Koolzuurgehalte bij lage temperaturen

Gestart door Jacques, 05-09-2008 11:19 u

Vorige topic - Volgende topic

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

Jacques

Dit is een afgeplitste draad. De oorspronkelijk draad ging over de cilinderconische tank van Brouwland.
Klik op de link boven het citaat om naar die draad toe te gaan.


Citaat van: Adrie op 05-09-2008  09:34 uMijn ervaring is eerder het omgekeerde: hoe kouder het bier, hoe meer het schuimt. In koud bier zit meer koolzuur opgelost en dat komt er maar wat graag uit in de hevel (bij het omhoog gaan in de hevel creëer je onderdruk) en ook als het in wat warmere flessen komt. Hoe krijg jij het voor elkaar om schuimloos koud bier te bottelen?

Ik was ook bang dat ik meer schuimvorming zou krijgen om redenen die jij noemt. Tot mijn verbazing was dat niet het geval. Mogelijk komt dit doordat het bier in het vat een temperatuur had van 0,5 ºC en dat bij deze temperatuur minder koolzuur in het bier is opgelost. Wij heeft een tabelletje met de koolzuurwaarden bij een bepaalde temperatuur?

Jacques

Ik heb nog even zitten googlen maar geen verklaring voor het verschijnsel kunnen vinden.

Over het algemeen is het zo dat naar mate de temperatuur stijgt de hoeveelheid gas dat in een oplossing kan zijn daalt.
Zo kwam ik de volgende tabel tegen:
 
Temperatuur CO2 O2 NH3
0°C 75·10-3 mol/l 2·10-3 mol/l 52 mol/l
25°C 34·10-3 mol/l 1·10-3 mol/l 26 mol/l
100°C 0,0·10-3 mol/l 0,7·10-3 mol/l 0,0

Nu kan ik mij voorstellen dat rond het vriespunt de oplosbaarheid van gassen in vloeistof anders zijn in verband met de wijziging van de ordening van de moleculen. Ik heb hierover tot nu toe niets terug kunnen vinden. Iemand anders die hier meer van af weet?

Anders moet er een andere oorzaak zijn waarom ik geen last heb gehad van schuimvorming.

Adrie

Het is een bekend verschijnsel dat gassen beter oplosbaar zijn in water naarmate de temperatuur daalt. In water en wort van 0 graden kan veel meer koolzuurgas opgelost zijn dan in water van 20 graden.

Wat ik me in jouw geval kan voorstellen is dat het bier al uitgegist was voordat je de koude lagering in ging. Hierdoor werd er geen koolzuurgas meer geproduceerd tijdens de koude lagering en is er sprake van een onderverzadiging met koolzuurgas. Ga je vervolgens bottelen bij een lagere temperatuur dan waarbij de koolzuurverzadiging optrad, dan komt er geen koolzuurgas uit het bier en heb je dus geen last van schuimvorming.

pincopallino

Uit praktijk ervaring heb ik ondervonden dat bij ondergistende bieren een surplus aan schuim aanwezig is ( veel CO2 assimilatie bij lager T ). Bij bovengistende bieren een stuk minder.

Jacques

Citaat van: Adrie op 05-09-2008  13:26 uWat ik me in jouw geval kan voorstellen is dat het bier al uitgegist was voordat je de koude lagering in ging. Hierdoor werd er geen koolzuurgas meer geproduceerd tijdens de koude lagering en is er sprake van een onderverzadiging met koolzuurgas. Ga je vervolgens bottelen bij een lagere temperatuur dan waarbij de koolzuurverzadiging optrad, dan komt er geen koolzuurgas uit het bier en heb je dus geen last van schuimvorming.

Het klopt dat de vergisting al zo goed als volledig afgelopen was toen ik de koude lagering in ging. Dit zou dus inderdaad een verklaring kunnen zijn voor het verschijnsel.

Toch blijf ik nieuwsgierig naar de invloed van het veranderen van de moleculenstructuur van water op de oplosbaarheid van koolzuur. Al is het alleen om er wat wijzer van te worden.

Hopmans

CiteerUit praktijk ervaring heb ik ondervonden dat bij ondergistende bieren een surplus aan schuim aanwezig is
( veel CO2 assimilatie bij lager T ). Bij bovengistende bieren een stuk minder.
Dat is merkwaardig, maar niet vreemd in mijn ogen.
Je ziet soms verschil in schuimstructuur bij verschillende gisten.
Maar wat nu de theorie achter deze CO2 assimilatie is?

Misschien is lagergist nog wat meer prominent aanwezig in het koude jongbier dan
bovengist bij dezelfde temperatuur waardoor er meer koolzuur naar boven komt.
Het zijn immers deeltjes.
En op deeltjes onstaan koolzuurbellen.

 :weetniet:

pincopallino

Citaat van: Hopmans op 05-09-2008  14:17 uDat is merkwaardig, maar niet vreemd in mijn ogen.
Je ziet soms verschil in schuimstructuur bij verschillende gisten.
Maar wat nu de theorie achter deze CO2 assimilatie is?

misschien is lagergist nog wat meer prominent aanwezig in het koude jongbier dan
bovengist bij dezelfde temperatuur waardoor er meer koolzuur naar boven komt.
Het zijn immers deeltjes.
En op deeltjes onstaan koolzuurbellen.

 :weetniet:


Het niets anders dan wat Adrie beweert. Een ondergistende bier wordt gebrouwen tussen 6 en 12 graden en verder gelagerd bij dezelfde T,( althans zo doe ik het ). Het bier is verzadigd met CO2, dus bij het bottelen veel schuim. Een bovengistende bier wordt tussen 18 en 24 graden vergist en gelagerd bij c.a 15 graden. Het assimileren of inkapselen of verzadiging met CO2 gebeurt in minder mate.

Edgar

Ik denk dat je die betere oplosbaarheid van een gas niet moet zoeken in 'molecuulstructuur' maar in de betere verdeling van die gasmoleculen tussen de watermoleculen, en de tragere beweging van die moleculen die zodoende meer ruimte voor dat gas openlaten. Probeer mensen te laten staan in een basketbalveld waar 10 man wandelen, of waar 10 man juist een wedstrijd aan het spelen zijn: in het eerste geval kan je veel meer mensen kwijt.

Iets anders: Jacques omdat je niet naar een bottelvat hebt hoeven overhevelen heb je minder temperatuurverlies en agitatie dan voordat je cykonaut was. Dat vermindert schuimvorming tijdens het bottelen.

Bij mij kan koud bottelen zeker schuimvorming geven als het bier koolzuurverzadigd was (en dus tijdens het bottelen zelf vaak oververzadigd is). Dat is het niet altijd. Het hangt erg af van de activiteit van de gist tijdens de lagering. Bij alt werkt de gist niet meer onder de 10°, dus is het bier nooit koolzuurverzadigd als het kouder dan dat werd gebotteld. Dus minder of geen schuim. Een pils bottelen op 5° is een ander verhaal; die kan rustig doorpruttelen op zo'n temperatuur. Overhevelen (verwarming), suiker toevoegen, roeren en je hebt koolzuurgas dat de kriebels krijgt (er zijn best veel factoren die meespelen...).

William

Citaat van: Edgar op 05-09-2008  22:30 uIk denk dat je die betere oplosbaarheid van een gas niet moet zoeken in 'molecuulstructuur' maar in de betere verdeling van die gasmoleculen tussen de watermoleculen, en de tragere beweging van die moleculen die zodoende meer ruimte voor dat gas openlaten. Probeer mensen te laten staan in een basketbalveld waar 10 man wandelen, of waar 10 man juist een wedstrijd aan het spelen zijn: in het eerste geval kan je veel meer mensen kwijt.

Daarbij speelt daarnaast mee dat de dichtheid van water bij ongeveer 4 ºC maximaal is (dus de tijdsgemiddelde gemiddelde afstand tussen twee moleculen minimaal). Wordt de temperatuur nog lager dan neemt de dichtheid weer af. Tussen 0 en 6  ºC kan het oplosgedrag van gas in water daarom fenomenen laten zien.

Jacques

Citaat van: William op 05-09-2008  22:39 uDaarbij speelt daarnast mee dat de dichtheid van water bij ongeveer 4 ºC maximaal is (dus de tijdsgemiddelde gemiddelde afstand tussen twee moleculen minimaal). Wordt de temperatuur nog lager dan neemt de dichtheid weer af. Tussen 0 en 6  ºC kan het oplosgedrag van gas in water daarom fenomenen laten zien.

Dit is bij mij bekend. Daarom was ik benieuwd of er cijfertjes bekend zijn over de oplosbaarheid van koolzuurgas bij deze temperaturen. Een snelle Google zoektocht leverde mij niets op.


William

Citaat van: Edgar op 06-09-2008  00:21 uDit lijkt alvast iets.

Helaas zegt dit artikel niet alles over oplosbaarheid van lage temperaturen. Er staat wel een mooie grafiek (Figure 1) in van de Henry-constante voor het CO2-water systeem als functie van temperatuur. Deze constante is de evenredigheidsconstante tussen oplosbaarheid en druk en deze neemt toe met toenemende temperatuur. Deze laat geen vreemd gedrag zien bij 4 ºC maar dit zegt alleen iets over drukafhankelijk, niets over temperatuursafhankelijkheid.

Edgar

Zoek dan ff een betere, ik heb maar fluksfluks iets neergezet.

Good old Binas:

0°  : 76,3 mmol/l
10°: 53,1 mmol/l
20°: 38,8 mmol/l
25°: 33,5 mmol/l

Citaat van: William op 06-09-2008  09:03 uDeze constante is de evenredigheidsconstante tussen oplosbaarheid en druk en deze neemt toe met toenemende temperatuur. Deze laat geen vreemd gedrag zien bij 4 ºC maar dit zegt alleen iets over drukafhankelijk, niets over temperatuursafhankelijkheid.

Die grafiek zette me op het verkeerde been. En aan die BINASgegevens heb je natuurlijk ook niet veel. Effe verder zoeken.

Edgar

Hier dan eindelijk iets terzake. Maar ik betwijfel of het juist is. Ik kom verder niets tegen over bizar oplosgedrag van gassen in water rond 4°. Er zal wel een bumpje in de grafiek zijn, maar niet relevant voor ons vermoed ik. Het rare verhaal van meneer hierboven (link) heb ik nooit waargenomen in mijn bieren.

Jacques

Ik heb nog even verder gezocht en deze tabel gevonden op de Engelstalige Wikipedia.

In de tweede kolom staat de hoeveelheid opgelost CO2 in volume en in de derde kolom in grammen per 100 ml water.
0 °C    1.713    0.3346
1 °C    1.646    0.3213
2 °C    1.527    0.3091
3 °C    1.527    0.2978
4 °C    1.473    0.2871
5 °C    1.424    0.2774
6 °C    1.377    0.2681
7 °C    1.331    0.2589
8 °C    1.282    0.2492
9 °C    1.237    0.2403
10 °C    1.194    0.2318
11 °C    1.154    0.2239
12 °C    1.117    0.2165
13 °C    1.083    0.2098
14 °C    1.050    0.2032
15 °C    1.019    0.1970
16 °C    0.985    0.1903
17 °C    0.956    0.1845
18 °C    0.928    0.1789
19 °C    0.902    0.1737
20 °C    0.878    0.1688
21 °C    0.854    0.1640
22 °C    0.829    0.1590
23 °C    0.804    0.1540
24 °C    0.781    0.1493
25 °C    0.759    0.1449
26 °C    0.738    0.1406
27 °C    0.718    0.1366
28 °C    0.699    0.1327
29 °C    0.682    0.1292
30 °C    0.655    0.1257
35 °C    0.592    0.1105
40 °C    0.530    0.0973
45 °C    0.479    0.0860
50 °C    0.436    0.0761
60 °C    0.359    0.0576

Te zien is dat in het traject van 0 tot 6 graden het oplossend vermogen van CO2 "rare" cijfers laten zien zoals William ook al aangaf.

Omdat duidelijker te maken heb ik over het verschil tussen 0 en 16 ºC het verschil met de volgende waarde berekend (of beter gezegd heeft Excel dat gedaan).

0 °C      0,0670   -0,0001
1 °C      0,1190   -0,0001
2 °C      0,0000   -0,0001
3 °C      0,0540   -0,0001
4 °C      0,0490   -0,0001
5 °C      0,0470   -0,0001
6 °C      0,0460   -0,0001
7 °C      0,0490   -0,0001
8 °C      0,0450   -0,0001
9 °C      0,0430   -0,0001
10 °C   0,0400   -0,0001
11 °C   0,0370   -0,0001
12 °C   0,0340   -0,0001
13 °C   0,0330   -0,0001
14 °C   0,0310   -0,0001
15 °C   0,0340   -0,0001
16 °C   0,0290   -0,0001

Te zien valt dat de oplossing in grammen CO2 lineair is maar die in volume niet. Met name tussen 0 en 4 ºC zie je grote verschillen.

PS terwijl ik bezig was met de data te bewerken zijn er ondertussen 3 berichten geplaatst.

William

En dan hier nog wat getallen uit "good old" Handbook of Chemistry & Physics, ook als functie van druk maar helaas in T-stappen van 5 ºC; ook mosterd na de maaltijd  ;D


Edgar

Jacques kan je Excel niet even een grafiekje laten maken? Ik zie nu niet zo erg vreemd gedrag tussen 0 en 6, in elk geval geen afname van de oplosbaarheid. in dat gebied. Nogmaals, ik kan me slecht voorstellen dat het voor ons relevant is.

Jacques

Ik had geprobeerd om er een grafiekje van te maken maar echt handig in Excel ben ik niet.

Wat mij met name opviel is dat de toename van hoeveelheid koolzuur per  ºC in grammen keurig lineair is (een recht lijn) en die in volume (lees druk) niet.

Bij een stijging van de temperatuur van 1 naar 2 ºC neemt de hoeveelheid opgelost koolzuur in volume niet af. Met andere woorden de koolzuur blijft in het bier en zorgt in dit traject niet voor schuimvorming.

De temperatuur van het bier tijdens het bottelen is door mij niet gemeten. Waarschijnlijk zal dat door het overhevelen in mijn bottelvat en de omgevingstemperatuur boven de 2 ºC hebben gelegen. Op grond hiervan zou je toch enige schuimvorming mogen verwachten. Dat ik daar geen last van had kan zoals Adrie al suggereerde veroorzaakt zijn doordat het bier niet geheel verzadigd was met koolzuur. Zolang de temperatuur onder het verzadigingspunt van de opgeloste hoeveelheid koolzuur blijft, is de schuimvorming beperkt.

Jacques

Toch nog even geprobeerd en nu lukte het mij wel



In de grafiek zijn de verschillen te zien in de hoeveelheid koolzuur in volume bij een stijging van de temperatuur met 1 ºC.

Drents Hopbier

Citaat van: Jacques op 06-09-2008  09:40 u

In Kunze staan ook wat gegevens over oplosbaarheid van CO2 in water en bier. Het verschil is niet zo groot. Ik heb ze in excel gezet en er een grafiekje van gemaakt


Hopbier

Jacques

Als je kijkt naar de oplosbaarheid van koolzuur in grammen krijg je inderdaad een rechte lijn. Dat blijkt ook uit de data die ik gevonden heb.
Heel anders wordt het als je kijkt naar de oplosbaarheid in volume. Dan zie je vreemde schommelingen. In bier zal dat niet veel anders zijn dan in water.

Overigens wil ik iedereen bedanken voor het zo ijverig mee zoeken naar deze gegevens.

Edgar

Je bier kan alleen maar verzadigen met koolzuur op temperaturen waarop de gist actief is. Op 2°C is je bier dus per definitie niet verzadigd met koolzuur tenzij je met de koolzuurfles aan de gang gaat of onder druk lagert. Waarschijnlijk op 4° ook niet, tenzij je met een koppige ondergister te doen hebt.

Dat verschil tussen oplosbaarheid in g/l en g/g loopt kennelijk helemaal synchroon met de knik in het volumeverloop van afkoelend water. Niet erg verassend, behalve dan dat die knik op zich  (het uitzetten van water tussen de 4° en de 0°C) wonderlijk blijft.

De laatste grafiek kan ik niet volgen trouwens. Wat geeft die nu precies weer?

Jacques

Het lijkt er dus een beetje op dat als je het bier extreem ver koelt bijvoorbeeld tot -1 ºC je geen schuimproblemen hebt bij het bottelen. Een bevestiging van het hetgeen ik ervaren heb.

Welke grafiek snap je niet? De grafiek van Hans geeft hetzelfde beeld als die ik gevonden heb. Als je uitgaat van opgeloste grammen koolzuur in een bepaald volume water krijg je een lineaire relatie te zien bij een stijging van de temperatuur.

Edgar

Citaat van: Jacques op 07-09-2008  00:19 uHet lijkt er dus een beetje op dat als je het bier extreem ver koelt bijvoorbeeld tot -1 ºC je geen schuimproblemen hebt bij het bottelen. Een bevestiging van het hetgeen ik ervaren heb.

En bij 2°C ook niet. En als je hebt gelagerd op 15°, dan bij 10° ook niet. Natuurlijk spelen de 'gladheid' van de slang en aansluitingen ook een rol.

Citaat van: Jacques op 07-09-2008  00:19 uWelke grafiek snap je niet? De grafiek van Hans geeft hetzelfde beeld als die ik gevonden heb. Als je uitgaat van opgeloste grammen koolzuur in een bepaald volume water krijg je een lineaire relatie te zien bij een stijging van de temperatuur.

Jouw laatste. De donkerblauwe lijn is allesbehalve lineair. Is dat een afgeleide van het volume van water bij afkoeling/opwarming rond 4°C?

William

Citaat van: Jacques op 07-09-2008  00:19 uHet lijkt er dus een beetje op dat als je het bier extreem ver koelt bijvoorbeeld tot -1 ºC je geen schuimproblemen hebt bij het bottelen. Een bevestiging van het hetgeen ik ervaren heb.

Voor schuimvorming zijn twee dingen noodzakelijk:
1 - het CO2 moet oververzadigd zijn en 2 - er moeten kiemen gevormd kunnen worden.

ad1: Oververzadiging = (concentratie opgelost CO2 / concentratie oplosbaar CO2 ). Bij lager wordende temperatuur en geen koolzuurproductie tijdens afkoeling zal de oververzadiging afnemen omdat de hoeveelheid opgelost koolzuur constant blijft maar de maximale oplosbaarheid toeneemt. Dit is een andere manier om te zeggen wat Edgar aangaf. Minder oververzadiging is minder heftige schuimvorming, dus ook minder schuimvorming.

ad2: Om gasbellen te vormen moeten er kiemen (katalytische onzuiverheden) aanwezig zijn die affiniteit met het gas hebben. Het kan zijn dat bepaalde oppervlakken bij dalen van de temperatuur een andere oppervlaktestructuur krijgen en daardoor minder katalytisch werken. Daarnaast zal bij lagere temperatuur waarschijnlijk ook een gedeelte van deze onzuiverheden uitzakken.

Tags:

Zoeken met Google op deze site.
Brouwspullen zijn ook te koop via Bol.com.
Als je iets bestelt bij Bol.com (ook andere zaken dan brouwspullen) via deze link steun je het forum.


Het boek van de beheerder van deze site.