Topic: SG berekenen/alcoholgehalte

[armand_115]

Ik ben voor mijn profielwerkstuk ook bezig met het bepalen van de alcoholpercentage met behulp van het soortelijk gewicht. Dat is allemaal wel te doen maar als ik de formule geef eind SG - begin SG * 0.136 = alcoholpercnetage vind mijn docent dat niet voldoende. Ik zou graag willen weten wat die 0.136  precies inhoud. Ik hoop dat iemand mij kan helpen. Alvast bedankt

[oranjeboombiertje]

Dat is een vaste factor die altijd het alcoho percentage aangeeft als het vermenigvuldigd wordt met het verschil in s.g. Iemand heeft ongetwijfeld een keer veel moeite gedaan om deze factor te berekenen, Ik weet niet wie en wanneer. Maar het is dus een vaste waarde die altijd nodig is in deze formule.

 
Wesley

[Oscar]

Maar het is dus een vaste waarde die altijd nodig is in deze formule.

  Dit is geen vaste waarde, het is een goed gemiddelde van diverse waarden die ooit eens bepaald zijn.
In principe is er voor ieder begin SG een andere waarde. Maar aangezien het alcoholpercentage toch en grove schatting blijft voldoet deze waarde prima.

Zie deze post

[oranjeboombiertje]

Ok, dit wist ik niet. Ik dacht dat het voor elk s.g. hetzelfde geldt. 

 
Wesley

[armand_115]

Heeft iemand enig idee hoe men aan deze waarde is gekomen? Want wat is nou precies die 0,136.
Dit moet onze docent weten anders gaat ze niet akkoord. 

Alvast  ...

[Oscar]

Die waarde is in het verleden analytisch bepaald neem ik aan. Dit zal wellicht iets met een volume correctie te maken hebben. Indien je suiker in een vloeistof oplost neemt het volume toe, bij de vergisting wordt er koolzuur gevormd die de oplossing deels zal verlaten de gevormde alcohol blijft in oplossing. Je kunt je voorstellen dat het volume hierdoor iets zal dalen, Dus naarmate je een hoger begin SG hebt zal het uiteindelijke volume van je wort meer afnemen. Je moet hier denken aan enkele milliliters.

Met wat zoek werk naar wat getallen en fysische constanten kun je hier in een Excel sheet heel leuk aan rekenen, misschien dat je dan deze factor kunt achterhalen. 

[Johannes]

Dit moet onze docent weten anders gaat ze niet akkoord. 

Stuur dan je docente de link van dit topic door, dan kan ze deze doorlezen. Dat heb jij kennelijk niet gedaan, want dan had je het antwoord inmiddels geweten.

[Oscar]

Kennelijk kan deze docent wel een opfris lesje bier chemie gebruiken 

[hansHalberstadt]

Omdat ook ik onvoldoende kon achterhalen over die factor 0.131 of zoiets ben ik zelf gaan rekenen. Waar het op neer komt is dat je eerst moet berekenen wat er in je wort en bier zit wat voor de berekening van belang is. Dat is voor het wort:vergistbare en onvergistbare suiker en eiwit. Voor het bier is dat: alcohol, onvergistbare suiker, eiwit en nog wat reststoffen zoals glycerol etc. De vergistbare suiker wordt omgezet in alcohol (factor 0.484 (gewicht) volgens Balling) er zit aan eiwit enkele procenten in wort en ca 0.5% in bier. Alles tezamen levert dat voor elke stof een bijdrage aan het SG. Je kunt dan begin en eind SG uitrekenen en het verband met het alcoholpercentage.
Die berekening zal ik in maart 2007 op de gildesavond van Triple-W uit Nijmegen presenteren.

HansH

[hansHalberstadt]

ps
Nog iets vergeten. De brouwomstandigheden variëren, zeker voor de amateurbrouwer, aanzienlijk. Daardoor is die factor 0.484 zeker aan variatie onderhevig. (Bijvoorbeeld als er meer of minder gist gevormd wordt omdat we steeds anders beluchten.) Ook het percentage aan vergistbare suiker tov alle suiker varieert door variaties in met maischproces, evenals variaties van het eiwitgehalte. Ik heb een poging gedaan om ook dat mee te nemen in de berekeningen. Al met al levert dat een fout op het berekende alcoholpercentage op van +/- ca 0.5% tov een "nominaal" bier volgens mijn berekeningen. Verder is het verband geen rechte lijn. Dat verklaart waarom de factor 0.131 varieert met het alcoholpercentage. Na maart zullen we wat artikelen hierover op onze triple-W site zetten.

Hans H

[Fernand]

Hallo jongens, even een kleine uitleg over die factor "136" voor de alcholberekening via SG begin en SG eind :

Alcohol % berekening voor bier

Er bestaan verschillende methodes om het alcohol % Vol te berekenen. Een zeer eenvoudige en goede benadering is nog steeds :

                    % Alcohol Vol. = 136 * ( SG begin – SG eind )        formule (1)


Waarbij SG wordt bepaald door een densiteit meting . Nemen we als voorbeeld:

SG begin = 1,070
SG eind = 1,020

Dit begin en eind SG geeft met formule (1) : Alcohol % Vol = 6,8 % Vol Alcohol.

Maar waar komt die factor 136 = F vandaan?
En hoe betrouwbaar is dat wel ?

Als vertrekpunt nemen we de wetmatigheid van de molecule massa’s van de alcoholische gisting waarbij 180 gram glucose suiker wordt omgezet in 92 gram alcohol. Zodat, tijdens de gisting, elke afname van het begin extract of stamwort (= gram extract per 100 gram wort) resulteerd in ongeveer 51% gew. Alcohol.

Deze afname van het stamwort en de bijbehorende vorming van alcohol kan men bepalen aan de hand van de vergistinggraad, zodat:


% Alcohol Vol = Stamwort * Werkelijke Vergistinggraad * 0,51 * SG begin        formule (2)
                                                       0, 789

Proefondervindelijk werd door Balling vastgesteld dat:

   Werkelijke vergistinggraad = 0,81 * Schijnbare vergistinggraad.

Schijnbare vergistinggraad = ( Platobegin – Plato eind ) / Platobegin

Zodat moet gelden dat  : formule (1) = formule (2) = % Alcohol Vol.


F *(SGb-SGe) = Platobegin*(Platobegin-Plato eind)*0,81*0,51 * SGbegin            formule (3)
                                    0,789 * ( Plato begin)

Het verband tussen Plato en SG kan worden benaderd als :

Plato = (SG -1)*1000 / 4, zodat formule (3) kan worden herleid tot :

F *( SGbegin - SGeind ) = (SGbegin - SGeind)*1000*0,81*0,51*SGbegin                
                                                              0,789 * 4
Dit geeft na wat vereenvoudiging :

   F = 1000 * 0,81 * 0,51 * SGbegin
                            0,789 * 4

Zodat onze factor F eigenlijk afhangt van het begin SG volgens:

      F = 131 * SGbegin

En formule (1) eigenlijk moet worden geschreven als :


      % Alcohol Vol. = F * ( SG begin – SG eind )           formule (1-bis)


In tabel vorm krijgen we aangepaste waarden voor F afhankelijk van het begin SG :

Begin SG   Factor F
1,100        144
1,090                143
1,080        141
1,070        140
1,060        139
1,050        137



De factor 136 uit formule (1) is dus afkomstig van (pils)-bieren uit de tijd van Balling die gebrouwen werden en worden met een stamwort van 12 °Plato of SG = 1,048.

Een kleine correctie naar boven met formule (1-bis) is misschien nuttig om weten tijdens het proeven van onze “dubbels” en “trippels” …

Conclusie

De eenvoudige formule (1) en (1-bis) voor het alcohol % Vol is een zeer goede benadering en steunt op de wetmatigheden van de alcoholische gisting en de praktische resultaten van Karl Balling voor de werkelijke en schijnbare vergistinggraad. Waarbij Balling ook rekening hield met het feit dat gist ongeveer 2-5 % van het extract verbruikt voor de opbouw van nieuwe gistcellen.


Vele groeten van de bierdoktor.

[Eduard]

Hallo Fernand. Bedankt voor je uitdiepende verklaring. Je zult ook zien dat de formule die Promash gebruikt hier ook rekening mee houdt, zie maar eens:

Promash gebruikt voor de berekening van het alcoholgehalte formules van American Society of Brewing Chemists (ASBC). De gebruikte methode heet de Beer-4b method. Wat deze inhoudt heb ik niet kunnen vinden.

Vol.% alcohol = 487 * (Begin SG - Eind SG) / (4750 - Begin SG)

[hansHalberstadt]

Hallo Ferdinand,

Jouw uitleg is denk ik een goede, prima werk, maar ik heb toch nog wel wat opmerkingen. Die omzetting van 180 gram suiker in 92 gram alcohol is de ideale omzetting volgens het boekje  met de chemische formules, echter Balling had nu juist aangetoond dat in werkelijkheid een deel van de suiker gebruikt wordt om gist te maken. Daardoor wordt niet 92 gram alcohol gevormd, maar slechts 87.1 gram (gemiddeld) dat scheelt dus zo'n 5 a 6%
Verder zijn alle formules wel duidelijk. (Ik neem aan dat ze kloppen) Ik ben nog een stapje verder gegaan en daardoor wat meer terug naar de basis van de SG berekening. Wat dan blijkt is dat het verband tussen alcoholpercentage en (begin SG-eind SG) wijzigt als je bijvoorbeeld meer of minder onvergistbare suikers in je wort hebt dan normaal, of als je meer of minder eiwit in je wort of bier hebt dan normaal. (0.5% eiwit draagt volgens mij ca 1.2 SG punt bij aan het SG) Wat dan blijkt is dat je een afwijking kan krijgen van meer dan een halve Vol% alcohol tov wat je zou verwachten.
Daaruit blijkt dan inderdaad dat het niet meer dan ruwe benaderingsformules zijn.

Hans.

[Fernand]

Hallo Hans,

Dat klopt als een bus en onze vriend Balling heeft dit effect opgenomen in die factor "0,81" :

Proefondervindelijk werd door Balling vastgesteld dat:

   Werkelijke vergistinggraad = 0,81 * Schijnbare vergistinggraad.

Misschien goed om weten: Balling werkte zo'n 150 jaar geleden voor de Duitse belastingen op bier en de Duitse Keizer was vooral geïnteresseerd om belastingen te innen op basis van het stamwort. Zodat Balling een formule moest vinden om dit stamwort te berekenen op basis van het gemeten werkelijk bierextract en alcohol gehalte. Vandaar zijn correctie van 2-5 % van het extract dat de gist verbruikte voor de opbouw van nieuwe gistcellen.

Maar wij als hobbybrouwers vertrekken natuurlijk vanuit de omgekeerde richting: wij kennen het stamwort en  zouden graag het alcohol % weten en ook het werkelijke eindextract (verantwoordelijk voor de body of mondgevoel), daarvoor heeft Balling die factor "0,81" bepaald.

En het blijft natuurlijk slechts een benadering...

Met schuimende groet, Fernand de bierdokter

[hansHalberstadt]

Hallo Fernand,

nog even terugkomend op die factor 0.81:
Werkelijke vergistinggraad = 0,81 * Schijnbare vergistinggraad.
Wat ik van de materie denk te begrijpen is dat die factor 0.81 komt vanwege het feit dat de aanwezige alcohol in het bier het SG verlaagt, waardoor je "schijnbaar"
minder suiker ziet dan er werkelijk is als je naar het SG kijkt en dat relateert aan suiker. Die 0.81 zegt dus iets over het verband alcohol:restsuiker. Dat in die factor 0.81 dus de correctie op de conversiefactor voor omzetting van vergistbare suiker in alcohol verwerkt is (0.51 ideaal, 0.48 in werkelijkheid) zie ik daarom nog niet helemaal.

groet,
Hans.

[Geert Van den Bergh]

In de vraagstelling merk ik op dat het s.g. begin 1122 (denk ik) is, dit lijkt me vrij hoog voor bierbereiding. Zou men de meter fout hebben afgelezen ?

Greetings,

Geert

[Fernand]

Hallo Hans,

De factor “0,81” van Balling voor de berekening van de werkelijke vergistinggraad is inderdaad voor het grootste gedeelte afkomstig van het alcohol effect op het gemeten eind SG. Maar deze praktische factor houdt ook rekening met het feit dat een klein gedeelte (2-5%) van het begin extract wordt verbruikt voor de productie van nieuwe gistcellen. En deze kleine vermindering van het extract levert geen alcohol maar wel extra gistcellen.

Tijdens een bierseminarie van Prof. G.Baetslé, docent emeritus brouwerijtechnologie Gent (april 2005 in brouwerij Huyghe te Melle) werd de betekenis van de 150 jaar oude formule van Balling verduidelijkt op basis van de reactie van de alcoholische gisting :

C₆H₁₂0₆  + gist  + aminozuren      geeft             2 C₂H₅OH  + 2 CO₂  + gist  + warmte  (1)
(Glucose)                                                           (ethanol)

Waarbij de alcoholische gisting verloopt volgens de scheikundige reactie van de omzetting van glucose naar ethanol ( 180 gr glucose geeft 92 gr ethanol en 88 gr koolzuurgas). En waarbij Balling experimenteel had vastgesteld dat ongeveer 2,0665 gram extract bij vergisting :

1       gram alcohol
0,11       gram gist
0,9565                  gram koolzuurgas

oplevert.

De alcoholische gisting en extract vermindering zijn natuurlijk verbonden met elkaar via de samenstelling van het “extract” dat volgens Prof. Narziss (Leerstoel Brouwerij Technologie Univ. Munchen ) de volgende gemiddelde samenstelling heeft:

Fructose en Glucose ( C6H1206 )           7  %      vergistbaar
Saccharose (=sucrose) ( C12H22011 )          3 %      vergistbaar
Maltose    ( C12H22011 )            42 %      vergistbaar
Maltotriose ( C18H32016 )            11 %      vergistbaar   
Dextrines (Glu-4 tot Glu-27)                   29 %      niet vergistbaar
Stikstof verbindingen                 5 %             niet vergistbaar
Smaak&bitterstoffen&mineralen               3 %          niet vergistbaar

De vergistbare “suikers” uit het extract worden eerst door de gist omgezet naar glucose, dat dan verder omgezet wordt in alcohol volgens (1)

Dus als er in bier A gram alcohol wordt gemeten, dan komt deze van 2,0665 * A gram extract. Als er bovendien E gram niet-vergist extract wordt gevonden dan komt dat van ( 2,0665 * A + E ) g begin extract.

Bij de bepaling van A en E door Balling werd er van 100 gram bier vertrokken waaruit de alcohol werd afgedestilleerd. Maar deze 100 gram bier komen van meer wort vermits Balling door filtratie de 0,11 gram gist had verwijderd en ook de CO₂. Zodat 100 gram bier werd bekomen vanuit ( 100 + 1,0665*A) gram wort.

Vandaar de Balling formule voor het stamwort ( die hij voor de Duitse belastingen had opgesteld ) :

Balling Stamwort = 100 ( 2,0665 * A + E ) / ( 100 + 1,0665 * A )

Balling had als doelstelling om het stamwort te bepalen aan de hand van experimenteel bepaalde waardes voor A en E (via destillatie en droog extract bepaling)

Op basis van dezelfde reeks metingen van A en E kwam Balling op de factor “0,81” om de schijnbare vergistinggraad om te zetten in de werkelijke vergistinggraad. Deze experimentele factor houdt dus rekening met het alcohol effect en het verbruik van het beginextract voor de opbouw van nieuwe gistcellen.

En laat ons niet vergeten : het werk van Balling is enkel te gebruiken als een goede “benadering” omdat we als hobbybrouwers niet beschikken over de analytische apparatuur om werkelijk extract E en alcohol gehalte A te meten. Wij vertrekken namelijk omgekeerd : wij kennen het stamwort en hadden graag het alcohol gehalte en het werkelijke eindextract.


schuimende groet van de bierdokter

[hansHalberstadt]

Brouwers,

Je kunt het alcoholpercentage van je bier ook schatten met de volgende methode:

1. Neem exact 100 ml bier van 20 gaden en meet de dichtheid.
2. Giet het bier in een pannetje en kook voorzichtig 15 minuten (tot je geen alcohol meer ruikt). Zorg dat je minimaal 50 ml overhoudt.
3. Koel snel au-bain marie af tot 20 graden en giet het ex-bier terug in de maatcylinder.
4. Vul aan met water van 20 graden tot exact 100 ml en meng goed.
5. Meet de dichtheid.
6. Het alcoholpercentage van je bier bereken je als volgt:

Vol.% alcohol = 0,717 * (SG na koken - SG voor koken).

Het spreekt voor zich dat deze methode alleen een betrouwbare schatting oplevert als je alle alcohol hebt verdampt, nauwkeurig werkt en de dichtheid nauwkeurig meet.

Groeten,

A3

Misschien wel oud, maar daarom niet minder interessant. Ik heb deze methode ook gebruikt en tevens dezelfde methode maar dan met refractometer.
Daar kwam het volgende uit:

Bier: Erdinger Dunkel, alc volgens Flesje=5.6 vol%

metingen:
SG meting gedaan via lab weegschaal 100g resolutie 10mg en 30ml afgesloten flesje via onderdompelen in vloeistof en meten opwaartse kracht. (demiwater, bier, gekookt bier)
eind SG 1010.5
eind SG na koken tot 1/2 volume en aanvullen tot volume 1017.1
Brix 6.8
Brix na koken tot 1/2 volume en aanvullen tot volume 4.8
Berekend alc via delta SG-> 0.717 x 6.6=4.73 vol%
Berekend alc via refractometer-> 2 x 3.333=6.67 vol%
berekende uitkomst via methode met alle 4 metingen:
alc vol%=5.32, eiwit% bier voor koken=113g/10L, eiwit% na koken=81g/10L

Conclusie die ik hieruit getrokken heb:
Methode via delta SG is zeer nauwkeurig, mits er geen eiwit neerslaat tijdens het koken.
Eiwit neerslag zorgt hier voor afwijking van ca -0.9vol% voor delta SG meting en +1.1 vol% voor delta Brix meting via refractometer.
 Ik zal nog meer metingen doen volgens dit principe.

groet,
Hans,

[Penners]

ik zie hier overal waarde van boven de 1000, mijn spindel geeft aan dat er bij mijn BrauEule brouwsel 125 gram suiker per liter in zit.  is dit om te rekenen of gebruik ik de verkeerde spindel. Hier staat ook al het potentieel alcoholpercentage op, ongeveer 6,5 %

[Edgar]

Ah, dan mist er een tabelletje op je hydrometer. Kan het zijn dat het een wijn- of stookhydrometer is? Je kunt het wel omrekenen hoor. Je SG is 1.048. Dat percentage slaat op een pure suikervergsting lijkt me.

[Eduard]

125 gram/liter is 12,5 °P (Plato) ofwel 12,5 % StaWü (Stammwürze/Stamwort) is ca (12,5 x 4) + 1000 = 1050 OG. Of dat bier van 6,5% alc wordt betwijfel ik, daar is het niet sterk genoeg voor. Je kunt overwegen om een andere 'bierspindel' aan te schaffen waarop voor Nederlandse hobbybrouwers courante waarden gedrukt staan. Al zou het allemaal wel relatief gemakkelijk om te rekenen moeten zijn.

[Penners]

Bdankt voor de uitleg, ik zal van de week nog eens zoeken want ik moet nog ergens een andere spindel hebben liggen.

[Kokkie]

Hallo,

Ik heb een vraag om het SG te berekenen na een late suiker toevoeging.
Ik weet namelijk niet hoe je het begin SG kan berekenen na de late suiker toevoeging. Net na het hoogte punt tijdens de hoofdvergisting.
Ik had een begin SG van 1.077 bij een volume van 19 liter in het gistvat. Het gewenst SG was 1.095.
Ik heb dan vervolgens net na de piek van de hoofdvergisting 1000 g kristalsuiker toegevoegd opgelost in 1 L water.
Voor het bottelen kwam ik op een SG van 1.008. Daarna heb ik 17.1 L gebotteld met 7,9 g bottelsuiker/ L.
Waar kom ik nu ongeveer uit met mijn alcoholpercentage?

[Jacques]

Kijk eens bij de cursus blikbrouwen op de wiki-site behorende bij dit forum. Daar heb ik een eenvoudig Excel-rekenblad neergezet waarmee je uit de voeten kunt.

[William]

Ik had een begin SG van 1.077 bij een volume van 19 liter in het gistvat. Het gewenst SG was 1.095.
Ik heb dan vervolgens net na de piek van de hoofdvergisting 1000 g kristalsuiker toegevoegd opgelost in 1 L water.
Voor het bottelen kwam ik op een SG van 1.008. Daarna heb ik 17.1 L gebotteld met 7,9gr bottelsuiker/ L.
Waar kom ik nu ongeveer uit met mijn alcoholpercentage?

Ik doe dat in Promash.

Je had 19 liter met een sg van 1.077 ofwel 18.7 Plato. Promash zegt dat ik dan 6 kg mout heb (efficientie van 80%)
Je voegt een kilo extra suiker toe met één liter water. Dat is 1.75 liter extra (heb ik toevallig gisteren hetzelfde gedaan en daarbij het volume gemeten van het suiker en water)
Dit geeft 20.75 liter met een sg van 1.089 (Promash).

Als deze tot 1.008 vergist heb je een vergistingsgraad van 90% en 10.8% alcohol (vol).
De bottelsuiker geeft nog zo'n 0.5% extra alcohol.

Heb je soms een Duvel kloon gebrouwen?