Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

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Troubadix
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Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#1

Beitrag von Troubadix » Freitag 6. September 2019, 12:53

Hallo,
ich habe gerade vor lauter "ich will das jetzt verstehen" eine Denkblockade.. Vielleicht kann sie jemand lösen... :Greets
Ich möchte gerne vom Malz aus die Stammwürze berechnen. Die doch teilweise unterschiedlichen Bezeichnungen irritieren zudem. Konkret weiß ich, das in einem kg Malz eine entsprechende Menge an Extrakt enthalten ist (Herstellerangabe). Die Sudhausausbeute spielt ebenso eine Rolle bei der Ermittlung der Stammwürze und auch die Liter der (und jetzt kommt es:) Menge der Würze. Aber welche hier genau gemeint ist, bleibt mir nicht wirklich erklärlich! Stammwürze VOR dem Kochen, nach dem Kochen (Konzentration müsste sich geändert haben)? Es fehlt mir einfach der plausible Ablauf mit den faktischen Zuständen. Vielleicht hat hier schon mal jemand sowas untereinander geschrieben oder kann sagen, wo ich das finden kann. Recherche im Netz sowie Lektüre vom Brueckelmeier erzeugen momentan mehr Verwirrung als Erklärung... :puzz :puzz
Kann mich jemand verstehen? :Smile

Grüße
Troubadix
Viele Grüße
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danieldee
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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#2

Beitrag von danieldee » Freitag 6. September 2019, 13:29

Am besten hälst du dich nicht an steife Parameter.
Nicht jedesmal ist der sEVG gleich! Schrotung, Kochdauer, Gußvolumen etc. spielen alles eine Rolle.
Grundsätzlich würde ich dir empfehlen das Pferd von hinten aufzuzäumen.
Also wieviel Ausschlagmenge möchtest du haben.
Das kannst du alles bequem per Onlinerechner eingeben.
zB Hier: https://brauerei.mueggelland.de/schuettung.html

Die Menge der Würze ist die Ausschlagmenge, also das was am Ende (theoretisch) im Gäreimer liegt
"Bier ist der überzeugende Beweis dafür,
dass Gott den Menschen liebt und ihn glücklich sehen will"
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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#3

Beitrag von DerDallmann » Freitag 6. September 2019, 13:33

Die Sudhausausbeute bezieht sich aber auf die Ausschlagmenge, inkl. Hopfentreber, Heißtrub etc.
Hier nachzulesen.
https://brauerei.mueggelland.de/sudhausausbeute.html
Mit freundlichen Grüßen,

Johst

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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#4

Beitrag von bierfaristo » Freitag 6. September 2019, 13:48

Fühle mich oft unverstanden, bin vermutlich ein Genie.

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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#5

Beitrag von bwanapombe » Freitag 6. September 2019, 14:00

Troubadix hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 12:53
..
Ich möchte gerne vom Malz aus die Stammwürze berechnen. ...
Hallo Troubadix,

mich interessiert zu welchem Zweck Du das berechnen möchtest. Eigentlich möchte man ja immer wissen, wieviel Malz man für eine bestimmte Menge von (Stamm-)Würze mit einem bestimmten (Stammwürze-)Extraktgehalt einsetzen muß.

Deine Fragestellung vermittelt den Eindruck, Du möchtest errechnen, wieviel Stammwürze (in °P) Du mit einem bestimmten Rohstoffeinsatz und einem festgesetzten Ausstoß (i.e. Sudgröße) erzielen wirst.

Das hier könnte helfen: http://www.mathe-fuer-hobbybrauer.de/bierrezepte/

Also: Du weißt den Extraktgehalt des Malzes z.B. 820g Extrakt auf 1kg PiMa. Bei einer Sudhausausbeute von 70% erzielst Du also 574 g Extrakt pro kg PiMa.

Stammwürze(gehalt) ist per Definition der Extraktgehalt der Stammwürze (Würze vor dem Ausschlag). Egal welches Volumen, du würdest mit 1 kg PiMa also theoretisch immer 547g Extrakt in der Würze haben.

Ein Würzevolumen von 5 Litern z.B. mit ebendiesen 547g Extrakt wären dann 574g/5l=109,4 g Extrakt pro Liter also rund 10,5°P.

Dirk

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§11
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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#6

Beitrag von §11 » Freitag 6. September 2019, 14:36

Der erste Teil deiner Frage ist recht einfach erklärt. Vergiss mal den Fakt das wir für gewöhnlich in Litern rechnen in der Brauerei und überleg dir was passieren würde wenn du deine Würze wiegen würdest.

Nimm mal als kleines Gedankenspiel eine Würze mit einem Extrakgehalt von 10mas% (was einer StW. Von 10P entspricht). Wiegst du nun 1kg dieser Würze ab, hast du Wasser und 10%, also 100g Extrakt. Das heißt die Masse der Würze mal mas% durch 100 ergibt das Gewicht des reinen Extrakts.

Nun kochst du dein 1 Kilo Würze und 10% verdampfen dabei. Rein physikalisch können wir aber nur Wasser verdampfen. Das heißt die Masse des Extraktes bleiben konstant. Verdampfen wir also 10%, bleiben uns 900g Würze übrig. In diesen 900g sind aber nach wie vor 100g Extrakt gelöst. Das heißt die Masse nimmt ab, die Konzentration steigt, und zwar auf 11.11mas%. Mit anderen Worten das Verhältnis von Gesamtmasse zu mas% Extrakt ist konstant.

Warum nun die Formeln in Realität nicht so trivial daherkommen ist dem Umstand geschuldet das wir eben in Litern, also einem Volumen rechnen, während der Extrakt nach wie vor in mas%, also einem Massenverhältnis angegeben wird. Das heißt das Volumen muss in eine Masse umgerechnet werden und genau hier wird es etwas komplexer. Masse ist das Produkt aus Volumen mal der Dichte und genau diese Dichte verändert sich nun mit der Temperatur, aber eben auch mit dem Extraktgehalt. Diese Änderung, plus die etwaige Ausdehnung des Gefäßes bei hohen Temperaturen, berücksichtigen nun die diversen Korrekturfaktoren die wir aus den unterschiedlichen Formeln der Sudhausausbeute kennen. Aus diesem Grund gibt es verschiedene Formeln, die eben berücksichtigenten wo im Prozess das Volumen und der Extrakt bestimmt wurde.

Um etwas Licht in den zweiten Teil deiner Frage zu bringen schauen wir uns die Sudhausausbeute etwas genauer an. Sie ist im Grunde eine Art Wirkungsgrad, also ein Verhältnis von aufgewendeter Menge zu gewonnener Menge. Im klassischen Sinn, und hier liegt bereits das erste Problem, das Verhältnis der aufgewendeten Malzmenge zur gewonnenen Extrakmenge.

Klassisch (ohne Korrekturen) ist die SHA [%] der Extrakgehalt in mas% x Ausschlagmenge in kg geteilt durch die Schüttungsmenge. Wobei in der Praxis ein anderer Weg gegangen wurde, nämlich die Ausschlagmenge wurde in Liter berechnet und der Extraktgehalt wird mittels der sogenannten Platotafel in Volumenprozent umgerechnet.

Betrachtet man die SHA genauer, so wird sie durch zwei Faktoren wesentlich beeinflusst, durch die Masicharbeit und durch die Läuterarbeit. Also wieviel des im Malz enthaltenen Extraktes können wir in löslichen Extrakt umwandeln (Maischeffizienz) und wieviel davon können wir durch Auswaschen in die Pfanne bringen (Läutereffizienz). Technologisch sprechen wir vom aufschliessbaren Extrakt und vom auswaschbaren Extrakt.

Dabei wird aber ein Problem klar, das sehr, sehr viele Leute gerne übersehen und sich wundern warum Ihre SHA schwankt. Wie du sagst erhält man aus der Malzanalyse eine Aussage darüber wieviel Extrakt im Malz enthalten ist. Und dieser Wert schwankt. Da aber die Masse die Schüttung und nicht der Extrakt Gehalt der Schüttung in die Gleichung der SHA eingeht, schwankt damit auch die SHA.

Daraus ergibt sich für uns zwei wichtige Regeln:
1.) NUR der Extrakt Gehalt ist fuer uns wichtig und konstant. Die Auschlagmenge variiert und ist höchstens ein Anhaltspunkt
2.) Die SHA ist ein Näherungswert der sich ändert

Es gibt andere Verfahren, die sich vor allem im englischsprachigen Raum etabliert haben und die dieses Problem umgehen. Der sogenannte Overall Brewhouse Yield (OBY) setzt die eingesetzte Extraktmenge (nicht die Malzmenge) ins Verhältnis zur gewonnen Extrakmenge. Stellt man diese Gleichung um und kennt „seinen“ OBY, lässt sich damit, mit dem Extrakgehalt der Malzcharge, die Schüttung anpassen und plötzlich stimmt am Ende sowohl StW als auch Ausschlagmenge.

Ich hoffe das bringt etwas Licht ins Dunkel

Jan

Hier gibt es auch mehr zum Lesen dazu.
https://braumagazin.de/article/berechnu ... -brauerei/
https://braumagazin.de/article/dichtemessung_1/
http://www.brewrecipedeveloper.de/misc/ ... beute.html
„porro bibitur!“
Die Seite zum Buch "Bier brauen" https://www.jan-bruecklmeier.com/
Die Seite zur HBCon https://heimbrauconvention.de/
https://headlessbrewer.wordpress.com/

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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#7

Beitrag von matschie » Freitag 6. September 2019, 16:03

Ich fand die ganzen verschiedenen Begriffe am Anfang auch verwirrend.
Vereinfacht gesagt ist es ja so: Es interessiert uns nach einem Brautag vor der Hefegabe eigentlich nur, was am Ende im Gärtank landet:
  • Menge (Liter) der Ausschlagwürze
  • Menge des Extrakts (°P, %mas, Brix,..) = Stammwürze
Um das zu erreichen müssen wir wissen, wie viel am Anfang rein muss:
  • Hauptguss
  • Nachguss
  • Schüttung
Alles weitere sind Zwischenwerte, die einem helfen, das zu erreichen.

Dazu muss man sich nur einmal den typischen Brauvorgang anschauen:
Gebe ich Hauptguss und Schüttung zusammen, habe ich die Maische.
Während die Maische abgeläutert wird, wird der Nachguss gegeben.
Was am Ende in der Sudpfanne landet, ist die Vorderwürze, was im Läuterbottich bleibt ist der Treber.
Wie viel Extrakt in der Vorderwürze ist, wird durch die Schüttung und die Sudhausausbeute bestimmt.

Beim Würzekochen verdampft Wasser, der Extrakt bleibt gleich, wie Jan schon erklärt hat.
Am Ende erhälst du die Ausschlagwürze mit der Stammwürze.

Kennt man also seine Parameter, kann man zurückrechnen:
Menge Vorderwürze = Menge Ausschlagwürze + Verdampfung + Rückstand in Sudpfanne
Erforderlicher Guss (Hauptguss + Nachguss) = Gewünschte Menge Ausschlagwürze + Verdampfung + Rückstand in Sudpfanne + Rückstand in Treber (+ Verdampfung während Maischen)

Extraktmenge in Ausschlagwürze (=Stammwürze) = Extraktmenge in Vorderwürze (Da sich nichts verändert)
Erforderliche Schüttung = Gewünschte Extraktmenge (Stark Vereinfacht gesehen).

Um diesen Vorgang zu vereinfachen, bezieht sich die Sudhausausbeute üblicherweise auf die Ausschlagwürze und beinhaltet somit schon die meisten Parameter.
Ich empfehle auch den Link von DerDallmann bzw. danieldee, da kann man das super eingeben.
Immer eine Handbreit Bier unterm.. äh, ne das ging anders.

Allzeit Gut Sud!
Matthias

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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#8

Beitrag von Sebasstian » Freitag 6. September 2019, 17:57

§11 hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 14:36
Der erste Teil deiner Frage ist recht einfach erklärt. ...
Super Zusammenfassung, Jan! Solche Beiträge machen das Forum zu einem Kompendium (wenn die Suche zu bedienen gewusst wird).
:thumbup
Grüße,
Sebastian

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olibaer
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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#9

Beitrag von olibaer » Samstag 7. September 2019, 09:59

Hallo Troubadix, hallo zusammen,

mir sind im Threadverlauf ein paar Ungereimtheiten aufgefallen:
bwanapombe hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 14:00
Also: Du weißt den Extraktgehalt des Malzes z.B. 820g Extrakt auf 1kg PiMa. Bei einer Sudhausausbeute von 70% erzielst Du also 574 g Extrakt pro kg PiMa. [...]
Egal welches Volumen, du würdest mit 1 kg PiMa also theoretisch immer 547g Extrakt in der Würze haben[...]
Ein Würzevolumen von 5 Litern z.B. mit ebendiesen 547g Extrakt wären dann 574g/5l=109,4 g Extrakt pro Liter also rund 10,5°P.[/list]
g Extrakt oder kg Extrakt kommt in Bezug zum Schüttungsanteil in der Formel zu Berechnung der Sudhausausbeute(SA%) überhaupt nicht vor. Im Umkehrschluß lässt sich auch keine Extraktmenge im Rohstoff aus der Sudhausausbeute berechnen. Der allgemeine Ansatz

Extraktmange im Rohstoff x SA% = Extraktmenge in der Würze

ist daher nicht zulässig. Dieser Rechenweg funktioniert nur über den OBY. Siehe Post #6 von Jan.
Dem folgend sind auch die allgemeinen Aussagen

"Bei einer Sudhausausbeute von x[%] erzielst Du also x[g] Extrakt pro kg Malz"
"Egal welches Volumen, du würdest mit 1 kg PiMa also theoretisch immer x[g] Extrakt in der Würze haben"

nicht zulässig.


@Troubadix:
Lies dir mal die von Jan verlinkten Seiten(#6) durch. Dort findest du die Definitionen für Ausbeute, OBY, Stammwürze, Dichte, Brix, gebräuchliche Einheiten und Messgeräte usw. und eine Reihe von Beispielrechnungen. Dazu noch als Ergänzung:

Die "Stammwürze" in°P(%mas, g/100g) lässt sich mit den klassischen Messmethoden und von uns nur in der unvergorenen Würze bestimmen. Die klassischen Messpunkte während der Würzegewinnung sind:
  • °P der Vorderwürze
  • °P im Glattwasser
  • °P der Pfanne-voll-Menge
  • °P der heißen Ausschlagwürze
  • °P der kalten Anstellwürze kurz vor der Hefegabe(-> Endwert)
Es steht dir frei die Stammwürze so oft zu messen wie du möchtest. Das findet dann eben im Umfeld deiner eigenen Prozesskontrolle statt.
Was wir hier in diesem Umfeld messen ist ein 2-Phasen-Gemisch. Es besteht aus den 2-Phasen Wasser und Extrakt, weshalb wir auch gerne die Einheit g/100g verwenden. So entsprechen 12°P z.B. in der kalten Anstellwürze 12 g Extrakt in 100 g wässriger Lösung(Würze).

Nach der Hefegabe und mit einsetzender Gärung können wir die Stammwürze in °P mit den üblichen Meßinstrumenten nicht mehr bestimmen. Aus dem o.g. 2-Phasen-Gemisch wird ein 3-Phasen-Gemisch. Unsere Messlösung besteht jetzt aus den 3-Phasen Wasser, Extrakt und Alkohol. In der Definition für die Stammwürze in °P kommt der Alkohol aber nicht vor, weshalb wir sie mit den beschriebenen Meßmethoden/Messinstrumenten auch nicht mehr bestimmen können.
In diesem Umfeld(Jungbier/Bier) ändert sich die Ergebniseinheit in "Extrakt scheinbar" Es[%] bzw. Es[g/100g]. Die klassischen Messpunkte im Gärverlauf oder während der Lagerung sind:
  • Es[%] nach 24h
  • Es[%] am 1.Gärtag
  • Es[%] am 2.Gärtag
  • ...
Auch hier steht dir frei, wie oft du den Es[%] bestimmst. Es geht vorrangig um deine eigene Prozesskontrolle.

Hinzu kommt noch ein Laborwert, der EsEnd[%], der begleitend durch eine Endvergärung unter optimalen Bedingungen und mit einem Hefeüberschuß festgestellt wird. Der Vorgang wird hier gerne mit/als SVG(Schnellvergärprobe) bezeichnet. Der so festgestellte Messwert EsEnd[%] markiert den Endpunkt der Gärung - mehr lässt sich aus der Kombination Würzezusammensetzung + Hefestamm nicht vergären, weshalb wir dafür aus der ursprünglichen Stammwürze °P und dem festgestellten EsEnd[%] den Endvergärungsgrad EVG[%] berechnen.

Wichtig:
Die ursprüngliche festgestellte Stammwürze °P kurz vor der Vergärung ändert sich durch die Gärung nicht. Sie bleibt konstant. Würde man für einen Gärverlauf °P und den Es[%] angeben, sehe das so aus:
  • 1. Gärtag: Stammwürze = 12,0[°P], Es[%] = 11,0
  • 2. Gärtag: Stammwürze = 12,0[°P], Es[%] = 9,5
  • 3. Gärtag: Stammwürze = 12,0[°P], Es[%] = 8,0
  • ...
Merke:
Für alle Messewerte vor der Vergärung bitte die Einheit °P verwenden, für alle Messwerte die nach Zusatz der Hefe angegeben werden, bitte die Einheit Es[%] verwenden.



Und noch ein paar Sachen sind mir aufgefallen:
matschie hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 16:03
Es interessiert uns nach einem Brautag vor der Hefegabe eigentlich nur, was am Ende im Gärtank landet:
  • Menge (Liter) der Ausschlagwürze
  • Menge des Extrakts (°P, %mas, Brix,..) = Stammwürze
Wenn schon, denn schon bzgl. "was am Ende im Gärtank landet":
Uns interessiert nicht die Menge Ausschlagwürze, sondern die Menge kalte Anstellwürze. Uns interessiert auch nicht eine Extraktmenge, sonder eine Extraktkonzentration in °P(Stammwürze)


matschie hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 16:03
Während die Maische abgeläutert wird, wird der Nachguss gegeben.
Was am Ende in der Sudpfanne landet, ist die Vorderwürze, was im Läuterbottich bleibt ist der Treber.
Wie viel Extrakt in der Vorderwürze ist, wird durch die Schüttung und die Sudhausausbeute bestimmt.
Das Abläutern der Maische ohne Beisein von Nachgüssen nennt man Vorderwürzeabzug. Die gewonnene Menge wird als Vorderwürze bezeichnet. Generell ist man bestrebt in diesem Zeitfenster keine Nachgüsse zu geben, da sonst die Ausbeuten in den Keller gehen.
Eine Eigenheit der Vorderwürze ist, dass sie vom ersten bis zum letzten Liter eine gleichbleibende Extraktkonzentration aufweist. In diesem Umfeld wird auch nicht mit einer Sudhausausbeute gerechnet, sondern mit einer Vorderwürzeausbeute.


matschie hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 16:03
Was am Ende in der Sudpfanne landet, ist die Vorderwürze, was im Läuterbottich bleibt ist der Treber.
Was am Ende(in Summe) in der Sudpfanne landet ist die Pfanne-voll-Würzemenge. Sie setzt sich zusammen aus der gewonnenenVorderwürzemenge und der gewonnenen Nachgussmenge.


matschie hat geschrieben:
Freitag 6. September 2019, 16:03
Extraktmenge in Ausschlagwürze (=Stammwürze) = Extraktmenge in Vorderwürze (Da sich nichts verändert)
So wirds' richtig:
Extraktmenge in Ausschlagwürze (=Stammwürze) = Extraktmenge in Vorderwürze Pfanne-voll-Würzemenge (Da sich nichts verändert)

-> Stammwürze gibt eine Extraktkonzentration an und keine Extraktmenge
-> Vorderwürze vs. Pfanne-voll-Würzemenge siehe oben
Gruss
Oli
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Re: Stammwürze, Extrakt, Masse, Volumen Übersicht verloren

#10

Beitrag von Troubadix » Sonntag 8. September 2019, 17:43

Hallo Zusammen,
vielen lieben Dank für Eure sehr detaillierten Informationen! Zum einen möchte ich sagen, das es mir um das Grundverständnis geht (man könnte auch sagen, was kann ich aus einer bestimmten Menge an Wasser, Malz und Hopfen so alles machen). Den Gärverlauf habe ich bis jetzt noch gar nicht in meiner detaillierten Untersuchung :-). Ich möchte einfach verstehen was ich da mache, was da passiert und welche Abhängigkeiten vorhanden sind. Denn nur so wird es mir möglich sein, irgendwann mit Verstand kreativ zu sein ( ja ich weiß...geht auch über probieren ). Aber ich will es eben verstehen! Mittlerweile habe ich so viele Quellen angezapft und Informationen gelesen, das ich gar nicht mehr weiß wo mir der Kopf steht. Vieles was ihr geschrieben habt ist mir geläufig. Vieles aber auch nicht im Zusammenhang bewusst....und die Wiederholung festigt ja auch das Wissen letztlich. Ich werde mir wohl die Postings mehrfach durchlesen und durch Rechenexempel und bereits erlangte Erfahrungswerte von Suden (dokumentiert) rekonstruieren. Die unterschiedlichen Definitionen: Extraktmenge in Ausschlagwürze sowie Extraktkonzentration in Ausschlagwürze (oder Pfanne-voll-Würze, da gleich) hat jedenfalls schon mal einen "Aha" - Effekt ausgelöst!
Viele Grüße
Troubadix :Smile

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