Wie funktionert das mit der Bindung von CO2?

[afri]

Bekanntlich wird die NG unter Druck durchgeführt, damit man Blubber ins Getränk bekommt. Ich stelle mir nun die Frage wie das funktioniert.

Quetschen sich die Kohlendioxydmoleküle zwischen die Jungbiermoleküle weil sie nirgendwo anders hin können? Oder verflüssigt sich Kohlendioxyd unter dem Druck und mischt sich so mit Jungbier? Oder ganz was anderes?

Fragen über Fragen, die mir beim Abfüllen meiner Limo durch den Kopf gingen, wobei hier die Carbo durch chemische Prozesse entsteht (statt durch biologische welche). Dürfte für die Mechanik dahinter aber keine Rolle spielen, schätze ich.
Achim

[Räuber Hopfenstopf]

Kohlendioxid ist wie andere Gase auch, in Wasser löslich. Auf welchem Wege es dorthin kommt, ist erstmal egal. Das geht auch ohne Druck, nur eben entsprechend weniger. Unter Druck löst sich deutlich mehr, das dann bei Druckabfall (Flasche öffnen) ausgast. Mehr ist das nicht.

[afri]

Schon klar, aber WIE funktioniert es? Dass es geht, weiß jeder hier, aber ich möchte gern etwas mehr darüber erfahren.
Achim

[Frommersbraeu]

Mal ganz plump erklärt, du hast zum einen die schon erwähnte Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten.

Hier kann durch einen höheren Druck und niedrige Temperatur eine höhere Löslichkeit erzielt werden.
Beim CO2 kommt jetzt noch die Reaktion mit Wasser zur Kohlensäure hinzu. Hier gilt, je mehr CO2 gelöst, umso besser die Bindung als H2CO3, da nur ganze 0,1% des CO2 reagieren (bei pH Wert von Bier) kann das eigentlich vernachlässigt werden.

Was wir unter Kohlensäure im Volksmund verstehen ist das freie CO2, hier landen wir wieder beim Druck, je höher der Druck umso mehr Blubber bleibt im Getränk. In der offenen Gärung wird das CO2 aber schneller ausgetrieben als es gebunden werden kann, daher muss das ganze unter Druck passieren und selbst dann benötigt das ganze noch ein wenig Zeit bis sich das richtige Gleichgewicht eingestellt hat.

[Rainerc]

Da sind mehrere Gleichgewichtereaktionen dran beteiligt.
Gut erklärt auf folgender Seite:
https://www.chemieunterricht.de/dc2/mwg/g-co2h2o.htm
Gruß
Rainer

[brauflo]

Quetschen sich die Kohlendioxydmoleküle zwischen die Jungbiermoleküle weil sie nirgendwo anders hin können?

Du hast es im Prinzip genau beschrieben...
Analog zu Deiner Frage könnte man auch fragen:
"Wie löst sich eigentlich Zucker in Tee?"

Auch hier die Antwort:
Die Zuckermoleküle quetschen sich zwischen die Wassermoleküle.
Genau so löst sich ein Gas in Wasser.
Unterschied:
Das Gas löst sich um so leichter und mehr, je kälter die Flüssigkeit ist- Beim Tee/Zucker ist es genau umgekehrt:
Die Löslichkeit steigt mit der Temperatur..

Es gibt interessante Experimente mit "übersättigten" Lösungen, das führt hier aber zu weit..

Viele Grüße
Florian

Da sind mehrere Gleichgewichtereaktionen dran beteiligt.
Gut erklärt auf folgender Seite:
https://www.chemieunterricht.de/dc2/mwg/g-co2h2o.htm
Gruß
Rainer

Danke Rainerc,
schöne Seite!

[afri]

Vielen Dank für die Antworten, das hilft mir schon weiter. Zumindest ein bisschen, Chemie wird nie mein Ding werden schätze ich.
Achim

[ggansde]

Ist halb Chemie (Kohlensäure) und halb Physik (Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten).
VG, Markus

[DevilsHole82]

Für eine weitere Recherche schlage ich Dir zwei Gesetze zum Googlen vor

1. Prinzip vom kleinsten Zwang
2. Henry-Gesetz

Viel Spaß mit diesem sehr spannenden, aber komplexen Thema

[Fuzzu]

Ich springe mal auf das Thema von afri mit auf, denn mich verwirrt eine Angabe im KBH doch sehr.

Dort steht, dass man die Temperatur zur Karbonisierung eintragen soll, die man bei 2/3 der aktiven Gärung hatte, um daraus die Zuckermenge zu errechnen, auch wenn danach die Temperatur steigt. (Geschlossener Gäreimer mit Gärspund)

Ich habe ein UG-Bier bei 12°C vergärt und somit müsste ich dann 12°C in den KBH eintragen. Jetzt stelle ich den Gäreimer 2 Tage vor der Flaschenabfüllung aus dem Gärschrank raus und bis zur Abfüllung kommt das Jungbier auf ca. 15°C hoch. Laut KBH soll ich trotzdem 12°C eintragen, denn das CO2 soll ja gebunden sein.

Stimmt das? Wo sind da die Grenzen? Nach ein paar Tagen/Wochen bei z.B. 20°C (druckloser Behälter) kann ich mir nicht ganz vorstellen, dass noch das CO2 wie bei 12°C gebunden ist; bin aber auch kein Experte für Chemie/Physik...

Wie schnell verschwindet die CO2-Bindung?

Liege ich mit meiner Eintragung von 12°C richtig zur Zuckerberechnung?

[Braufex]

Hallo Fuzzu,

ob 12 oder 15°C ist kein großes Problem, die Abweichungen sind gering.
Bei 12°C sind 2,13 g CO2/Liter gebunden, bei 15°C sind es 1,94 g/Liter.
Also nur eine Differenz von 0,2 g/Liter, damit kann man leben.

Wenn Du den Eimer bei 15°C stehen lässt, wird die Temperatur nicht sprunghaft auf 15°C ansteigen (abhängig von der Menge und der Isloation), also wird das CO2 auch nicht auf einmal ausgasen.
Nach zwei Tagen würde ich von ca. 2,0 g CO2 /Liter (entspricht 14°C) ausgehen, da liegst Du bestimmt nicht schlecht.
Nach ca. 2- 3 Tagen wird wahrscheinlich der Gehalt von 1,94 g/l erreicht sein, aber bis sich ein endgültiges Niveau eingespielt hat und das überschüssige CO2 ausgegast ist, kann das zum Schluss hin dauern und die Abnahme wird immer langsamer, da der Konzentrationsunterschied zur Endkonzentration (1,94g/l bei 15°C) auch immer geringer wird.

Gruß Erwin

[Juergen_Mueller]

Hi Fuzzu, wenn es ganz genau kommen soll, müsstest du auch (den Bierheber, den Schlauch, den Zucker und) die Flaschen auf die selbe Temperatur bringen wie das Jungbier.
Sind sie deutlich wärmer, schäumt dir das Bier auf, es entgast also, zumindest am Anfang einer jeden Flasche. Wieviel dann noch im fertigen Bier landet ist vermutlich kaum berechenbar.

[Fuzzu]

Nach zwei Tagen würde ich von ca. 2,0 g CO2 /Liter (entspricht 14°C) ausgehen, da liegst Du bestimmt nicht schlecht.
Nach ca. 2- 3 Tagen wird wahrscheinlich der Gehalt von 1,94 g/l erreicht sein, aber bis sich ein endgültiges Niveau eingespielt hat und das überschüssige CO2 ausgegast ist, kann das zum Schluss hin dauern und die Abnahme wird immer langsamer, da der Konzentrationsunterschied zur Endkonzentration (1,94g/l bei 15°C) auch immer geringer wird.

Hallo Erwin,
genau so war eigentlich auch mein Gefühl. Danke für die Bestätigung! Ich habe den Text im KBH noch 2x gelesen und hatte ihn falsch interpretiert. Ich habe im Braukeller derzeit 15,3°C und laut iSpindel im Jungbier inzwischen auch. Ich trage dann den Wert in den KBH ein, wenn er morgen auch noch so ist.

wenn es ganz genau kommen soll, müsstest du auch (den Bierheber, den Schlauch, den Zucker und) die Flaschen auf die selbe Temperatur bringen wie das Jungbier.

Hallo Jürgen,
guter Hinweis. Alles lagert im gleichen Braukeller, wird aber ja noch gereinigt und die Zuckerlösung zum Vorlegen mit Eis gekühlt. Ich habe die Flaschen eben schon heiß geblastert und auch die sollten dann morgen früh auf 15°C sein.
Bisher hatte ich bei der Abfüllung nie Schaum und somit meinen Prozess wohl relativ gut im Griff. Wenn ich jedoch die Flaschen erst frisch geblastert hätte, dann könnten sie tatsächlich deutlich wärmer sein.


Danke für die Hilfe!!!

Gruß

Kai