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防止Cold Crash吸入空氣的方法

Cold Crash (冷降)是加速酵母沈降的常用技巧之一,但由於熱漲冷縮的關係,吸入消毒液或鹽水的意外時有所聞,雖然用S型水封可以避免這種意外,但替代水的,卻是空氣被吸入,造成了氧化的問題。

要防止吸入鹽水或空氣,有幾種作法

  • 帶壓發酵或自然充氣
    一開始或殘存少量糖時就把可耐壓的發酵桶用洩壓閥封起來,這是最理想的做法,但是一來需要可耐壓的發酵桶,二來如果是要裝瓶會比較不方便。條件可行的話,這是最好的方法。
  • 充Co2
    類似上面的方法,只是額外添加co2, 實務上充氣的時間和份量不是很好掌握。一般的做法是充到用很低的壓力(5psi以下),但如果發酵桶完全不耐壓,操作上也有困難,因為調壓閥在很低的指數是很不準確的。
  • Co2 Harvest kit
    用兩個罐子組成,剛開始時在第一個罐子充滿塩水或Starsan溶液,發酵時產生的co2會把水往第二個罐子擠,多餘的co2則從水封散逸。冷降時,發酵桶從第一個罐子吸取co2, 水則反過來從第二個罐子流回第一個罐子。如果發酵桶吸回的氣體體積比第一個罐子大,也會吸到外面的空氣。因為氣體會回流的關係,建議使用S型水封,三件式水封吸氣比較不順。
  • Co2 Harvest Ballon
    用一個”袋子”來存co2,和Co2 Harvest Kit概念一樣,只是”存”co2的容器是用一個彈性的容器,所以一開始這個氣球或塑膠袋是乾癟的,發酵時產生的co2會把這個袋子充飽,逆吸時則從這個袋子的容氣先回收,如果超出袋子的容量,會造成負壓。逆止閥並不是必要的,不過有的話,整個運作機制比較明確。

那麼,冷降的過程中會吸入多少空氣呢?冷降時減少的體積有兩個部份:一是發酵桶頭部空間的空氣冷縮,二是因為溫度降低,co2溶入啤酒中所減少的體積。

發酵桶頭部(上方)因為熱漲冷縮減少的體積可以用PV=nRT的公式計算出來;例如從20°C(293.15°K)降到0°C(273.15°K),空氣體積減少了
(頭部空間體積)x (293.15 – 273.15)/293.15 = (頭部空間體積)* 0.0682

例如26公升的發酵桶發酵20公升啤酒,頭部空間是 6公升,所以從20°C降到0°C會減少的體積是
6 x 0.0682 =0.4092 公升

被啤酒吸入的co2體積:在20°C飽合co2是0.86氣體數,在0°C則是1.71氣體數,所以能夠被吸入的co2是
(啤酒體積) x (1.71-0.86) = (啤酒體積) x 0.85

20公升的啤酒從20°C降到0°C將可能吸收
20 x 0.85= 17 公升

17公升是一個很大的值,不過co2溶入啤酒並不是很快的事(所以強制碳酸化需要一些時間), 所如果冷降完沒有放太久,不太需要考慮這個數值。

參考資料:

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