Topic: SG berekenen/alcoholgehalte

[Jacques]

Dan nog is het verwaarloosbaar...

Het ligt er aan hoe je werkt. Tap je de af af of laat je die zittten.
http://www.cara-online.com/blog/understanding-and-controlling-yeast-growth-in-the-brewery/

[hansHalberstadt]

Je hebt dan minder groei aan gistcellen en meer verdamping door het het hogere alcoholgehalte en het feit dat de vergisting langer duurt.

Dat zal best. Maar de vertaalslag naar nauwkeurigheid van je berekening zul je dan wel met getallen moeten onderbouwen om jouw constatering hard te kunnen maken. als er 2 x zoveel alcohol verdampt, maar er is ook 2 x zoveel alcohol dan heb je nog steeds hetzelfde effect als bij minder alcohol. hoeveel de invloed is van gist op het alcoholpercentage is mij ook niet duidelijk.   

[Koen S]

Is het 2e en 3e cijfer na de komma echt belangrijk voor een hobbybrouwer? Ik vrees dat dit het zoveelste topic van kommaneukerij aan het worden is.

[mbroek]

Kun je dat eens uitleggen?

Uitleggen is een groot woord (voor mij), maar deze formule houdt rekening met de zwaarte van het bier. Vooral bij zwaardere bieren levert dit geen geneuzel achter de komma op, maar uiteindelijk ook er voor.
 
return (76.08 * (og-fg) / (1.775-og)) * (fg / 0.794); // Daniels

[hansHalberstadt]

Is het 2e en 3e cijfer na de komma echt belangrijk voor een hobbybrouwer? Ik vrees dat dit het zoveelste topic van kommaneukerij aan het worden is.

Het is een illusie om te denken da je het tot 3 cijfers achter de komma kunt berekenen. het alcoholpercentage is namelijk van een aantal factoren afhankelijk die kunnen varieren over de diverse batches: hoeveelheid gevormde gist, al of niet belucht, eiwitpercentage wort etc.
Die factor 0.134 is dus een gemiddelde, kan dus voor een individueel brouwsel best ergens tussen 0.13 en 0.14 liggen.
   

Nee dus, niet belangrijk en ook niet haalbaar.

[hansHalberstadt]

Uitleggen is een groot woord (voor mij), maar deze formule houdt rekening met de zwaarte van het bier. Vooral bij zwaardere bieren levert dit geen geneuzel achter de komma op, maar uiteindelijk ook er voor.
 
return (76.08 * (og-fg) / (1.775-og)) * (fg / 0.794); // Daniels

Deze getallen even in een berekening gestopt en vergeleken met mijn eigen rekendemo.
in mijn rekendemo wordt ook bottelsuiker meegenomen dus begin SG, eind SG in het gebottelde flesje.

De basis is uiteindelijk de omzetting van wortsuikers in alcohol via omzettingsfactor (ca 0.484) en overblijvende restsuikers. Daarom zie ik eigenlijk niet waarom deze omzetting minder nauwkeurig voorspelbaar plaats zou vinden voor zware bieren.

[mbroek]

Voor mijzelf gebruik ik nu deze formule om het FG voor het bottelen te berekenen.
De grootste verschillen ga je zie voor bier boven de 9%.

Zoals Jacques ook al aangeeft, de omzetting is niet lineair. Probeer het maar eens met een og van 1.097 en een FG van 1.011

BrouwHulp met berekend dan 11,2% en de Daniels formule geeft 12,3%. Ik vind dat nogal een verschil. Maar, met gemiddelde bieren (5 tot 8%) is het verschil minimaal. Wat is nu juist?


Nog wat informatie:

Alternate Formula:

A more complex equation which attempts to provide greater accuracy at higher gravities is:

ABV=76.08×(og−fg)1.775−og×fg0.794

This comes from Balling’s famous formula, where the Original Extract and Real Extract values have been converted using the simple Plato to SG equation, giving Alcohol by Weight. This is then converted to Alcohol by Volume multiplying by the ratio of Final Gravity to Density of Ethanol.

The alternate equation reports a higher ABV for higher gravity beers. This equation is just a different take on it. Scientists rarely agree when it comes to equations. There will probably be another equation for ABV down the road.

The complex formula, and variations on it come from:

    Ritchie Products Ltd, (Zymurgy, Summer 1995, vol. 18, no. 2)
    Michael L. Hall’s article Brew by the Numbers: Add Up What’s in Your Beer, and Designing Great Beers by Daniels.

Source:

    http://www.brewersfriend.com/2011/06/16/alcohol-by-volume-calculator-updated/

[hansHalberstadt]

Voor mijzelf gebruik ik nu deze formule om het FG voor het bottelen te berekenen.
De grootste verschillen ga je zie voor bier boven de 9%.

Zoals Jacques ook al aangeeft, de omzetting is niet lineair. Probeer het maar eens met een og van 1.097 en een FG van 1.011

BrouwHulp met berekend dan 11,2% en de Daniels formule geeft 12,3%. Ik vind dat nogal een verschil. Maar, met gemiddelde bieren (5 tot 8%) is het verschil minimaal. Wat is nu juist?


Nog wat informatie:

Alternate Formula:

A more complex equation which attempts to provide greater accuracy at higher gravities is:

ABV=76.08×(og−fg)1.775−og×fg0.794

This comes from Balling’s famous formula, where the Original Extract and Real Extract values have been converted using the simple Plato to SG equation, giving Alcohol by Weight. This is then converted to Alcohol by Volume multiplying by the ratio of Final Gravity to Density of Ethanol.

The alternate equation reports a higher ABV for higher gravity beers. This equation is just a different take on it. Scientists rarely agree when it comes to equations. There will probably be another equation for ABV down the road.

The complex formula, and variations on it come from:

    Ritchie Products Ltd, (Zymurgy, Summer 1995, vol. 18, no. 2)
    Michael L. Hall’s article Brew by the Numbers: Add Up What’s in Your Beer, and Designing Great Beers by Daniels.

Source:

    http://www.brewersfriend.com/2011/06/16/alcohol-by-volume-calculator-updated/

Met mijn bierrekentool kom ik dan voor 1097->1011 zonder bottelsuiker op 11.4 vol%.
per 10 liter wordt er dan 2450 g suiker en 127 g eiwit omgezet tot 897 g ethanol, 596 g restsuiker, 114 g eiwit en 10 g overig onvergistbaar.

2450 g suiker - 596 g restsuiker = 1854 g vergistbare suiker en daaruit ontstaat 1854 g x 0.484 =897 g alcohol volgens balling.
je hebt dan dus per 10 liter wort: 2450 g suiker+127g eiwit en dat geeft SG=1097
Dat geeft 10 liter bier met : 897 g alcohol, 596g restsuiker en 114 g eiwit en dat levert SG=1011 en 11.36 vol% alcohol.
Dat is feitelijk alle theorie die ik gebruik. Waarom Daniels dan op een hoger alcoholpercentage komt weet ik niet. De omzetting van suiker in alcohol verloopt volgens een vaste omzetting en kan alleen maar minder worden als er gist wordt opgebouwd als daar een deel van de suiker voor wordt gebruikt, of als er deels aerobe gisting plaatsvindt wordt het ook minder maar nooit (bijna een procent) meer zoals bij Daniels. Ik ben dus geneigd te concluderen dat zijn formule niet klopt.

[chthon]

Wanneer suiker wordt omgezet in alcohol dan krimpt het totale volume:

• door de vermindering van de suiker
• doordat een mengsel van alcohol en water een kleiner volume heeft

https://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_by_volume#/media/File:Excess_Volume_Mixture_of_Ethanol_and_Water.png

[hansHalberstadt]

Wanneer suiker wordt omgezet in alcohol dan krimpt het totale volume:

• door de vermindering van de suiker
• doordat een mengsel van alcohol en water een kleiner volume heeft

https://en.wikipedia.org/wiki/Alcohol_by_volume#/media/File:Excess_Volume_Mixture_of_Ethanol_and_Water.png

klopt, dat zit bij mij al verwerkt in de Sg berekeningen waarbij alcohol water mengsel ca 7.5% van het alcoholvolume krimpt en suiker ca 4.5% van het suikervolume. 

[MaJa]

Uitleggen is een groot woord (voor mij), maar deze formule houd rekening met de zwaarte van het bier. Vooral bij zwaardere bieren levert dit geen geneuzel achter de komma op, maar uiteindelijk ook er voor.
 
return (76.08 * (og-fg) / (1.775-og)) * (fg / 0.794); // Daniels

Bekijk hier het filmpje.

[MaJa]

alee hier

[Jacques]

Leuk filmpje.
Het laat één van de redenen zien dat de gebruikelijke formule niet altijd adequaat is.

Verder is ook de gistgroei van belang zoals ik eerder schreef. Bij een zwaar bier worden er meer gistcellen gevormd als je start met weinig gist. Bij veel Belgische bieren wordt dit gedaan om zo meer esters en hogere alcoholen te krijgen, hetgeen past in het smaakprofiel van Belgische bieren.

Het spreekt voor zich dat als er meer gistcellen gevormd worden dat een gedeelte van de suikers en ook eiwitten/aminozuren hiervoor gebruikt worden. Een hele tijd geleden heb ik daarover een artikel gelezen, maar dat artikel krijg ik niet teruggevonden.

[Oscar]

Met mijn bierrekentool kom ik dan voor 1097->1011 zonder bottelsuiker op 11.4 vol%.

BrouwVisie komt dan op 11,6 uit...

[mbroek]

BrouwVisie komt dan op 11,6 uit...

Maar ook nog een stuk lager dan de Daniels formule die 12,3 geeft.

11.6 zonder bottelsuiker toch zeker?

[hansHalberstadt]

BrouwVisie komt dan op 11,6 uit...

Lijkt mij prima

[Jacques]

Maar ook nog een stuk lager dan de Daniels formule die 12,3 geeft.

Als je kijkt naar het filmpje dan kom je wat hoger uit als er rekening gehouden wordt met de krimp door de gevormde alcohol. Via een gaschromatograaf is dit gecontroleerd.

[Jacques]

Ik voeg dit topic samen met het topic dat gaat over het alcoholgehalte berekenen.

[hansHalberstadt]

Het effect van alcoholkrimp en suikerkrimp in oplossing zit bij mij al in de software en verklaart daarom niet een hoger alcoholpercentage.
2e suggestie waardoor zwaar bier een hoger alcoholpercentage zou hebben dan de 0.13 factor voorspelt zou dan moeten komen doordat suiker omgezet wordt in alcohol en er daardoor volume verdwijnt.
Als ik dat doorreken kom ik op het volgende:
dichtheid van suiker=1.55 g/ml puur
dichtheid van alcohol=0.789 g/ml puur

Suiker wordt omgezet in alcohol met een omzetfactor van 0.484 volgens Balling rekening houdend met gistvorming etc.
Dat betekent dat 1 kg suiker (1/1.55 = 654 ml) omgezet wordt in 484 g alcohol en dat is 484/0.789=613 ml.
Een bier van 10% alcohol wordt gemaakt van ca 2585 g moutsuiker wat dan 1630 g vergistbare moutsuiker levert per 10 liter wort
en daarmee ontstaat 770 g alcohol.
1630 g moutsuiker heeft een volume van 1630/1.55 = 1052 ml
770 g alcohol heeft een volume van 770/0.789 = 976 ml tijdens de gisting zou het volume daardoor 1050-976 = 74 ml afnemen door krimp. blijft dus over 10000-74 = 9926 ml.
Als we nu eens kijken naar een oplossing van 10% alcohol dan is dat 789 ml alcohol op 10000 ml vloeistof.
Als je nu het volume laat afnemen met 74 ml dan kom je op 10.07 vol% alcohol.
Dus door de volumekrimp krijg je een toename van 0.07 vol% alcohol en dat is een verwaarloosbaar effect.

Mijn conclusie is dus dat volumekrimp niet kan verklaren waarom Daniels zoveel hoger zit dan de rekendemo, BrouwVisie en bouwhulp. Lijkt dus nog steeds erop dan Daniels formule iets niet klopt.

[hansHalberstadt]

Leuk filmpje.
Het laat één van de redenen zien dat de gebruikelijke formule niet altijd adequaat is.

Verder is ook de gistgroei van belang zoals ik eerder schreef. Bij een zwaar bier worden er meer gistcellen gevormd als je start met weinig gist. Bij veel Belgische bieren wordt dit gedaan om zo meer esters en hogere alcoholen te krijgen, hetgeen past in het smaakprofiel van Belgische bieren.

Het spreekt voor zich dat als er meer gistcellen gevormd worden dat een gedeelte van de suikers en ook eiwitten/aminozuren hiervoor gebruikt worden. Een hele tijd geleden heb ik daarover een artikel gelezen, maar dat artikel krijg ik niet teruggevonden.

Dus dan zou je juist een lager alcoholpercentage krijgen, maar de formule van Daniels geeft juist een hoger alcoholpercentage.

[hansHalberstadt]

Volgens mijn rekendemo krijg ik de volgende factor:
(1106.28-1027.84)/10.45=0.1322
(1040.32-1010.17)/3.92=0.130
Dus voor zware bieren is de factor iets hoger, maar niet heel veel verschil.
Dit geldt voor geen bottelsuiker.

[hansHalberstadt]

Als ik dat doorreken kom ik op het volgende:
dichtheid van suiker=1.55 g/ml puur
dichtheid van alcohol=0.789 g/ml puur

Suiker wordt omgezet in alcohol met een omzetfactor van 0.484 volgens Balling rekening houdend met gistvorming etc.
Dat betekent dat 1 kg suiker (1/1.55 = 654 ml) omgezet wordt in 484 g alcohol en dat is 484/0.789=613 ml.
Een bier van 10% alcohol wordt gemaakt van ca 2585 g moutsuiker wat dan 1630 g vergistbare moutsuiker levert per 10 liter wort
en daarmee ontstaat 770 g alcohol.
1630 g moutsuiker heeft een volume van 1630/1.55 = 1052 ml
770 g alcohol heeft een volume van 770/0.789 = 976 ml tijdens de gisting zou het volume daardoor 1050-976 = 74 ml afnemen door krimp. blijft dus over 10000-74 = 9926 ml.
Als we nu eens kijken naar een oplossing van 10% alcohol dan is dat 789 ml alcohol op 10000 ml vloeistof.
Als je nu het volume laat afnemen met 74 ml dan kom je op 10.07 vol% alcohol.
Dus door de volumekrimp krijg je een toename van 0.07 vol% alcohol en dat is een verwaarloosbaar effect.

De theoretische omzetting van suiker in alcohol volgens de reactievergelijking gaat volgens een factor 0.511.
met die factor krijg je dat 1 kg suiker (1/1.55 = 654 ml) omgezet wordt in 511 g alcohol en dat is 511/0.789 = 647 ml. Dus in dat geval is het verschil nog kleiner, nl maar 7 ml krimp per kg vergiste suiker. De opbouw van gistcellen levert de lagere factor 0.484, maar de suiker gaat natuurlijk niet verloren en wordt omgezet in weer een volume, maar dan van andere stoffen. Het stukje aereobe gisting levert water op. 1 mol suiker (180 gram=108/1.55 = 69.7 ml) levert dan 6 mol water (108g = 108 ml)  dus daardoor neemt het volume zelfs nog toe. (er wordt zuurstof toegevoegd van buiten) netto zal het volume dus eerder toenemen dan afnemen, maar ook dan zie je dat pas enkele decimalen na de komma, dus leuk om te weten hoe het zit, maar praktisch niet interessant.   

[hansHalberstadt]

Als je kijkt naar het filmpje dan kom je wat hoger uit als er rekening gehouden wordt met de krimp door de gevormde alcohol. Via een gaschromatograaf is dit gecontroleerd.

Dat klopt niet volgens mij omdat de effecten van krimp in ieder geval in mijn berekeningen al volledig zijn meegenomen. Ik denk dat Daniels gewoon zijn SG niet nauwkeurig genoeg heeft gemeten of een niet gekalibreerd instrument heeft gebruikt.

[mbroek]

Maar Hans, hebben die anderen die dit nagemeten hebben dan ook verkeerd gemeten?

In ieder geval, ik ben ook benieuwd naar de metingen van de Brand wedstrijd in mei. Over het algemeen zullen dit wel zware bieren zijn. Mooi om te vergelijken met de "thuis" metingen met behulp van veel gebruikte brouwsoftware.

Het voorbeeld wat ik noemde staat hier, als iemand dit nauwkeurig kan meten zou dat mooi zijn.

[hansHalberstadt]

Maar Hans, hebben die anderen die dit nagemeten hebben dan ook verkeerd gemeten?

In ieder geval, ik ben ook benieuwd naar de metingen van de Brand wedstrijd in mei. Over het algemeen zullen dit wel zware bieren zijn. Mooi om te vergelijken met de "thuis" metingen met behulp van veel gebruikte brouwsoftware.

Het voorbeeld wat ik noemde staat hier, als iemand dit nauwkeurig kan meten zou dat mooi zijn.

Zijn er verslagen of links naar metingen die anderen hebben gedaan zoals jij aangeeft? Of hebben die toevallig extra suiker bij de gisting toegevoegd en het begin SG genomen zonder extra suiker?
 
Ja zeker heel interessant om die Brand bieren mee te nemen. Als die metingen dan een nauwkeurig eind SG en alcohol geven (inclusief bottelsuiker dus) dan kun je mbt het begin SG goed de verificatie doen. Alleen moet je dan wel heel goed eventuele extra suiker tijdens de gisting meenemen en effect van verdunning van je wort door giststarters, anders heb je snel een vertekend beeld.
   

Punt wat ik vooral wilde maken is dat je nooit meer alcohol kunt maken dan de theoretische omzetting van suiker. Dan kom je op een lagere waarde dan die van Daniels dus waarhaal je dan die extra alcohol vandaan?  Alle aanvullende verklaringen mbt volumekrimp kunnen niet verklaren waarom hij dan hogere waarde krijgt omdat die of al mee zijn genomen of onvoldoende invloed kunnen hebben.