalda la pentola. Soluzione: drenare il mosto caldo da sotto il filtro e pomparlo sopra il filtro, ottenendo così un flusso continuo di mosto da sotto a sopra il filtro, cioè un ricircolo del mosto. Ci ho provato.

Come con ogni esperimento, la domanda però è: che effetti ha questa tecnica sulla birra e, soprattutto, sull’efficienza dell’ammostamento? Se tutto va bene, non cambia niente ma si semplifica il lavoro. Se va male, si perde efficienza e probabilmente è meglio tornare al vecchio sistema con il travaso a mano. Se invece l’efficienza aumenta, si stappa una birra e si festeggia!

Il ricircolo del mosto

Prima di iniziare con l’esperimento, vediamo l’attrezzatura necessaria come mostrato nella Figura 1. Prima di tutto ho la mia pentola in acciaio inox (50l) con rubinetto. Il fondo filtrante è inserito nella pentola all’inizio dell’ammostamento e ci rimane fino alla fine. Con un fornello a gas riscaldo la pentola con il mosto, e con una piccola pompa da laboratorio chimico (resistente fino a 120°C) faccio ricircolare il mosto. Attenzione: il tubo in silicone che uso è rafforzato con il metallo per evitare che si schiacci sotto il peso del mosto durante l’ammostamento (ricordiamoci che il mosto è caldo). Con un piccolo termometro digitale infilato nel tubo è inoltre possibile controllare la temperatura del mosto in risalita.

In pratica, la foto fa vedere una versione rudimentale di quello che in gergo spesso è chiamato RIMS, Recirculating Infusion Mash System [1]. Solitamente in quei sistemi, però, il mosto viene riscaldato nel tubo in cui si fa circolare il mosto, mentre nella foto si vede che c’è il fuoco diretto sotto la pentola e la pompa si occupa più che altro di circolarci sopra il mosto.

ricircolo.jpg

Figura 1. La pentola di ammostamento con fornello per il riscaldamento, doppio fondo filtrante, rubinetto che esce da sotto il doppio fondo e pompa per ricircolo del mosto. Il termometro permette la misura della temperatura del mosto nel tubo.

L’efficienza di estrazione

Quando si parla di efficienza di estrazione bisogna fare attenzione, perché nel mondo birrario ci sono almeno due interpretazioni diverse di come calcolarla [2]. I birrai tedeschi, e quindi tutta la produzione che si ispira al mondo delle birre tedesche, calcolano l’efficienza di estrazione rapportando la quantità di estratto ottenuto con l’ammostamento alla quantità di malto usato nella ricetta della birra. I birrai anglosassoni, invece, confrontano la quantità di estratto ottenuta con il potenziale massimo di estratto ottenibile dai malti usati.

Se chiamiamo l’efficienza secondo l’interpretazione tedesca E_{de}, possiamo calcolarla usando questa formula:

E_{de}=\frac{M_{estratto}}{M_{malti}} = \frac{V_{mosto}*D_{mosto}*P_{mosto}}{M_{malti}}

dove M_{estratto} è la quantità di estratto (zucchero) in kg ottenuto dall’ammostamento dei malti e M_{malti} è la quantità in kg dei malti utilizzati nella ricetta. Poi, V_{mosto},D_{mosto},P_{mosto} sono rispettivamente il volume in l del mosto a fine ammostamento, la densità in kg/l del mosto e la densità in °P del mosto. Cioè, possiamo ottenere la quantità di estratto moltiplicando il volume del mosto, per il suo peso specifico (e abbiamo il peso di tutto il mosto), per i °P del mosto (e abbiamo quella parte del mosto che è estratto puro).

Chiamiamo invece l’interpretazione angolsassone E_{en} e la calcoliamo così:

E_{en}=\frac{D_{mosto}}{D_{potenziale}}

dove D_{mosto} è di nuovo la densità in kg/l del mosto e D_{potenziale} è la densità massima potenzialmente estraibile dai malti usati.

Ovviamente, il calcolo della densità potenziale D_{potenziale} richiede informazioni ulteriori, cioè il potenziale massimo per ogni tipo di malto. Questo è un dato che viene ottenuto tramite esperimenti controllati in laboratorio, esprime quanto estratto sarebbe ottenibile da 1kg malto in 10l di acqua con un’efficienza di estrazione del 100%, e viene espresso come densità in kg/l. Esistono delle tabelle di riferimento per i vari tipi di malto, come per esempio quella messa a disposizione da Palmer [3] o quella contenuta nel libro di Daniels [4]. Ovviamente il mondo anglosassone usa valori che si riferiscono all’uso di un pound di malto in un gallone di acqua, ma con qualche trasformazione delle unità (1 pound = 0,45kg e 1 gallone = 3,79 l) si riesce facilmente a ottenere i valori necessari in kg/l. Possiamo quindi calcolare D_{potenziale} come media pesata dei malti diversi usati nella ricetta:

D_{potenziale}=\frac{\sum_i M_i*D_{pot,i}}{M_{malti}}

dove i itera sui malti nella ricetta, M_i sono i pesi dei malti nella ricetta e D_{pot,i} sono i rispettivi estratti potenziali dei malti.

Analisi dei dati

Per ora ho fatto due produzioni con il ricircolo del mosto, fortunatamente con due birre molto simili (APA con densità originale OG=1,052 e Session IPA con OG=1,048) che usano malti quasi uguali (Pilsner e malto caramellato Cara Munich II/III). Come riferimento uso quindi altre due produzioni di birre simili (APA con OG=1,052 e IPA OG=1,068) fatte in passato, anche loro con gli stessi malti ma prodotte senza il ricircolo del mosto. Questo dovrebbe garantire una certa serietà ed espressività dei valori da confrontare.

Le densità potenziali dei due malti alla base delle quattro birre sono:

  • Malto Pilsner/Pale Ale: 1,029-1,031
  • Malto caramellato: 1,028-1,029 (più scuro = meno estratto)

Per il malto Pilsner assumo quindi una densità potenziale di 1,030 (valore medio fra quelli proposti) e per quello caramellato assumo 1,028 (il Cara Munich II/III usato nelle ricette è scuro: 120/150 EBC). Ed ecco i risultati delle quattro produzioni in confronto:

Efficienza tedesca:

APA_{con} SIPA_{con} APA_{senza} IPA_{senza}
E_{de} 74,7\% 75,6\% 66,6\% 67,3\%
Media \bar{E}_{de,con}=75,15\% \bar{E}_{de,senza}=66,95\%
Variazione \frac{\bar{E}_{de,con}-\bar{E}_{de,senza}}{\bar{E}_{de,senza}}=+12,25\%

Efficienza anglosassone:

APA_{con} SIPA_{con} APA_{senza} IPA_{senza}
E_{en} 88,9\% 93,3\% 78,9\% 83,2\%
Media \bar{E}_{en,con}=91,1\% \bar{E}_{en,senza}=81,0\%
Variazione \frac{\bar{E}_{en,con}-\bar{E}_{en,senza}}{\bar{E}_{en,senza}}=+12,47\%

Conclusioni

Stappiamo la birra e festeggiamo! Il ricircolo del mosto con la configurazione proposta nella Figura 1 aumenta davvero l’efficienza dell’estrazione, e non di poco: 12% di efficienza in più è notevole.

In pratica vuol dire che nella produzione di 50l di una birra standard (5% ABV) con il ricircolo del mosto posso ottenere la densità necessaria con circa 1kg di malto in meno! Non è affatto trascurabile, e sicuramente molto meglio di quello che mi sarei aspettato. Certo, per un homebrewer l’efficienza non è così fondamentale (si parla di pochi euro da guadagnare), mentre per i birrifici industriali ottimizzare l’efficienza è una priorità assoluta. Comunque sia, la soddisfazione rimane, così come la domanda “perché non ci ho pensato prima?”

Se anziché guardare la variazione dell’efficienza guardiamo i valori assoluti (\bar{E}_{de,con}=75,15\%\bar{E}_{en,con}=91,1\%), su Braukaiser.com [3] possiamo leggere che “75% is a very good efficiency number when based on the total grain weight” e in [3] possiamo leggere “an extract efficiency of 85%, which is considered to be very good for homebrewers. A few points less yield (i.e. 80 or 75% extraction efficiency), is still considered to be good extraction.” Cioè, il ricircolo del mosto ha permesso al mio processo di ammostamento di passare da “good” a “very good”.

Oltre all’aumento dell’efficienza mi sembra anche di aver notato una migliore limpidezza del mosto in fase di filtrazione. Non ho però raccolto dati specifici per documentare questa affermazione. Si tratta di un’impressione soggettiva che magari studierò più avanti.

Come detto sopra, i dati riportati si riferiscono solo a 4 produzioni; cercherò di raccogliere altri dati in futuro per eventuali aggiornamenti. Anche i malti usati sono solo di due tipi. Sono particolarmente curioso se si riescono a ottenere gli stessi risultati anche quando si usa malto di frumento o frumento non maltato nella ricetta. Ci tornerò su questo post se ci sono aggiornamenti.

Riferimenti

  1. BYO Staff. RIMS and HERMS Brewing: Advanced Homebrewing. September 2004. https://byo.com/hops/item/1325-rims-and-herms-brewing-advanced-homebrewing
  2. Braukaiser.com. Understanding Efficiency. May 2016. http://braukaiser.com/wiki/index.php?title=Understanding_Efficiency
  3. John Palmer. How to Brew, Chapter 12, Table of Typical Malt Yields. 2015. http://howtobrew.com/book/section-2/what-is-malted-grain/table-of-typical-malt-yields
  4. Ray Daniels. Progettare grandi birre. Lampi di Stampa, 2011.
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2 thoughts on “Come aumentare l’efficienza di estrazione: ammostamento con ricircolo del mosto

  1. Ciao non hai avuto problemi di “intasamento” del filtro?
    Il mosto lo mescoli o non tocchi niente?
    Il ricircolo è attivo durante tutta la fase di mash o fai delle pause?

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    • Ciao Ken, no, nessun problema di intasamento. Ne avevo paura anch’io, ma ho visto che se il fondo filtrante è della misura perfetta, alla fine non passa molto di non voluto. Inizialmente facevo circolare il mosto durante tutto l’ammostamento, poi ho iniziato a limitarmi sulle fasi di riscaldamento. Il mosto lo mescolo come sempre, indipendentemente dal ricircolo.
      Riguardo ai dati descritti sopra, devo però aggiungere che forse il merito della resa più alta non va solo al ricircolo ma anche al filtro nuovo, un fatto che avevo trascurato dopo il cambio perché al suo primo uso non avevo notato grandi differenze. Ma ripensandoci bene ora, penso che anche quello sia stato significativo. Dovrei rifare qualche esperimento più specifico. In sostanza direi che sono riuscito ad aumentare la resa con il sistema congiunto filtro nuovo – ricircolo mosto. Spero sia utile come precisazione.

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