Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

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Braufex
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Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#1

Beitrag von Braufex »

Das Einstellen des Maische-pH mit Hilfe von Phosphorsäure beschäftigt mich schon seit längerem.
Es wird öfters erwähnt, dass dies geschmacklich keine negativen Einflüsse hat.
Hatte mir schon überlegt, die Milchsäure komplett durch Phosphorsäure zu ersetzen.

Im Artikel des Braumagazins "Von der Wasseranalyse zum Brauwasser" von Andreas Staudt (Ladeberger) wird die Dosierung von Phosphorsäure auch behandelt (Absatz 3.2. Säureenthärtung)

Er schreibt dazu:
Phosphat gilt geschmacklich als unauffällig und dient der Hefe als Nährstoff, daher interessant etwa bei Rohfruchtsuden.
Phosphate fällen jedoch das wichtige Calcium, das dann im späteren Prozess nicht mehr zur Verfügung steht. So kann etwa der pH Sturz bei der Gärung unzureichend ausfallen. Daher nur begrenzt und bei hohen Calciumreserven (>100 mg/l) empfehlenswert
Leider war mir nicht bewusst, was "nur begrenzt" bedeutet.
Aufgrund dieser Diskussion "Wasseraufbereitung: Gefahrenpotential verschiedener Säuren" hab ich heute mal versucht, das mit meinen rudimentären Chemie-Kenntnissen umzurechnen:

10g H3PO4 (10%) fällt 630mg Calcium aus und bildet Calciumphosphat Ca3(PO)4.
Das heißt, bei z.B. 30l Brauwasser binden 10g 10%ige Phosphorsäure 630mg Calcium, das sind 21 mg Calcium/Liter Brauwasser.
Dabei wird die Restalkalität um knapp 1°dH abgesenkt (0,95).

Ich habe bei meinen letzten Sud (Pils fürs Volk) Osmosewasser verwendet und den Haupt- und Nachguss aufgesalzen; der gemessene pH-Wert der Maische lag dadurch bei pH 5,35; Ziel war pH 5,4, also für mich perfekt.
Um geschmackliche Auswirkungen der Milchsäure zu verhindern, habe ich die erforderliche Milchsäure reduziert und dafür Phosphorsäure in das Brauwasser dosiert.

Wasseraufbereitung MMuM

Hauptguss 19 Liter + Nachguss 14 Liter Osmosewasser wurden aufgesalzen mit:
25 g Phosphorsäure (15%)
3,5 g Calciumsulfat
4,4 g Calciumchlorid (33%)
5,6 g Milchsäure (80%) (davon 2,8g in den Hauptguss; 2,8g in die Maische zur Feineinstellung auf pH 5,4 bzw. 5,35)

Dadurch eingetragenes Sulfat 59 mg/l und Chlorid 28 mg/l

Eingetragenes Calcium durch Aufsalzen:
aus 3,5g CaSO4 x 2 H2O: 814 mg Ca
aus 4,4g CaCl2 (33%): 529 mg Ca
Gesamt: 1343 mg Calcium

Durch das Malz wird bei einer Stammwürze von 12,5°P ca. 44 mg Calcium pro Liter eingetragen (siehe Abschnitt 2.2: 35mg/l bei 10°P)
Also bei 24l Ausschlagswürze 1056 mg

Zusammen also ca. 2400mg Calcium in der Würze

25g H3PO4 (15%) hat die Kapazität um 2360 mg Calzium auszufällen, das entspricht praktisch der Gesamtmenge an Calcium im Sud.

Ich hab mir also vermutlich durch die Phosphorsäure mein zur Verfügung stehendes Calcium komplett ausgefällt.

Was dies nach sich zieht, beschreibt Andy in seinem Artikel unter
2.1 Allgemeine Grenzwerte:
Calcium:
Bereich zum Brauen: 50-150 mg/l
Auswirkungen: Senkt den pH der Maische und begünstigt dadurch enzymatische Vorgänge. Wichtiger Hefenährstoff und begünstigt die Klärung des Bieres. Werte wesentlich über 200 mg/L können einen mineralischen Beigeschmack haben, darunter gilt Calcium als geschmacksneutral.
Interessant ist für mich in diesem Zusammenhang, dass ich mir somit durch die Phosphorsäure das Calcium als Hefenährstoff und Klärungshilfe vermutlich komplett ausgefällt habe. Das war mir bis jetzt nicht bewusst.
Leider hab ich bei diesem Sud auch das vorgesehene Dosieren der Wyeast Hefenahrung vergessen.

Ergebnis:
Bei
- 22,5l Anstell-Würze
- mit einer Stammwürze von 12,5°P
- dekantiertem 3,5-Liter-Starter W34/70
- einer Schnellvergärungsprobe von 2,2% w/w
- und einer langsam ansteigenden Gärtemperatur von 8° auf 10°C
brauchte das im August gebraute Pils
- 12 Tage
- um auf einen sVG von 73% bei 3,4 %w/w zu kommen

Die anschließende Nachgärung (Grünschlauchen bei 3,4 %w/w) im NC-Keg zog sich auch recht lange hin und ein klares Bier konnte ich, trotz Umschlauchen in ein Lager/Reife-Keg am Ende der Nachgärung, erst nach ca. 10 Wochen zapfen.


Fazit:
Einfach die Milchsäure komplett durch Phosphorsäure zu ersetzen sollte man also vermeiden, wenn man nicht genügend Calcium im Brauwasser hat.
Etwa durch vorheriges Abkochen, zu geringes Aufsalzen bei vollentsalztem Wasser oder wenn generell zu wenig Calcium im Brauwasser ist.

Ich hoffe, dass ich mich nicht irgendwo verrechnet habe und würde mich über ein kritisches Feedback bzw. Korrektur oder eine Bestätigung meiner Berechnungen und Annahmen freuen.
Vielleicht hilft es ja auch dem einen oder anderen.

Schön wäre ein Tipp, wie ein gutes und bewährtes "Aufsalz-Rezept" für vollentsalztes Wasser für ein deutsches Pils wie in diesem Rezept aussehen könnte, bei dem:
- der Maische-pH bei ca. 5,5 liegt
- das Ionenprofil gut zum Biertyp passt
- keine Geschmacksbeeinträchtigung durch zu viel Milchsäure auftreten
Kleine pH-Korrekturen der Maische durch Milchsäure sind ja eh immer noch möglich oder nötig.

Ich selber komm da trotz Wasserrechner irgendwie nicht auf einen grünen Zweig


Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#2

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Vielen Dank. Wieder was gelernt. Ich habe die Restalkalität auch schon bei einigen Bieren nur mit Phosphorsäure gedrückt und war mir der Gefahr des Ca Mangels nicht bewusst.

Phosphorsäure ist zwar selbst geschmacksneutral. Aber meine Biere mit Phosphorsäure kamen mir, im Vergleich zu ähnlichen Bieren mit ausschließlich Milchsäure, sensorisch immer etwas saurer beim Trinken vor. Die Säuremengen waren natürlich mit den gängigen Wasserrechnern berechnet und der pH des fertigen Bieres war auch im Rahmen.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#3

Beitrag von JackFrost »

Vermutlich wird sich hier eher Calciumhydrogenphosphat bilden. Damit würde 1 mol Phosphorsäure 1 mol Calcium binden.
Bei Calciumphosphat wäre es 1:1,5.

10 g Phosphorsäure 10 % binden also 613 mg Ca als Calciumphosphat.
Als Calciumhydrogenphosphat wären es 410 mg.

Ich hab heute einen Sud mit nur Phosphorsäure gemacht. Mal sehen was da rauskommt.
Ich hatte 20 ml Phosphorsäure 25 % auf 30 l. pH war bei 5,5.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#4

Beitrag von Braufex »

JackFrost hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 01:00 Vermutlich wird sich hier eher Calciumhydrogenphosphat bilden. Damit würde 1 mol Phosphorsäure 1 mol Calcium binden.
Bei Calciumphosphat wäre es 1:1,5.

10 g Phosphorsäure 10 % binden also 613 mg Ca als Calciumphosphat.
Als Calciumhydrogenphosphat wären es 410 mg.

Ich hab heute einen Sud mit nur Phosphorsäure gemacht. Mal sehen was da rauskommt.
Ich hatte 20 ml Phosphorsäure 25 % auf 30 l. pH war bei 5,5.

Gruß JackFrost
Danke für den Hinweis mit dem Calciumhydrogenphosphat, das sind die Feinheiten die mir fehlen :redhead

20ml mit 25% sind 23g (bei 1,15 g/ml), entsprechen also 57,5g mit 10%.
Würden somit 2337 mg Ca als CaHPO4 binden.
Bei 30l also ca. 78mg/l
Ich denke das ist etwas mehr, als Du von Haus aus in Deinem Brauwasser hast.
Da bleibt dann nur das Ca aus dem Malz.
Hast Du Hefenahrung verwendet?

Würde mich interessieren ob Du ähnliche Auffälligkeiten bekommst.

Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#5

Beitrag von Barney Gumble »

@Jack Frost (bzgl letztem Satz in letztem Post)
pH vor oder nach Malz-Zugabe? Welches Wasser?
VG
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Als ich von den schlimmen Folgen des Trinkens las, gab ich es sofort auf - das Lesen! (frei nach Henry Youngman)
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#6

Beitrag von Commander8x »

Eure Sorgen möchte ich haben.....

Ich hatte mir schon länger vorgenommen, das mal genau nachzurechnen. Aber meine Kenntnisse in Stöchiometrie sind etwas eingerostet, das Aufpolieren dauert noch.

Vielleicht kennt jemand die genaue Konzentration von Phosphat in einer Maische? Ich hab in der Kürze weder eine deutsche noch englische Quelle ergoogeln können.

Gruß Matthias
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#7

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 05:16 Vielleicht kennt jemand die genaue Konzentration von Phosphat in einer Maische? Ich hab in der Kürze weder eine deutsche noch englische Quelle ergoogeln können.
Rechnen könnte ich das auch nicht, aber für PO4 gibt es ziemlich genaue Tropfentests im Aquariumladen.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#8

Beitrag von Commander8x »

Na jut, dank Corona sind die grade leider zu...

Ich bräuchte eigentlich nur einen Erfahrungswert, muss nicht aufs mg genau sein.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#9

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:12 Na jut, dank Corona sind die grade leider zu...

Ich bräuchte eigentlich nur einen Erfahrungswert, muss nicht aufs mg genau sein.

Gruß Matthias
Ich habe PO4 Tropfentests hier. Nützt es dir etwas, wenn ich exemplarisch zwei Messungen mache? Einmal das Ausgangswasser und einmal Ausgangswasser + Basismalz (Schüttungsverhältnis 20%)?
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#10

Beitrag von JackFrost »

Barney Gumble hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 02:28 @Jack Frost (bzgl letztem Satz in letztem Post)
pH vor oder nach Malz-Zugabe? Welches Wasser?
VG
Salo
Ich hatte VE-Wasser, aufgesalzen mit CaCl2 und CaSO4.
pH war nach dem Einmaischen 5,8 und wurde mit 10 ml Phosphorsäure 25% auf pH 5,5 eingestellt.

Ich hab dann den Nachguss auch mit 10 ml Säure behandelt, da ich hier dann ja nicht mehr den Tausch H+ gegen Ca2+
hab.
DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:58
Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:12 Na jut, dank Corona sind die grade leider zu...

Ich bräuchte eigentlich nur einen Erfahrungswert, muss nicht aufs mg genau sein.

Gruß Matthias
Ich habe PO4 Tropfentests hier. Nützt es dir etwas, wenn ich exemplarisch zwei Messungen mache? Einmal das Ausgangswasser und einmal Ausgangswasser + Basismalz (Schüttungsverhältnis 20%)?
Wenn ich in der Arbeit bin rede ich mal mit den Kollegen der Analytik, evtl. können mir die eine RFA oder IPC von dem Rest den ich eingefroren
haben, fahren.
Braufex hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 01:47
JackFrost hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 01:00 Vermutlich wird sich hier eher Calciumhydrogenphosphat bilden. Damit würde 1 mol Phosphorsäure 1 mol Calcium binden.
Bei Calciumphosphat wäre es 1:1,5.

10 g Phosphorsäure 10 % binden also 613 mg Ca als Calciumphosphat.
Als Calciumhydrogenphosphat wären es 410 mg.

Ich hab heute einen Sud mit nur Phosphorsäure gemacht. Mal sehen was da rauskommt.
Ich hatte 20 ml Phosphorsäure 25 % auf 30 l. pH war bei 5,5.

Gruß JackFrost
Danke für den Hinweis mit dem Calciumhydrogenphosphat, das sind die Feinheiten die mir fehlen :redhead

20ml mit 25% sind 23g (bei 1,15 g/ml), entsprechen also 57,5g mit 10%.
Würden somit 2337 mg Ca als CaHPO4 binden.
Bei 30l also ca. 78mg/l
Ich denke das ist etwas mehr, als Du von Haus aus in Deinem Brauwasser hast.
Da bleibt dann nur das Ca aus dem Malz.
Hast Du Hefenahrung verwendet?

Würde mich interessieren ob Du ähnliche Auffälligkeiten bekommst.

Gruß Erwin
Ich hab einen dreistufigen Starter gemacht und bei den letzten beiden Stufen Hefenahrung verwendet. Ich hab einfach bisserl was rein.
In den Sud selber hab ich dann keine Hefenahrung gegeben.

Die 20 ml Phosphorsäure würden dann zu 7,98 g CaHPO4 führen. Für die Löslichkeit hab ich mehrere Quellen gefunden, ich hab mal die höchste mit 153 mg/l genommen. Selbst damit hätte ich die maximale Löslichkeit überschritten. Ich hab es aber nicht über die Löslichkeitsprodukte gerechnet.
Da muss ich erstmal mehr Daten zusammen suchen. Mein 'Merck Index' liegt in der Arbeit und der 'Holleman und Wiberg' ist in einer der vielen Bücherkisten verschwunden. Wenn ich zu den Azubis rüberdarf, kann ich mal in deren 'Holleman und Wiberg' bisserl was über die Phosphate nachschauen.

Ich sehe nach 8h das die Hefe angekommen ist, mal sehen wie das Bier wird und wie lange sich die Gärung zieht. Meine SHA war besser und da ich nicht mehr so viel Platz im Gärbehälter hatte ist die Stammwürze etwas höher ( 15,3 °P zu 13,5 °P ) als geplant.

Ich hab mit 1,6l Startet auf 22 l angestellt.

Wenn ich die Tage etwas Luft habe, dann werde ich mal versuchen die Mengen an Säure und Ca-Salzen in ein kleines Glas füllen und schauen ob was ausfällt.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#11

Beitrag von Commander8x »

DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:58
Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:12 Na jut, dank Corona sind die grade leider zu...

Ich bräuchte eigentlich nur einen Erfahrungswert, muss nicht aufs mg genau sein.

Gruß Matthias
Ich habe PO4 Tropfentests hier. Nützt es dir etwas, wenn ich exemplarisch zwei Messungen mache? Einmal das Ausgangswasser und einmal Ausgangswasser + Basismalz (Schüttungsverhältnis 20%)?
Danke, das wäre gut. Mich würde am meisten eine Würze nach dem Einmaischen interessieren. Vielleicht nimmst du beim nächsten Braugang einfach eine Probe, am besten von einer Maische nur mit Gerstenmalz? Und wenn möglich noch eine Probe von der Ausschlagwürze. Kannst mir das Ergebnis ja per PM schicken.

Werte für Rohfrucht (Gerste, Weizen) habe ich schon rausbekommen, aber das sagt nix darüber aus, wieviel davon tatsächlich in der Würze landet. Brauwasser ist nicht so interessant, die Werte bekommt man auch vom Wasserversorger.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#12

Beitrag von flying »

Bei einer Säurerast wird malzeigene Phosphorsäure freigesetzt. Die sauren Phosphatasen wirken bei 52/53°optimal.

https://books.google.de/books?id=rlcwl7 ... en&f=false
Held im Schaumgelock

"Fermentation und Zivilisation sind untrennbar verbunden"
(John Ciardi)
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#13

Beitrag von Commander8x »

JackFrost hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 11:36
Wenn ich in der Arbeit bin rede ich mal mit den Kollegen der Analytik, evtl. können mir die eine RFA oder IPC von dem Rest den ich eingefroren
haben, fahren.
Das wäre auch prima. Ich brauche wirklich nur eine "Hausnummer" für die Berechnung.

Kompliziert wird das durch die pH-Abhängigkeit, die Temperatur und die sogenannten "gleichionigen Zusätze". Mglw kann mans leicht vereinfachen, Genauigkeit auf ug/l ist wohl nicht notwendig...

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#14

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

flying hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 12:49 Bei einer Säurerast wird malzeigene Phosphorsäure freigesetzt. Die sauren Phosphatasen wirken bei 52/53°optimal.
Dann muss ich entweder sehr warm einmaischen, um die Phosphatasen zu denaturieren, oder kalt maischen und direkt messen, um nicht in den Temperaturbereich der Enzyme zu kommen, damit PO4 Gehalt nicht enzymatisch verändert wird?

Klingt nach einer Fortsetzung meines KaltMaischenNichtKochen Experiments. :Bigsmile
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#15

Beitrag von Braufex »

DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 13:35
flying hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 12:49 Bei einer Säurerast wird malzeigene Phosphorsäure freigesetzt. Die sauren Phosphatasen wirken bei 52/53°optimal.
Dann muss ich entweder sehr warm einmaischen, um die Phosphatasen zu denaturieren, oder kalt maischen und direkt messen, um nicht in den Temperaturbereich der Enzyme zu kommen, damit PO4 Gehalt nicht enzymatisch verändert wird?
Klingt nach einer Fortsetzung meines KaltMaischenNichtKochen Experiments. :Bigsmile
Hallo Jens,
warum möchtest Du die Phosphatasen denn denaturieren?
Die Entstehung der "malz-eigenen" Phosphorsäure ist doch eigentlich ein erwünschter Vorgang beim Maischen, senkt sie den pH-Wert doch auf natürliche Weise ab. Was hier entsteht, brauch ich nicht extra zusetzen.

Mich persönlich interessiert eher, wieviel H3PO4 ich noch zusetzen kann, um die für die Gärung und den Geschmack benötigten Calcium-Ionen nicht zu stark zu reduzieren.
Oder auch, wie ich den Calziumverbrauch der zugesetzten Phosphorsäure über die zugeführten Salze vernünftig ausgleichen kann.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#16

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Braufex hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 14:58 Hallo Jens,
warum möchtest Du die Phosphatasen denn denaturieren?
Die Entstehung der "malz-eigenen" Phosphorsäure ist doch eigentlich ein erwünschter Vorgang beim Maischen, senkt sie den pH-Wert doch auf natürliche Weise ab. Was hier entsteht, brauch ich nicht extra zusetzen.
Ja, Entschuldigung. Hier entsteht gerade eine Subdiskussion. Matthias wollte wissen, wie viel Phosphat durch Gerstenmalz eingetragen wird und ich hatte angeboten, das einfach mal hemdsärmelig per Tropfentest zu ermitteln. Zum Testen muss ich dann aber so einmaischen, dass die Phosphatasen das Phosphat nicht vorher kaputt machen. Das wollte ich mit meiner Frage einfach noch einmal bestätigt wissen, obwohl eigentlich klar.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#17

Beitrag von Braufex »

DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 15:09 Ja, Entschuldigung. Hier entsteht gerade eine Subdiskussion. Matthias wollte wissen, wie viel Phosphat durch Gerstenmalz eingetragen wird und ich hatte angeboten, das einfach mal hemdsärmelig per Tropfentest zu ermitteln. Zum Testen muss ich dann aber so einmaischen, dass die Phosphatasen das Phosphat nicht vorher kaputt machen. Das wollte ich mit meiner Frage einfach noch einmal bestätigt wissen, obwohl eigentlich klar.
Alles prima :thumbsup
Hatte ich den Zweck Deines Vorgehens anscheinend falsch interpretiert.
Aber trotzdem:
Wenn ich das richtig verstanden habe, setzen die Phosphatasen die organisch gebundenen Phosphat-Ionen frei und sie stehen somit der Würze zur pH-Absenkung und der Hefe später als Ernährung zur Verfügung.
Ich nehme an, dass Deine Messmethode nur freie PO4-3-Ionen messen kann.
Somit solltest Du die Phosphatasen eigentlich ganz normal arbeiten lassen.
Oder?

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#18

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

Ich bin leider mit der Chemie und der Biochemie überfordert. Einen Tropfentest machen und die Farbe vergleichen bekomme ich noch gerade so hin :redhead

Siehe Rene´s Link:
Die Bierbrauerei, Band 2, Kapitel 3.1.4 hat geschrieben: Die im Malz vorkommenden sauren Phosphatasen bauen die organischen Phosphate des Malzes ab, wobei Phosphorsäure freigesetzt wird, die weiter zu primären Phosphaten reagiert.
Also Phosphat (vom Malz) >> Phosphorsäure >> Phosphat (dauerhaft in der Maische messbar) ?

@Matthias: Welchen Phosphatwert willst du wissen? Malz (kalt eingemaischt), "primär" (nach dem Wirken der Phosphatasen) oder beides?
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#19

Beitrag von Commander8x »

Man muss ja das Leben nicht gleich unnötig verkomplizieren... Mir würde es schon reichen, wenn ich die im Abriß der Bierbrauerei im Kapitel "Aufbereitung des Brauwassers" genannten Reaktionsgleichungen plausibel nachvollziehen kann.

Über die Herkunft des Phosphats kann man später noch nachdenken.

Zum Thema "Calcium komplett ausgefällt": es fällt nur so viel Calcium aus, bis die Löslichkeitsgrenze unterschritten wird. U.a. das wollte ich ausrechnen.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#20

Beitrag von JackFrost »

Wenn mein Phosphattest noch ok ist, dann werde ich mal das Phosphat in meiner Würze bestimmen und auch noch die Gesamthärte,
sofern der GH Test noch ok ist.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#21

Beitrag von Commander8x »

DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 16:14
@Matthias: Welchen Phosphatwert willst du wissen? Malz (kalt eingemaischt), "primär" (nach dem Wirken der Phosphatasen) oder beides?
Ich denke, der Gehalt in der Ausschlagwürze ist erstmal das Interessanteste. Dann sind sämtliche Reaktionen zum Ende gekommen (chemisch und enzymatisch). Und wir wissen, was die Hefe angeboten bekommt.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#22

Beitrag von JackFrost »

Ausgehenden vom pKL von CaHPO4
komm ich bei 100 mg Ca2+/l auf eine maximale Konzentration von 4,8 mg/l PO43-.
Alles darüber fällt als CaHPO4 aus. Die Daten sind aber bei 25 °C.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#23

Beitrag von Braufex »

Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 16:20 Zum Thema "Calcium komplett ausgefällt": es fällt nur so viel Calcium aus, bis die Löslichkeitsgrenze unterschritten wird. U.a. das wollte ich ausrechnen.
Ok, bin ich gespannt drauf.
Hätte damit gerechnet, dass bei einem Überschuss an Phosphat das freie Calcium gebunden wird.
Aber wie gesagt, meine Chemiekentntnisse sind nur rudimentär und dazu noch etwas eingerostet.
Das Auseinandersetzen mit diesem Thema wirkt wie Rostlöser ... :Wink

Commander8x hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 12:33
DerDerDasBierBraut hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 10:58 Ich habe PO4 Tropfentests hier. Nützt es dir etwas, wenn ich exemplarisch zwei Messungen mache? Einmal das Ausgangswasser und einmal Ausgangswasser + Basismalz (Schüttungsverhältnis 20%)?
Danke, das wäre gut. Mich würde am meisten eine Würze nach dem Einmaischen interessieren. Vielleicht nimmst du beim nächsten Braugang einfach eine Probe, am besten von einer Maische nur mit Gerstenmalz? Und wenn möglich noch eine Probe von der Ausschlagwürze. Kannst mir das Ergebnis ja per PM schicken.
Per PM wär schade, würd mich auch interessieren.
Und passt ja auch perfekt ins Thema, oder?

Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#24

Beitrag von Braufex »

JackFrost hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 16:39 Ausgehenden vom pKL von CaHPO4
komm ich bei 100 mg Ca2+/l auf eine maximale Konzentration von 4,8 mg/l PO43-.
Alles darüber fällt als CaHPO4 aus. Die Daten sind aber bei 25 °C.

Gruß JackFrost
Danke für den Link, darunter versteckt sich ja einiges ...
Aber muss man erst mal mit umgehen können ...

Heißt das, dass bei 25°C solange Ca2+ ausgefällt wird, bis die Konzentration von 4,8 mg/l PO43- unterschritten wird?

Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#25

Beitrag von flying »

Eine Säurerast bei 52° zwar gut bei der Erhöhung der Acidität der Maische aber ein zweischneidiges Schwert. Bei dieser Rast zerschießt man sich auch die schaumstabilisierenden Eiweiße, weil es ja gleichzeitig auch eine Eiweißrast ist. Für mich dennoch ein gutes und natürliches Verfahren. Man könnte das durch Zugaben von Spitzmalz oder Rohfrucht zur Maltoserast kompensieren.
Narziß schreibt eher das Gegenteil wie Jens (findet die Biere saurer). Phosphorsäure ist nicht gärstabil oder wird durch das Calcium rausgefischt. Bei der Gärung könnte der pH- Sturz daher mangelhaft sein, was auch wieder zu Problemen führen könnte..?
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#26

Beitrag von JackFrost »

Braufex hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 17:15
JackFrost hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 16:39 Ausgehenden vom pKL von CaHPO4
komm ich bei 100 mg Ca2+/l auf eine maximale Konzentration von 4,8 mg/l PO43-.
Alles darüber fällt als CaHPO4 aus. Die Daten sind aber bei 25 °C.

Gruß JackFrost
Danke für den Link, darunter versteckt sich ja einiges ...
Aber muss man erst mal mit umgehen können ...

Heißt das, dass bei 25°C solange Ca2+ ausgefällt wird, bis die Konzentration von 4,8 mg/l PO43- unterschritten wird?

Gruß Erwin
Mit dem Löslichkeitsprodukt kannst du ausrechnen wie eines Iones ist wenn du die Konzentration des anderen kennst.

Ich werd nachher noch was dazu schreiben, so das man es besser versteht.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#27

Beitrag von DerDerDasBierBraut »

flying hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 17:45 Narziß schreibt eher das Gegenteil wie Jens (findet die Biere saurer). Phosphorsäure ist nicht gärstabil oder wird durch das Calcium rausgefischt. Bei der Gärung könnte der pH- Sturz daher mangelhaft sein, was auch wieder zu Problemen führen könnte..?
Meine H3PO4 Biere waren nicht messbar saurer. Nur sensorisch, auf der Zungenspitze.
"Da braut sich was zusammen ... "
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Viele Grüße
Jens
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#28

Beitrag von JackFrost »

Grundlagen :

Bei einer gesättigten Lösung die zudem noch ungelöstes Salz hat, herrscht eine Gleichgewicht zwischen lösen und ausfallen.
Auch wenn sich sichtbar die Konzentration nicht ändern, löst sich immer Salz und gleichzeitig fällt Salz wieder aus.

Solche Gleichgewichte kann man verschieben. Eine Möglichkeit ist, das man eines der Ionen erhöht, damit zwingt man das Gleichgewicht auf die
Seite des ausgefallenen Salzes.

CaHPO4 ist ein Salz vom Typ AB, das heißt ein molares Verhältnis der beiden Ionen 1:1
Für alle Betrachtungen ignorieren wir, das die Salze das Volumen erhöhen. Auch evtl. enthaltenes Kristallwasser ignorieren wir der Einfachheit halber.

Als erste nehmen wir 1 l reinst Wasser und geben dazu 0,2g CaHPO4. das pKL von CaHPO4 beträgt 6,91, damit ist das KL 1,23027e-7 mol2/l2.
Formel1.png
Formel1.png (2.52 KiB) 5208 mal betrachtet
Damit können wir ausrechnen wieviel gelöst ist und wieviel sich als ungelöstes Salz am Boden liegt :
Formel2.png
Formel2.png (8.85 KiB) 5208 mal betrachtet
Das wären nach dem Löslichkeitsprodukt 47,72 mg CaHPO4 in Lösung, der Rest liegt als Salz am Boden.

Nun Lösen wir in der Lösung 315,26 mg CaCl2*2H2O was die Konzentration auf 100 mg Ca2+/l erhöht.
Damit zwingen wir das das Gleichgewicht auf die Salzseite und haben damit nur noch 4,72 mg HPO42- in Lösung.
Die Zusammensetzung der Lösung ist also 100 mg/l Ca2+, 4,72 mg HPO42- und 152,7 mg Cl-
Formel3.png
Formel3.png (5.39 KiB) 5208 mal betrachtet
Wenn wir nun statt dem Ca-Salz Phosphorsäure und erhöhen damit dem HPO42- Gehalt auf 100 mg /l haben wir nur noch 4,93 mg Ca2+ in Lösung.
Formel4.png
Formel4.png (5.08 KiB) 5208 mal betrachtet
'In meinem Fall kann ich also von 200 mg Phosphorsäure/l ausgehen und hätte nach dem Wert des Löslichkeitsproduktes noch 2,5 mg Ca2+/l gelöst. Mal sehen was aus dem Ansatz wird.

Es kommt dann noch der Salzeffekt dazu, das sich durch die Hydradhülle mehr lösen kann also über das Löslichkeitsprodukt möglich wäre.
Bei CaHPO4 ist 0,1 - 0,15 g/l angegeben, was das 2 - 3 fache nach der oberen Betrachtung wäre.

Aber tauschen nicht die Phosphate des Malzes schon das Ca2+ gegen H+, damit dürfte doch nach dem Tausch wenig Ca2+ in der Würze sein, oder ?

Edit: Tippfehler korrigiert

Gruß JackFrost
Zuletzt geändert von JackFrost am Donnerstag 7. Januar 2021, 00:51, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#29

Beitrag von Braufex »

Vielen Dank für die Grundlagen und die anschließende Berechnung, hab ich verstanden.
Bewege mich da allerdings in meinem Grenzbereich :Wink

Auf jeden Fall bestätigt sich, das bei dieser Menge an dosierter H3PO4 fast das ganze Calcium ausgefällt wird und somit nicht mehr für die Gärung und Klärung zur Verfügung steht.
Wie Andy ja auch geschrieben hat.

Danke für Deine hervorragenden Ausführungen
Gruß Erwin

* Edit: nach mehrmaligem "Durchbeisen" und Nachrechnen hab ich's echt noch kapiert :Bigsmile
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#30

Beitrag von JackFrost »

Ich versuchte vom Rest des Nachgusses mit 8 °P den Gehalt an PO43- und den Gehalt an Ca2+ zu bestimmen.

Die Farbe der Würze ist zu hoch um das Ca2+ als GH zu messen.

Beim Phosphat haben die 1:1 Verdünnung und die direkte Probe die gleiche Farbe gezeigt. Bei einer 1:100 Verdünnung hab ich 3 mg/l gemessen,
Damit liegt der Gehalt an PO43- Gehalt bei ~300 mg/l. :Shocked

Damit dürfte hier kaum Ca2+ vorliegen. :puzz
Mal sehen wie der Sud wird.

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#31

Beitrag von JackFrost »

Braufex hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 22:57 Vielen Dank für die Grundlagen und die anschließende Berechnung, hab ich verstanden.
Bewege mich da allerdings in meinem Grenzbereich :Wink

Auf jeden Fall bestätigt sich, das bei dieser Menge an dosierter H3PO4 fast das ganze Calcium ausgefällt wird und somit nicht mehr für die Gärung und Klärung zur Verfügung steht.
Wie Andy ja auch geschrieben hat.

Danke für Deine hervorragenden Ausführungen
Gruß Erwin

* Edit: nach mehrmaligem "Durchbeisen" und Nachrechnen hab ich's echt noch kapiert :Bigsmile
Sieht leider so aus.
Würde ich mein Phosphat fällen wollen, müsste ich 10 g Calciumchlorid zugeben. Damit wäre ich bei einem viel zu hohen Chloridgehalt. Selbst wenn ich es auf Calciumchlorid und -sulfat aufteile, wären beide Werte bei ca. 200 mg/l.

Eine Option wäre vor der Gärung CaCO3 zuzugeben. Es würde die Phosphorsäure fällen und Kohlensäure bilden. Wenn diese aber ausgetrieben wird, dann steigt der pH-Wert.
Vielleicht probiere ich das mal aus, aber dazu bräuchte ich zwei kleine Gärbehälter um es vergleichen zu können.

Die einfachste Möglichkeit wäre aber sicher keine Phosphorsäure zu verwenden.


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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#32

Beitrag von Commander8x »

Das sind ja erfreuliche Fortschritte. Danke für die Berechnung und die gute Darstellung, Jackfrost.

Hauptsächlich bestätigt sich, dass die Bierwürze ein komplexes Gemisch ist, in dem viele Reaktionen zu gleicher Zeit ablaufen. Die Zusammenballung von Formeln im Abriß der Bierbrauerei kam mir von Anfang an als zu einfach vor.

Meine nächste Frage wäre jetzt, wie es kommt, dass in verschiedenen Städten die verschiedenen Wässer zu unterschiedlichen Bieren führen - siehe den weidlich zitierten Vergleich der Zusammensetzung der Wässer von München, Pilsen, Dortmund, Wien. An der unterschiedlichen Wasserhärte könnte es demnach nicht liegen, da das Malz als Phosphatquelle dient und die Wasserhärte komplett als Phosphat ausfällt.

Gruß Matthias
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#33

Beitrag von Commander8x »

flying hat geschrieben: Mittwoch 6. Januar 2021, 17:45 Eine Säurerast bei 52° zwar gut bei der Erhöhung der Acidität der Maische aber ein zweischneidiges Schwert. Bei dieser Rast zerschießt man sich auch die schaumstabilisierenden Eiweiße, weil es ja gleichzeitig auch eine Eiweißrast ist. Für mich dennoch ein gutes und natürliches Verfahren. Man könnte das durch Zugaben von Spitzmalz oder Rohfrucht zur Maltoserast kompensieren.
Narziß schreibt eher das Gegenteil wie Jens (findet die Biere saurer). Phosphorsäure ist nicht gärstabil oder wird durch das Calcium rausgefischt. Bei der Gärung könnte der pH- Sturz daher mangelhaft sein, was auch wieder zu Problemen führen könnte..?
Säurerast oder Eiweißrast - flotte Gärung oder schönen Schaum? Am liebsten beides...? :Grübel

Phosphorsäure ist keine starke Säure, beim pH der Maische liegt hauptsächlich (mono) Hydrogenphosphat vor, das als Puffersubstanz wirken kann.

Gruß Matthias
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#34

Beitrag von Commander8x »

JackFrost hat geschrieben: Donnerstag 7. Januar 2021, 00:46
Eine Option wäre vor der Gärung CaCO3 zuzugeben. Es würde die Phosphorsäure fällen und Kohlensäure bilden. Wenn diese aber ausgetrieben wird, dann steigt der pH-Wert.
Vielleicht probiere ich das mal aus, aber dazu bräuchte ich zwei kleine Gärbehälter um es vergleichen zu können.
Vermutlich erhöhst du den pH so sehr, dass die Hefe den Dienst quittiert, würde ich schätzen.

Gruß Matthias
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#35

Beitrag von JackFrost »

Aktuell läuft die Gärung noch.

der Extraktabbau beträgt noch 1,2 °P in 24h.
Ich bin bei 45 %sEVG.
Im Keller ist es etwas kalt, ich hoffe ich bekomme die Temperatur wieder langsam auf 17 - 18 °C.

Mal wie weit die W177 mit dem hohen Gehalt an Phosphat den Extrakt noch abbauen kann.
Aktuelle Gärung I.png
Aktuelle Gärung II.png
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#36

Beitrag von Braufex »

JackFrost hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 21:26 Im Keller ist es etwas kalt, ich hoffe ich bekomme die Temperatur wieder langsam auf 17 - 18 °C.
Hast kein Armaflex oder eine Decke für den Gäreimer?
Styropor unter den Eimer bringt auch was.
Vielleicht wärmt es sich durch die aktive Gärung noch selbst ein wenig auf ...
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#37

Beitrag von JackFrost »

Braufex hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 21:52
JackFrost hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 21:26 Im Keller ist es etwas kalt, ich hoffe ich bekomme die Temperatur wieder langsam auf 17 - 18 °C.
Hast kein Armaflex oder eine Decke für den Gäreimer?
Styropor unter den Eimer bringt auch was.
Vielleicht wärmt es sich durch die aktive Gärung noch selbst ein wenig auf ...
Gruß Erwin
Ich hab den Eimer mal eingewickelt. Mal sehen ob die Wärme der Gärung hilft die Temperatur anzuheben.
Wenn nicht, dann ist der Verlust wenigstens kleiner.
Und wenn der Trockner morgen wieder oft läuft, dann wird es auch wärmer im Raum.

Gruß JackFrost.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#38

Beitrag von Braufex »

JackFrost hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 22:09
Braufex hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 21:52
JackFrost hat geschrieben: Samstag 9. Januar 2021, 21:26 Im Keller ist es etwas kalt, ich hoffe ich bekomme die Temperatur wieder langsam auf 17 - 18 °C.
Hast kein Armaflex oder eine Decke für den Gäreimer?
Styropor unter den Eimer bringt auch was.
Vielleicht wärmt es sich durch die aktive Gärung noch selbst ein wenig auf ...
Gruß Erwin
Ich hab den Eimer mal eingewickelt. Mal sehen ob die Wärme der Gärung hilft die Temperatur anzuheben.
Wenn nicht, dann ist der Verlust wenigstens kleiner.
Und wenn der Trockner morgen wieder oft läuft, dann wird es auch wärmer im Raum.
Bei mir hat es gereicht (19mm-Armaflex unter und um den Gäreimer), um bei einer Raumtemperatur von 15°C die Gärtemperatur beim Nachlassen der Gärung wieder von 17° auf 18°C anzuheben.

Wenns nicht klappt, kannst Du ja immer noch die Gärtemperatur über eine Zeitschaltung des Trockners steuern :Wink

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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#39

Beitrag von JackFrost »

Der Sud steht seit 2 Tagen in einem wärmeren Zimmer.
Ich bin aktuell bei ~ 71 %sEVG .
Die W177 wir mit 80 - 83 angegeben.

Laut iSpindel hab ich einen Extraktabbau von 0,4 - 0,5 %Brix/Tag.

Der Sud ist noch sehr trüb, es ist noch viel Hefe in der Schwebe an Tag 10 der Gärung.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#40

Beitrag von Braufex »

JackFrost hat geschrieben: Samstag 16. Januar 2021, 23:33 Der Sud steht seit 2 Tagen in einem wärmeren Zimmer.
Ich bin aktuell bei ~ 71 %sEVG .
Die W177 wir mit 80 - 83 angegeben.

Laut iSpindel hab ich einen Extraktabbau von 0,4 - 0,5 %Brix/Tag.

Der Sud ist noch sehr trüb, es ist noch viel Hefe in der Schwebe an Tag 10 der Gärung.

Gruß JackFrost
Das passt gut mit den Symptomen für fehlendes Calcium aus Andys Braumagazin-Artikel zusammen.
Wie auch bei meinem Pils. Langsame Gärung und späte Klärung ...

Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#41

Beitrag von JackFrost »

Ich hab mal 0,7 l abgezogen und hab da 350 mg Ca2+/l in Form von CaCO3 und CaCl2 zugegeben.

Das CaCO3 löst sich ja nur sehr langsam und sollte dann das Phosphat ausfällen. Oder es verkapselt sich und es wirkt nicht.
Mal sehen ob hier der sEVG schneller steigt als beim Rest.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#42

Beitrag von JackFrost »

In 8 weiteren Tagen hat sich der sEVG bin beiden Behältern nicht mehr geändert.
Für die Hefe etwas wenig, da sie eher 80% haben sollte.

Ich werde das eManometer auf der Flasche lassen und den Sud immer im Auge haben,
ob der Druck zu hoch wird.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#43

Beitrag von Braufex »

Ich hab mal 0,7 l abgezogen und hab da 350 mg Ca2+/l in Form von CaCO3 und CaCl2 zugegeben.
Das CaCO3 löst sich ja nur sehr langsam und sollte dann das Phosphat ausfällen. Oder es verkapselt sich und es wirkt nicht.
Mal sehen ob hier der sEVG schneller steigt als beim Rest.
Da das Ca als Hefenahrung am Anfang der Gärung gefehlt hat, sind die Hefezellen anscheinend einfach nicht gut gerüstet.
Das nachträgliche Dosieren scheint nichts mehr zu bringen
JackFrost hat geschrieben: Sonntag 24. Januar 2021, 14:29 In 8 weiteren Tagen hat sich der sEVG bin beiden Behältern nicht mehr geändert.
Für die Hefe etwas wenig, da sie eher 80% haben sollte.
Ich werde das eManometer auf der Flasche lassen und den Sud immer im Auge haben,
ob der Druck zu hoch wird.
Danke für die Info.
Verläuft die Klärung normal? Kannst Du das erkennen?

Gruß Erwin
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#44

Beitrag von JackFrost »

Braufex hat geschrieben: Sonntag 24. Januar 2021, 15:32
Danke für die Info.
Verläuft die Klärung normal? Kannst Du das erkennen?

Gruß Erwin
Die 0,7 l die ich mit CaCO3 versetzt hatte waren in einem Tag klar.
Bei dem Rest kann ich es noch nicht sagen, da ich die Probe von oben gezogen habe,
da die iSpindel für das Weissbier rausmusste.

Ich denke ich werde am Dienstag abfüllen, da werde ich es dann sehen.

Gruß JackFrost
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#45

Beitrag von Commander8x »

Zum Schicksal des Phosphates in der Maische habe ich letztens durch Zufall das hier gefunden:
(Entschuldigung für das lausige Handyfoto...)

DSC_0492_3.jpg
Quelle: De Clerck, Lehrbuch der Brauerei, Bd.1: Rohstoffe, Herstellung, Einrichtungen, Verlag der VLB 1950.

Gruß Matthias
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#46

Beitrag von integrator »

JackFrost hat geschrieben: Donnerstag 7. Januar 2021, 00:46 Die einfachste Möglichkeit wäre aber sicher keine Phosphorsäure zu verwenden.
:crying Und ich habe mir gerade 100ml Phosphorsäre zugelegt ... nun ja vielleicht mache ich trotzdem mal ein Testsud.
:Bigsmile Selbstgespräche sind schlimm solange du nichts Neues erfährst. :Bigsmile
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#47

Beitrag von monty03 »

Hallo,

ich plane demnächst ein böhmisches Pilsner zu brauen und möchte zu diesem Zweck mein Brauwasser anpassen, um das Pilsener Brauwasser bestmöglich zu "imitieren". Meine Chlorid- und Sulfat-Werte passen und das Hydrogencarbonat kann ich mit Milchsäure reduzieren.

Nur meine Calcium-Werte sind mit ca. 60 mg/l wesentlich höher als jene des Pilsener Wassers. Inspiriert von diesem wertvollen Thread möchte ich nun die Milchsäure teilweise durch Phosphorsäure ersetzen, um dadurch - neben der Reduktion der Hydrogencarbonate - Calcium auszufällen und dadurch dem Pilsener Wasser nahe zu kommen (ich weiß, dass Calcium an sich nicht nur nicht schädlich, sondern aus den o.a. Gründen sogar hilfreich ist, möchte das trotzdem aus Interesse aber mal versuchen).

Leider bin ich absoluter Chemie-Laie und mit den Informationen im Thread heillos überfordert. Meine Frage wäre daher, ob sich die oben dargestellten Kalkulationen zur Calcium-Ausfällung in eine überschlagsmäßige Näherungsformel abbilden lassen, und zwar in der Art, wie viel Menge Phosphorsäure in einer bestimmten Konzentration benötigt wird, um den Calcium-Gehalt im Wasser z.B. um x mg/l zu senken.

Konkret für meinen Fall ausgedrückt: Wieviel Phosphorsäure benötige ich pro Liter Brauwasser, um den Calcium-Gehalt von 60 mg/l auf 10 mg/l zu reduzieren?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Beste Grüße und allseits ein gutes neues Jahr 2022!
Monty
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#48

Beitrag von Michu »

monty03 hat geschrieben: Sonntag 2. Januar 2022, 13:35 Hallo,

ich plane demnächst ein böhmisches Pilsner zu brauen und möchte zu diesem Zweck mein Brauwasser anpassen, um das Pilsener Brauwasser bestmöglich zu "imitieren". Meine Chlorid- und Sulfat-Werte passen und das Hydrogencarbonat kann ich mit Milchsäure reduzieren.

Nur meine Calcium-Werte sind mit ca. 60 mg/l wesentlich höher als jene des Pilsener Wassers. Inspiriert von diesem wertvollen Thread möchte ich nun die Milchsäure teilweise durch Phosphorsäure ersetzen, um dadurch - neben der Reduktion der Hydrogencarbonate - Calcium auszufällen und dadurch dem Pilsener Wasser nahe zu kommen (ich weiß, dass Calcium an sich nicht nur nicht schädlich, sondern aus den o.a. Gründen sogar hilfreich ist, möchte das trotzdem aus Interesse aber

Leider bin ich absoluter Chemie-Laie und mit den Informationen im Thread heillos überfordert. Meine Frage wäre daher, ob sich die oben dargestellten Kalkulationen zur Calcium-Ausfällung in eine überschlagsmäßige Näherungsformel abbilden lassen, und zwar in der Art, wie viel Menge Phosphorsäure in einer bestimmten Konzentration benötigt wird, um den Calcium-Gehalt im Wasser z.B. um x mg/l zu senken.

Konkret für meinen Fall ausgedrückt: Wieviel Phosphorsäure benötige ich pro Liter Brauwasser, um den Calcium-Gehalt von 60 mg/l auf 10 mg/l zu reduzieren?

Vielen Dank für eure Hilfe!

Beste Grüße und allseits ein gutes neues Jahr 2022!
Monty
Hallo Monty,

Wenn Du das Wasser abkochst und kühlen lässt, sollte sich das dabei entstandene CaCo3 ausfällen lassen. Somit hättest Du weniger Ca und weniger Hydrogencarbonat.
Nur mit Phosphorsäure, ist schwierig auf das Endergebniss zu schliessen, da Du noch andere Anionen und Kationen im Wasser hast.
Hättest Du nur Calcium drin so würden 40 g Calcium mit 100g Phosphorsäure (98%) reagieren.
Und das auch nur bei einem pH < 6. Da Phosphorsäure drei H+ hat macht sich sonst das nächste auf den Weg.

Interessantet Artikel zur Wasseraufarbeitung:

https://braumagazin.de/article/von-der- ... rauwasser/

Edit: War wohl schon spät gestern Abend und lange ists her.

Also Ca hat eine Molmasse von 40g/mol, H3PO4 eine von 98g/mol. Da H3PO4 konzentriert 98% vorliegt brauch man also 100g statt 98g für ein Mol.
Da 3 Mol Ca jeweils mit einem freien Mol PO4 reagieren, sollten sich mit 100g H3PO4 120g Ca binden lassen. Ich müsste allerdings die Gleichgewichte anschauen um zu sehen bei welchem pH das der Fall ist. H3PO4 gibt seine H+ nämlich immer schrittweise ab. Je nachdem stehen dann nicht alle PO4 frei zur Verfügung, da H noch den Platz fürs Ca besetzt.
Im Eingangspost wurde ja der Link auch schon erwähnt. Ich werde mich jedoch noch weiter einlesen, warum der Originalposter auf 63g Ca kommt.
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#49

Beitrag von monty03 »

Hallo Michu,

danke für deine ausführliche Antwort. Abkochen wäre natürlich eine Möglichkeit, allerdings hätte es für mich - aufgrund der Ersparnis an Zeit und elektrischer Energie - mehr "Charme", einfach ein paar Spritzer Phosphorsäure zu verwenden, die ich ohnehin zur Verfügung habe.

Deiner Erläuterung entnehme ich, dass die Reduktion des Calciums von der konkreten Beschaffenheit des Wassers abhängt. Wäre es deiner Ansicht nach möglich, die Calcium-Reduktion sozusagen "empirisch" mittels handelsüblicher Calcium-Tropfentests zu ermitteln? Ich würde einfach bestimmte, kleinste Mengen von Phosphorsäure dem Wasser zugeben und dann mit den Tropfentests ermitteln, inwieweit sich dadurch der Calcium-Gehalt verändert hat. Oder ist das zu ungenau?

Beste Grüße und danke für deine Mühe
Monty
Michu
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Re: Fehlendes Calcium durch Aufbereitung Brauwasser mit Phosphorsäure

#50

Beitrag von Michu »

Hoi Monty,
habe schnell nachgeschaut: Meistens wird Calcium bei Tropfentests mittels EDTA und einem Indikator bestimmt.
Wie genau Dein Tropfentest ist, weiss ich nicht.
EDTA ist ein Koplexbildner: Er macht gewisse Ionen wieder wasserlöslich.
Wenn Du das ausgefällte Ca3PO4 vorher abtrennst, solltest Du einen Unterschied (Abhängig von der Empfindlichkeit des Tests) sehen können.
Falls Du nichts abtrennst, kann es sein, dass das Ca wieder gelöst wird.
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