Hilfe zur Interpretarion der Werte nach Ca(OH)2-Enthärtung

[Pfaffenbrauer]

Hallo Brau-Profis

Mein Wasser ist recht hart (Link zu den Details unten). Selbst gemessen habe ich eine KH von 12.25°dH. Die RA liegt dann gemäss MMuM-Rechner bei etwa 10°dH. In meinen hellen Bieren machte sich jeweils eine unangenehm-kratzige Bittere bemerkbar. Schwarzbier wird toll, aber immer nur das brauen, will ich auch nicht.

In einem Brauwasserkurs wurde mir bei diesen Werten zur Enthärtung mit Ca(OH)2 geraten. Das Bier wird dadurch tatsächlich spürbar besser (auch die Jod-Proben werden viel schöner und die Hauprgärung läuft schneller und zu einem tieferen EVG). das alles nehme ich als Bestätigung, dass ich auf gutem Wege bin … Aber bei der richtigen Dosierung komme ich mit den bei mir beobachteten Werten nicht wirklich klar. Je mehr ich mich mit dem Thema beschäftige (und ich habe inzwischen buchstäblich tagelang mit Lesen, Rechen und Messen verbracht), umso weniger verstehe ich, was meine Beobachtungen wirklich bedeuten sollen …

Dabei ist mein grosser Knackpunkt das Thema der Überkalkung. Aus dem Brauwasserkurs habe ich folgende Dosierungswerte für Ca(OH)2 mitbekommen (NB: Für die Eingabe in den MMuM-Rechner teile ich mein Ca(OH)2-Gewicht jeweils durch 1.32, um die entsprechende Menge CaO zu erhalten):
Um die Karbonathärte um 10°dH zu senken, soll man pro 10l 1.32g Ca(OH)2 zugeben. Zudem wurde uns folgende Warnung mitgegeben: «Bei richtiger Dosierung liegt der pH Wert bei 7. Bei einer Überdosierung weit darüber.»

Zu dieser Warnung stellt sich mir bereits die erste Frage: Kann der Massstab wirklich ein pH-Wert von 7 sein? Mein Leitungswasser liegt davor schon leicht darüber. D.h. der pH-Wert müsste durch die Entkalkung sinken, bei einem Wasser mit z.B. 6.8 steigen. Das passt doch gar nicht … ??!!

Mein Ziel ist nicht unbedingt, eine RA von 0 zu erreichen. Durch Rumprobieren mit dem MMuM-Rechner habe ich für eine RA von knapp 4 ausgerechnet, dass ich 1.12g Ca(OH)2/10l Wasser brauche. Das liegt ja noch weiter unter dem Wert aus meinem Wasserkurs und auch MMuM warnt nicht vor Überkalkung. Trotzdem steigt mein pH-Wert von (selbst gemessenen) 7.0 vor der Enthärtung auf 7.8 nach der Enthärtung. Und das, obwohl ich ja noch nicht «extrem» entkalke.

Gleichzeitig habe ich meinen Maische-pH beobachtet. Am Ende des Maischens lag der bei einer Schüttung aus etwas über 90% Pilsner- und ein wenig Weizen-Malz (ein Kölsch-Rezept) noch bei 6.0. Wenn ich die ganzen Zusammenhänge richtig verstanden habe, heisst das, dass ich ruhig noch ein wenig mehr entkalken könnte, denn ich sollte ja um die 5.5 erreichen.

Nun habe ich die Situation, in dem die pH-Messung im Brau-Wasser bereits in Richtung Überkalkung weist, aber der Maische-pH mir sagt, ich sollte noch etwas mehr entkalken. Da das wenig Sinn macht, gehe ich davon aus, dass ich irgendwo auf dem Schlauch stehe und bin froh um Hinweise von Euch, was ich falsch sehe.

Mein Ziel ist es, für vier Rezepte, die ich regelmässig brauen will, durch Ausprobieren den jeweils optimalen Entkalkungsgrad zu ermitteln. Beim Schwarzbier hat das bereits recht gut geklappt (Maische-pH mit obiger Entkalkung bei 5.7), doch bei meinem (Nicht-)Kölsch sehe ich aus den beschriebenen Gründen bereits den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr.

Danke für Eure Tipps
Stefan

PS 1: meine Wasserwerte (runterscrollen!): http://wasserqualitaet.svgw.ch/index.ph ... er]=Wqarea
PS 2: Wie kann man Hyperlinks in den Text einfügen, um solche Link-Monster zu verhindern?

Edit: Vergessenen KH-Wert ergänzt. Danke für den Hinweis, Tyrion.

[Tyrion]

Hab ichs übersehen, oder findet sich in deiner Wasseranalyse keine Angabe zur Carbonathärte oder Säurekapazität ?
Wie rechnest du denn die Ra deines Leitungswassers aus ?

[Pfaffenbrauer]

Sorry, das hab ich vergessen: Ja, die fehlt tatsächlich. Ich habe mit einem Aquaristik-Set 12.25°dH gemessen.
Ich ergänze das gleich oben auch noch.

[El Gordo]

Nur mit Ca(OH)2 wirst du nicht eine RA 0° hinbekommen.
Da musst Du noch aufsalzen oder mit Milchsäure ran. Sonst ist das eine mords Gratwanderung, bei der Du immer kurz vor dem stark alkalischen Bereich oder drüber bist.
Machst Du Split Treatment? Dann wird es richtig kompliziert. Wenn Du nämlich das Magnesium als Hydroxid ausfällst, verbrauchst Du zwei Äquivalente Ca(OH)2 und dann wird die Rechnung richtig ungenau.

Ich habe hier lange Zeit alle möglichen Wasseraufbereitungsratschläge verteilt, aber ich habe da mittlwereile eine ganz andere Meinung.
Man kauft sich für ca 70 Euro ein Osmoseanlage und hat ein für allemal das Thema erledigt.
Bisschen verschneiden und/oder aufsalzen und fertig.
Wasser ist der Hauptbestandteil des Bieres und das sollte einem diese Investition schon wert sein.

Stefan

[Pfaffenbrauer]

Nein, ich mache kein Spilt Treatment, da ich (irgendwo?) gelesen habe, dass mein Magnesium-Wert gerade noch akzeptabel ist.

Und wie gesagt: Ich will keine RA von 0°. Es geht mir nicht darum, mit harten Leitungswasser trotzdem ein perfektes Pils zu brauen, aber das Kratzig-bittere war halt doch störend.

Vom Osmosefilter hält mich nicht der Preis ab, sondern die Tatsache, dass ich für 100l Brauwasser 3-400l Wasser wegschütte.

[Tyrion]

Wie siehts denn mit Milchsäure aus ?
Bisher hab ich nur gelesen, dass du die RA absenken willst, aber ohne ansäuern wirst du deinen gewünschten pH 5,5 beim Kölsch nicht erreichen, das geht selbst mit einer RA 0 nicht.

Deine kratzige Bittere könnte durchaus eine Nebenwirkung von zu hohen Magnesiumwerten sein, eventuell wäre das mit dem split treatment doch mal einen Versuch wert. Ist eigentlich auch nicht kompizierter als das normale Verfahren und ein pH-Meter, das ich zur Kontrolle dringend empfehlen würde, scheinst du ja zu haben.

Gruss
Matthias

[Pfaffenbrauer]

Ich habe das so verstanden, dass bei einer passenden RA der Maische-pH durch das Malz erreicht wird. Warum braucht es Ca(OH)2 und Milchsäure? Da verstehe ich offensichtlich noch was nicht.

Ja, ein pH-Meter habe ich. Aber wie genau setze ich das denn nun zur Kontrolle ein? Mein pH-Wert steigt ja jetzt schon, obwohl ich noch nicht wahnsinnig viel Ca(OH)2 zugebe. Oder ist eine Steigerung von 7.0 auf 7.8 noch i.O.? Und wenn ja, wo ist denn da die Grenze? Welcher pH zeigt mir eine Überkalkung an?

Gruss
Stefan

[El Gordo]

Vom Osmosefilter hält mich nicht der Preis ab, sondern die Tatsache, dass ich für 100l Brauwasser 3-400l Wasser wegschütte.

Rechne mal nach was das kostet. Das ist ein Witz.
Und den Abwasserkanälen tut es auch gut, die muss man regelmäßig spülen, weil immer weniger Wasser verbraucht wird.
In Kalifornien oder anderen Länder mit Wassermangel ist das dagegen natürlich ein Problem, aber sicher nicht bei uns.

Stefan

[Tyrion]

Warum eine RA 0 nicht unbedingt einen wünschenswerten Maisch-pH ergibt:

6. pH-Wert der Maische

Die Restalkalität ist eine enorm wichtige Größe, um die Beschaffenheit und die Pufferwirkung des Brauwassers zu charakterisieren. Die Restalkalität hat jedoch nur einen relativen Einfluss auf den pH-Wert der Maische. Was uns Brauer eigentlich interessiert, ist der absolute pH-Wert der Maische, also jener pH-Wert der sich nach Einmischen des Malzes in das Brauwasser ergibt. Der optimale Maisch-pH liegt zwischen 5,3 und 5,5 bei enzymstarken Maischen und zwischen 5,4-5,6 bei enzymschwächeren Maischen (hier muss die α-Amylase etwas gepeppelt werden, die ihr pH-Optimum bei ca. 5,6 hat). Malz enthält eine Vielzahl schwacher Säuren. Bei dunklen, höher abgedarrten Malzen ist der Säuregehalt oft höher als bei hellen Malzen, wobei es jedoch eine Reihe an Ausnahmen gibt. Kai Troester hat hierzu mit zahlreichen Basis- und Spezialmalzen experimentiert (Quelle: Kai Troester 2009). Er fand, dass Pilsner Malz (3,5 EBC) den pH-Wert in destilliertem Wasser (Restalkalität = 0 mmol/l) auf 5,7-5,8 und Münchner Malz I (15 EBC) auf 5,3 senkt. Das etwas dunklere Münchner Malz II (25 EBC) hingegen senkte den pH nur auf 5.4. Röstmalze enthalten zwar viele Säuren, die Menge an Säure scheint jedoch in keinem Verhältniss zu ihrer Farbkraft zu stehen. So resultierte eine Mischung aus 92% Pilsner Malz (3,5 EBC) und 8% Carafa® I (900 EBC) in einem Maische pH von 5,6 (Farbe der Schüttung: 71 EBC!). Karamellmalze hingegen zeigten relativ zu ihrer Farbe eine deutlich höhere Azidität. Bei einer Schüttung aus 55% Pilsner Malz und 45% CaraMünch III, welche eine fast identische Farbe wie die Pilsner Malz/Carafa® I Schüttung hervorrief, senkte sich der pH-Wert auf 5,2. Die Korrelation Farbe und Säuregrad scheint also nicht sehr stark zu sein, vor allem dann nicht wenn ein Großteil der Farbe aus Röstmalzen stammt. Der exakte Einfluss, vor allem komplexerer Schüttungen, auf den pH-Wert scheint daher nur begrenzt vorhersagbar zu sein.

Kai's Daten demonstrieren jedoch eindrucksvoll, das selbst bei einer Restalkalität von 0, eine Schüttung aus 100% Pilsner Malz, noch ca. 0,4 pH-Einheiten über dem optimalen pH-Bereich liegt. Bei einer Restalkaliät von -1,75 mmol/l (=-1,75 mval/l = -5°dH) lag der Maisch-pH immerhin schon bei 5.59 aber erst bei einer Restalkalität von -3,5 mmol/l (=-3,5 mval/l = -10°dH) wurde mit pH 5,43 der optimale pH-Bereich getroffen. Bei einer Restalkalität von +3,5 mmol/l (=+3,5 mval/l = +10°dH) lag der Maische-pH bei 6,0 - also ernstlich im problematischen Bereich. Eine Schüttung aus 100% Münchner Malz I senkte den pH-Wert bei einer Restalkalität von 0 mmol/l auf pH 5,3 (siehe oben). Bei dem enzymschwachen Münchner Malz sind wir hier allerdings ebenfalls schon im problematischen Bereich, weshalb eine solche Schüttung besser mit Münchner als mit Pilsner Wasser gebraut werden sollte. Generell lohnt sich daher die Messung des Maisch-pH, z.B. mit einem pH-Meter, um einen Bereich vollkommen jenseits von gut und böse (z.B. pH <5 oder pH >6) zu vermeiden, oder aber auch um die Wirkung der eigenen Wasseraufbereitungsmaßnahmen zu überprüfen und seinem Bier geschmacklich den letzten Schliff zu geben.

Quelle: http://maischemalzundmehr.de/index.php? ... serrechner

Beim split treatment wird ja in 2-3 Stufen entkalkt.
In der ersten Stufe nimmst du nur die Hälfte des gesamten Wassers, das behandelt werden soll. Für diese Hälfte wird absichtlich überkalkt, indem man etwa die Menge an CaOH2 nimmt, die zum Ausfällen des Karbonats des gesamte Volumens o.k. wäre.
Diese Überkalkung führt dazu, dass aus dieser Hälfte deines Wassers nicht nur das ganze Karbonat ausgefällt wird, sondern auch noch ein ordentlicher Teil des Magnesiums. Da aber mehr CaOH2 gegeben wurde, als mit dem Karbonat und dem Magnesium reagieren kann, verbleibt noch "freies" CaOH2 im Wasser, das für einen recht hohen pH-Wert sorgt. Der sollte nach 1-2 Stunden so bei 11-12 liegen. Sollte das nicht der Fall sein, war´s zuwenig CaOH2 und man legt nochmal ein wenig nach.
Ca. 12 Stunden später (kann im Prinzip auch kürzer sein) gibt man die zweite Hälfte Wasser dazu und das noch freie CaOH2 wird sich am neu dazugekommenen Karbonat austoben. Dadurch sollte der pH-Wert dann wieder auf einen normalen Wert (6-8) sinken.

Was es mit deinem pH-Anstieg von 7,0 auf 7,8 pH auf sich hat, weiss ich nicht, als Nichtchemiker hab ich mich beim Split Treatment und beim normalen Verfahren immer an grobe Werte von pH-Messstreifen gehalten, zudem hab ich von Chemie eigentlich Null Ahnung, was man meiner Laienhaften erklärung des Split treatmens wohl auch entnehmen kann

Gruss
Matthias

[Pfaffenbrauer]

Danke für Eure Antworten!

@Stefan: O.k., Du hast Recht, so kann man es natürlich auch anschauen. Es war wohl einfach der Reflex, Wasser nicht zu «verschwenden», der mich davon abgehalten hat, das Thema genauer anzuschauen. Finanzielle Überlegungen haben da keine Rolle gespielt. Ich muss mich da wohl doch auch noch einlesen …
Sehe ich das richtig: Der Preisunterschied der Osmose-Anlagen hat v.a. mit der Literleistung/h zu tun, oder?
Und gleich noch eine Frage: Wie bestimmst Du nachher das Verhältnis Osmose-Wasser zu Leitungswasser? Setzt Du Dir da eine Ziel-RA und rechnest aus, mit welchem Verhältnis von O- und L-Wasser diese erreicht wird?
Und dann erwähnst Du noch das Aufsalzen: Wann machst Du das und wie ermittelst Du die Dosierung?

@Matthias: Stimmt, die MMuM-Seite kannte ich natürlich, aber jetzt, wo ich den von Dir zitierten Text wieder einmal gelesen habe, wird mir klar, dass meine Erwartungen an die Enthärtung mit Ca(OH)2 bzgl. Maische-pH falsch waren.
Was machst Du denn nach dem Enthärten? Gibst Du noch Milchsäure dazu? Wenn ja, wie dosierst Du diese?
Zumindest etwas beruhigt hat mich Deine Bemerkung, dass ein pH-Wert von 8 nach der Enthärtung noch im normalen Bereich ist. D.h. dann ja, dass ich mir über meine 7.8 gar nicht so viele Gedanken machen muss …

Gruss
Stefan

[El Gordo]

Ich rechne mit dem MMuM Rechner und manipuliere so lange, bis es passt.
Da kann man das Verschneiden sehr gut berechnen.
Aufgesalzen wird einfach vor dem Einmaischen.

Stefan

[Sura]

Ich stimme Stefan bei. Bei 100l rechnet sich eine Osmoseanlage sehr schnell. Vor allem wenn du den Aufwand beim ausfällen mit einbeziehst. Ich habe auch alles durch, und verschneiden mit Osmosewasser oder (gekauften) destilliertem Wasser mit nachfolgendem aufsalzen ist das einzig sinnvolle was man im Keller nachvollziehbar(!) machen kann. Alles andere ist hoffen, beten, schätzen.

Denk beim aufsalzen daran, das auch hier eine Wassertemperatur von mind. 50-60°C und ordentlich rühren sehr hilft beim lösen der Salze! Grade das Calciumsulfat sinkt sonst einfach auf den Boden...

[Pfaffenbrauer]

Danke, Sura. Tja, das Ganze entwickelt sich in eine ganz andere Richtung, als ich erwartet habe … Da habe ich gedacht, Enthärtung mit Ca(OH)2 wäre die gute Lösung, und bräuchte einfach noch ein, zwei Tipps, doch plötzlich lese ich mich ins Thema Verschnitt mit Osmose-Wasser ein …

Habe jetzt einmal mit meinen Wasserwerten und Osmosewasser im MMuM-Rechner «rumgespielt». Das geht ja wirklich einfach. Doch drei Fragen haben sich mir dabei noch gestellt:
1. Um die «richtigen» Dosierungswerte zu ermitteln, vergleicht Ihr die Resultate mit Werten wie Z.B. hier (unter 2.2): http://braumagazin.de/article/von-der-w ... rauwasser/
2. Zum pH-Wert finden sich dabei (logischerweise) keine Angaben. Woher nehmt Ihr dann jeweils die Dosierung mit Milchsäure? Geht das nur über Ausprobieren? Ich habe das gegooglet aber nix zu gefunden.
3. Salzt Ihr oft auf, oder ist das eher die Ausnahme?

Danke für Eure Hilfe und liebe Grüsse
Stefan

[Sura]

Milchsäure anhand der üblichen Rechner. Ich denke, du kannst das Wasser was aus der Osmoseanlage kommt so betrachten, als wenn es nichts mehr drin hat. (Einfach darum, weil das Wasser was du aus dem Wasserhahn bekommst sicher mehr Schwankungsbreite hat, als das nach aus der Osmoseanlage übrig bleibt....)
Mittels Rechnern oder einfachem Dreisatz kannst du die Werte deines verschnittenen Wassers errechnen. Nun stellst du die RA, je nachdem wie hell bzw. dunkel das Bier ist, zwischen -2 und 5 ein. Das ist dann grob schonmal halbwegs passend.
Für genaueres brauchst du entsprechende Programme, Tabellen oder Onlinetools. (Hier sei der kleine Brauhelfer, Brew Recipe Developer oder dieses Onlinetool beispielsweise genannt) .... alternativ kannst du dir auch selbst was passendes basteln. Das ist aber richtig viel zum einlesen..... lohnt sich aber insofern, da du dann eine eigene Vorlage hast die für deine Belange passend ist, und du auch noch weisst wo welcher Wert herkommt ;)

Den pH-Wert selbst, und ob der passt oder nicht... naja, daß muss du, nachdem man es mit den eben genannten Tools richtig hingeschätzt hat, nachmessen. Das ist beim maischen nur schlecht einzustellen, allein schon weil die Chemie auch ein wenig Zeit braucht. Du solltest auch nicht bei Maischetemperatur messen sondern bei Raumtemperatur. Ich hole die Probe nach 20min, und nach weiteren 10min ists annähernd Raumtemperatur. Dann ist aber schon eine halbe Stunde einer Kombirast um. Feinjustierung bringts dann auch nicht mehr, aber ich habe eine Kontrolle für das nächstemal.... so sehr liege zumindest ich meist nicht daneben. :)

Allgemein zum Ablauf:
Ausrechnen, verschneiden, aufsalzen. Ich habe meistens so 1:2 oder 1:3. Das Finetuning mache ich mit Salzen. Da richte ich mich nachdem was ich machen möchte, was das Rezept erwähnt, oder ob ich mehr Hopfen oder mehr Malzkörper haben möchte. (Sulfat->Hopfen, Chlorid->Malz) .... Calcium stelle ich so um die 80 ein. Für den Rest Milchsäure bzw. Sauermalz. Ist im Prinzip dasselbe.
Das mache ich einen Tag vor dem Brautag beim schroten. Inlc. Wasser für den Nachguss und ein paar Liter Ersatz.

Das mache ich jetzt die ganzen letzten Braugänge so, und das Ergebnis passt für mich.

Gruß,
Kai

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