Brauzutat Wasser: optimale ph-Werte im Verlauf des Brauprozesses

[menecken]

Hi zusammen,

Ich bin gerade dabei in das Kaninchen-Loch "Brauwasser" abzusteigen. Nachdem die ehrenwerten Mitglieder dieser Forums mir nahegelegt haben ein ordentliches phMeter zu kaufen werde ich das natürlich tun. Nun drängt sich die Frage auf: Welche ph-Werte will man eigentlich haben?

Hier Mal meine Recherche:

Aufbereitetes Wasser:
Helles Bier: pH 7,0-7,5
Dunkles Bier: pH 6,5-7,0

Maischen
- Endo-Beta-Glucanasen haben ein pH-Optimum von 4,7 bis 5
- proteinumwandelnde Endopeptidasen und Carboxypeptidasen liegen bei 5 bis 5,2;
- Beta-Amylase: 5,4 bis 5,6;
- Alpha-Amylase: 5,6 bis 5,8.

Maische pH also bei 5,5 (Amylasen wichtiger als Rest) bzw.
Helles Bier: pH 5,2-5,6
Dunkles Bier: pH 5,4-5,8

Kochen
Zu Beginn des Kochens sinkt der Würze-pH-Wert um etwa 0,2 oder 0,3 (Ausfällung von Calciumverbindungen). Nach dem Kochen also 5.0-5.3

Gärung
Der Stoffwechsel der Hefe führt wiederum zu einem weiteren pH-Abfall im Gärtank, normalerweise um etwa 0,5 bis 0,7.
Helles Bier: pH 4,1-4,5
Dunkles Bier: pH 4,3-4,7

Fertiges Bier
4,1 bis 4,5

Stimmt das stark vereinfacht so in etwa?

Gut Sud,
Bernhard.

[Sebasstian]

Stimmt das stark vereinfacht so in etwa?

Das stimmt etwa so. Nur ist es mMn nicht stark vereinfacht sondern schon komplexer aufgelistet als nötig. Das wichtigste ist der Maische pH von ca. 5,4 etwa 15 Minuten nach dem Einmaischen und gemessen in der auf 20°C abgekühlten Maische.
Wenn du das im Griff hast, musst du dir schon kaum noch Sorgen machen und wirst Verbesserungen an mehreren Stellen bemerken (Ausbeute, Vergärungsgrad, etc.).
Mit etwas Abstand bzgl. Prio dahinter kommt dann der Würze pH vor dem Anstellen. Aber hier nachzusäuern um auf die optimalen Werte zu kommen machen wohl nur noch die wenigsten. Es zeigt sich auch, dass der Würze pH schon im guten Bereich ist, wenn der Maische pH Wert passt.

[stahlsau]

ich sehe das auch so wie Sebasstian - ich glaube nicht, dass hier jemand während des Maischens und während der Gärung ständig am pH-Wert schraubt, das erscheint mir doch sehr esoterisch. Da muss man schon alle anderen Prozesse beim Brauen extrem gut im Griff haben, um davon einen Mehrwert zu erzielen bzw. zu erkennen. Machen die Profis in den Brauereien sowas?
Wenns nur um die Kontrolle geht - keine Ahnung ob Deine rausgesuchten Werte stimmen, sorry.

[menecken]

Passt! Danke für eure Antworten :) Selten dass es etwas einfacher ist als befürchtet. Glaube ich werde dann aber trotzdem mal (nur) messen (und nicht aktiv ändern) und hier berichten - rein aus Interesse.

[Suderant]

Stimmt das stark vereinfacht so in etwa?

Das stimmt etwa so. Nur ist es mMn nicht stark vereinfacht sondern schon komplexer aufgelistet als nötig. Das wichtigste ist der Maische pH von ca. 5,4 etwa 15 Minuten nach dem Einmaischen und gemessen in der auf 20°C abgekühlten Maische.
Wenn du das im Griff hast, musst du dir schon kaum noch Sorgen machen und wirst Verbesserungen an mehreren Stellen bemerken (Ausbeute, Vergärungsgrad, etc.).
Mit etwas Abstand bzgl. Prio dahinter kommt dann der Würze pH vor dem Anstellen. Aber hier nachzusäuern um auf die optimalen Werte zu kommen machen wohl nur noch die wenigsten. Es zeigt sich auch, dass der Würze pH schon im guten Bereich ist, wenn der Maische pH Wert passt.

Bin gerade dabei, mich mit dem Thema Wasser zu beschäftigen und da ist mir dieser Faden aufgefallen, insbesondere der zitierte Post.
Und das zielt ziemlich genau auf das ab, was ich fragen möchte, aber noch an der Formulierung scheiterte: Gibt es eine einfache Methode, den pH zu beeinflussen (ohne eine Doktorarbeit/Wissenschaft draus zu machen)? Immerhin hatte ich das bei "Braukursen" vor vielen Jahren so empfunden. Der Brauer macht etwas, kippt eine Flüssigkeit in den Topf und sagt dann zur Gruppe: "Das war jetzt Milchsäure, wegen dem pH-Wert vom Wasser." Aha. Vielen Dank!

Bei mir ist es so, dass unser Wasser (eigenes Brunnenwasser, leider immer etwas jahreszeitenabhängig was Details angeht) sehr eigen ist. Dunkle Biere gelingen sehr gut, aber je heller der Bierstil, desto "kratziger" schmeckt es.

Beispiel (Messung vom Frühling letzten Jahres):
pH-Wert: 7,53
Gesamthärte: 20,6 ° dH
Calcium: 101 mg/l
Magnesium: 28 mg/l

Ich möchte nicht zu viel Aufwand betreiben, es soll ja im (finanziellen) Rahmen bleiben und dabei noch Spaß machen. Aber wenn ich es richtig verstehe, sähe das so aus:

• Einmaischen und 15 Minuten warten
• Probe entnehmen und möglichst schnell auf 20 ° C bringen, dann pH Messen. Ich erwarte, dass er zu niedrig ist beim hellen Bier.
• Milchsäure gemäß Anleitung zugeben (z. B. 12,5 ml / 10 l erhöht den Säuregehalt mit 1 g / l) <- ist das 1 g / L GRAD oder wirklich GRAMM? Wie wird das berechnet?
• Erneut messen und hoffen dass es passt (immerhin vergeht da ja auch Zeit).

[rauchbier]

Passt! Danke für eure Antworten :) Selten dass es etwas einfacher ist als befürchtet. Glaube ich werde dann aber trotzdem mal (nur) messen (und nicht aktiv ändern) und hier berichten - rein aus Interesse.

Finde deine Aufstellung sehr gut und logische Teilschritte des Gessmtprozesses. Bin gerade am Schrauben der Menge an Milchsäure. Da kommen die Werte für die Teilschritte genau richtig

[Juergen_Mueller]

@suderant: Dein Wasser ist sehr hart, daher erhältst du schnell eine kratzige Bittere bei hellen, hopfenbetonten Bieren. Helle Malze senken den pH-Wert der entstehenden Maische nicht so stark ab wie dunkle Malze. Dein Problem hatten die Bayern jahrhundetelang, deshalb setzte man dort auf dunkle, schwach gehopfte Biere. Erst mit Einzug der Wasseraufbereitung konnte man gute helle Biere brauen. (pauschaliert)
Versuche doch, mehrere Werte deines Wassers zu erhalten, v.a. Mineraliengehalte und Salzgehalte. Dann könnte man schauen wie man dein Wasser aufbereiten kann.

[Suderant]

@Juergen_Mueller - danke. Das bestätigt meine Vermutung schon ein wenig.

Folgende Werte sind von der Messung letzten Frühling:

pH-Wert: 7,53
elektrische Leitfähigkeit bei 20 ° C:677 µS/cm
Temp.: 11,8 ° C
Gesamthärte: 20,6 ° dH
 
Angaben in mg/L, sofern nicht anders angegeben
Nitrat: 10
Nitrit: <0,010
Ammonium: 0,015
Calcium: 101
Magnesium: 28
Chlorid: 14
Sulfat: 48
Phosphat als P04: 0,58
Fluorid: <0,20
Kalium: 2,4
Natrium: 4,3
 
Metalle, Angaben ebenfalls in mg/L, sofern nicht anders angegeben
Eisen: 0,0094
Mangan: 0,0016
Selen: <0,001
Nickel: <0,001
Kupfer: 0,0049
Chrom: 0,0012
Arsen: <0,001
Antimon: <0,001
Bor: 0,016
Zink: 0,11
Aluminium: <0,01
Thalium: <0,0002
Quecksilber: <0,10000 µg/L
Blei: <0,50000 µg/L
Uran: 0,0011
Cadmium: <0,10000 µg/L

Carbonat-Härte steht leider nicht drauf.

Wie oben erwähnt, wäre mein Ansatz, mit Milchsäure nachzuhelfen, um den pH in den Griff zu bekommen. Aber das scheint noch nicht ausreichend zu sein, wenn ich es richtig verstanden habe.

[Juergen_Mueller]

Steht etwa:
Säurekapazität bis pH 4,3,
Alkalität,
Alkanilität,
oder Hydrogencarbonat, HCO3?

[Juergen_Mueller]

Hier steht so einiges dazu.
https://www.maischemalzundmehr.de/index ... serrechner

[Braufex]

Gesamthärte: 20,6 ° dH
 
Angaben in mg/L, sofern nicht anders angegeben
Nitrat: 10
Calcium: 101
Magnesium: 28
Chlorid: 14
Sulfat: 48
Kalium: 2,4
Natrium: 4,3
 
Carbonat-Härte steht leider nicht drauf.

Hier der gesuchte HCO3-Wert, ergibt sich auch durch die Bilanz der anderen Ionen:
368 mg/l bzw. 6,04 mmol/l

Gruß Erwin

Edit: da ich mich nicht mit fremden Federn schmücken möchte, hier der Link zu dem Post, in dem Tilo (Johnny H) den Ionenrechner zum Download zur Verfügung stellt:
viewtopic.php?t=24852#p492373

[Suderant]

Dankeschön.
Bei mir waren diese Angaben nicht drauf (auch nicht mit anderen Bezeichnungen).

[Suderant]

Ich habe das jetzt alles nochmal durchdacht.

Gegeben sei:
- die initiale Vorgehensweise von @menecken
- die Antwort von @Sebasstian und @stahlsau
- die Hinweise von @Juergen_Mueller
- die Rechenhilfe Braufex

Jetzt habe ich mehr Werte, als zuvor, habe das MMuM mal in den verlinkten Rechner geworfen. Danke an dieser Stelle für eure Anregungen.

Photo-2023-05-04-15-33-48_4118.PNG (11.5 KiB) 1246 mal betrachtet

Damit komme ich auf eine Restalkalität von 4.3 mmol/L (=12°dH).
Für meinen Sud am Wochenende hätte ich 19 Liter Hauptguss + 13 Liter Nachguss veranschlagt (= 32 Liter).

Und jetzt bin ich wieder bei meinen obigen Schritten (nur schon vereinfacht, nehme ich an, weil ich weniger messen muss):
Wenn ich 5 ml 80%ige Milchsäure beim Einmaischen hinzugebe, sollte ich anstelle 4.3 mmol/L (12°dH) also 1,4 mmol/L (4.2°dH).

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Ich kann zwar noch nicht absehen (oder verstehe nicht), wie sich das wiederum auf den pH Wert auswirkt, aber für mein jetziges Verständnis (und gemäß dem Artikel bei MMuM), sollte das schon helfen.

Wie gesagt, ich stehe da noch am Beginn und möchte auch keine Wissenschaft draus machen - aber ich möchte doch auch mal ein helles (oder helleres) Bier brauen, das nicht komplett kratzig schmeckt.

Danke!

[coyote77]

Du kannst bei mmum auch die Malze eingeben, dann wird der errechnete ph-Wert angezeigt

[Suderant]

Du kannst bei mmum auch die Malze eingeben, dann wird der errechnete ph-Wert angezeigt

Danke. Das habe ich jetzt gemacht (Pilsener, Wiener).
Ich müsste für den Sud also nicht 5 ML sondern gar 10 ML Milchsäure zugeben, um auf einen pH von 5.75 zu kommen.
Die anderen Werte sind dann:

Restalkalität Rohwasser: 4.3 mmol/l (=12°dH)
Restalkalität im aufbereiteten Einmaischwasser (Hauptguss): -1.8 mmol/l (-5°dH)
Cl- : SO42--Verhältnis (aufbereitetes Wasser): 1 : 3.4

[jbrand]

Danke. Das habe ich jetzt gemacht (Pilsener, Wiener).
Ich müsste für den Sud also nicht 5 ML sondern gar 10 ML Milchsäure zugeben, um auf einen pH von 5.75 zu kommen.

10 ml Milchsäure sind schon ganz schön viel, da kann es passieren, dass du die im fertigen Bier raus schmeckts.

Zum Hintergrund:
Milchsäure hat eine Geschmacksschwelle von ca. 400 mg pro Liter. Durch deine 10 ml auf 32 Liter Bier bringst du schon 305 mg pro Liter ein. Weiterhin entstehen bei der Gärung zwi­schen 50 und 300 mg pro Liter Milch­säu­re. Dadurch kann es sein, dass du die Schwelle reist.

Siehe auch https://braumagazin.de/article/neutrali ... lchsaeure/

Du könntest alternativ andere Säuren nehmen, zum Beispiel Salzsäure oder Phosphorsäure (natürlich nur in Lebensmittelqualität). Oder aber eine der vielen anderen Möglichkeiten der Wasseraufbereitung nutzen, die hier im Forum auch diskutiert werden.

Ich persönlich würde mich mit Milchsäure langsam heran tasten und ggfs. noch andere Säuren einsetzen.

[Juergen_Mueller]

Das sieht doch schon besser aus.
Allzu viel Milchsäure darfst du aber auch nicht zufügen, denn irgendwann macht es sich geschmacklich negativ bemerkbar.
Edit: zu langsam....

[Suderant]

Danke Euch!

Ergo: ich werde den Idealzustand (in Bezug auf Maische pH) ohne weitere Maßnahmen wohl nicht erreichen können.

Da es ja heißt "Bier wird es immer, solange man sauber arbeitet", werde ich mich an Euren Ratschlag halten und mich langsam herantasten. Da mir diese Chemie noch zu hoch ist, sehe ich von anderen Säuren erstmal ab.

In der Rechnung habe ich die Werte einfach erhöht, bis ich den pH erreichen konnte - dass die Schwelle dabei überschritten werden könnte, ahnte ich beretis.

Ich werde auf 5 ML reduzieren und schauen, was raus kommt.

[Herbert52]

Bitte entschuldige wenn ich deinen Enthusiasmus etwas bremse, aber Säuren sind nicht das Allheilmittel, du bekommst zwar die RA runter, auch kannst du mit Säuren den pH Wert reduzieren, aber die reduzieren die gesamte Salzmenge nicht. Das Sulfat/Cloridverhältnis ca. 3,5/1 vorhanden, ist ebenso wichtig, wie die Magnesiumhärte und die liegt bereits bei 6,5°dH, ab bereits 3°dH verändert sich der Geschmack negativ. Wenn du helle Biere, wie Pils oder Helles, brauen willst, kommst du um eine Wasseraufbereitung nicht herum. Ich empfehle dir mit dem vorhandenen Wasser, was dunkles zu brauen, dass zu deinen Wasserwerten passt.
Gruß Herbert

[Suderant]

Bitte entschuldige wenn ich deinen Enthusiasmus etwas bremse, aber Säuren sind nicht das Allheilmittel ...
Gruß Herbert

Kein Problem - ich danke dir für die mahnenden Worte. Wasser ist und bleibt ein leidiges Thema.

Ich habe mir die Vorschläge, Hinweise und Anregungen zu Herzen genommen und kurzerhand für den Sud heute Wasser zugekauft, das den Anforderungen eher gerecht wird. Der nächste Sud wird dann wieder ein Schwarzes.

Salzgehalt, hm? Das heißt wohl entsalzen und dann wieder anreichern?

[coyote77]

Salzgehalt, hm? Das heißt wohl entsalzen und dann wieder anreichern?

Ja, oder mit vollentsalztem Wasser verschneiden. Such mal nach dem Wasserrechner von schlupf hier im Forum, damit kannst du die Mengen berechnen und das Ergebnis abschätzen.