Fermentacja pod ciśnieniem

Zasada

• Podczas fermentacji drożdże wytwarzają mniej więcej tyle CO2, ile alkoholu. W otwartym fermentorze albo z rurką fermentacyjną gaz ucieka i piwo zatrzymuje go niewiele, mniej niż 1 objętość w 18 °C.
• W zamkniętym fermentorze ciśnienie rośnie. Regulowany zawór, zwany zaworem spundującym (od niemieckiego spunden, zaszpuntować beczkę), wypuszcza gaz powyżej ustawionego ciśnienia i zatrzymuje resztę.
• Pod ciśnieniem 1 bar w 18 °C piwo zawiera około 1,8 objętości rozpuszczonego CO2. To CO2 i samo ciśnienie spowalniają wzrost drożdży: mniej nowych komórek, czyli mniej estrów (owocowość, banan, gruszka) i mniej alkoholi wyższych (rozpuszczalnik, palenie).
• Sama fermentacja, czyli zamiana cukru w alkohol, przebiega niemal w tym samym tempie, dopóki ciśnienie jest umiarkowane.

Co to daje

• Lager bez chłodu: drożdże dolnej fermentacji trzymane w 15-20 °C pod 0,8-1 bar dają piwo bliskie lagerowi fermentowanemu w 10-12 °C, w połowie czasu. To najczęstsze zastosowanie wśród piwowarów domowych, często nazywane « szybkim lagerem ».
• Darmowe nasycenie: pod koniec fermentacji podnosi się ustawienie zaworu, a CO2 z drożdży wystarcza do nasycenia piwa; bez cukru do refermentacji, bez butli z CO2 do nasycania.
• Mniej tlenu: fermentor od początku do końca jest pełen CO2, końcowe schładzanie nie zasysa powietrza ani płynu z rurki fermentacyjnej, a piwo trafia do kegu zamkniętym przelewem, pchane własnym ciśnieniem. To cenne przy bardzo chmielowych piwach, które szybko się utleniają (zob. utlenienie).
• Czystsze ale: amerykańskie ale albo jasne piwo fermentowane pod ciśnieniem w 20 °C zachowuje mniej estrów; przydatne, gdy latem nie ma chłodnego pomieszczenia.

Czego to nie daje

• Gwarantowanego efektu: wpływ na estry jest dobrze udokumentowany w dużych zbiornikach przemysłowych, gdzie ciśnienie sumuje się z ciśnieniem kilku metrów piwa. W skali fermentora na 20-30 litrów istnieje, ale jest skromny, a degustacje w ciemno piwowarów domowych nie zawsze wykazały różnicę. Wybór szczepu i utrzymanie temperatury znaczą co najmniej tyle samo.
• Rozwiązania dla piw, które żyją ze swoich estrów: weizen bez banana, saison bez pieprzu czy piwo belgijskie bez owocowości tracą charakter. Pod ciśnieniem robi się piwa czyste.
• Skrótu w kwestii drożdży: ilość drożdży do lagera pozostaje taka jak do lagera, mniej więcej dwa razy więcej niż do ale (zob. warzenie lagera).
• Zniknięcia siarki: pod ciśnieniem siarka wytwarzana przez drożdże dolnej fermentacji ucieka słabiej. Leżakowanie na zimno przez tydzień lub dwa nadal się przydaje, a pod koniec fermentacji można raz lub dwa razy przepłukać przestrzeń nad piwem.

Najpierw bezpieczeństwo

Fermentor na 30 litrów pod ciśnieniem 2 bar trzyma na pokrywie siłę kilkuset kilogramów. Zasady nie są pustą formalnością:

• Nigdy nie stawiać pod ciśnieniem wiadra spożywczego, szklanego balonu, gąsiora ani zwykłego plastikowego fermentora: nadają się tylko fermentory i kegi zaprojektowane i sprzedawane do pracy pod ciśnieniem, w granicach ciśnienia podanych przez producenta.
• Zawsze zawór bezpieczeństwa ustawiony poniżej maksymalnego ciśnienia zbiornika, oprócz zaworu spundującego, i czytelny manometr.
• Przed każdą warką sprawdzić uszczelki, gwint pokrywy i zawór bezpieczeństwa; wymienić pękniętą uszczelkę i nie używać więcej zbiornika pękniętego, głęboko porysowanego lub zdeformowanego.
• Starego zbiornika, kegu bez zaworu ani naczynia nieznanego pochodzenia nie stawia się pod ciśnieniem.
• Przed otwarciem zawsze zrzucić ciśnienie, przez zawór, powoli: piwo pod ciśnieniem otwarte naraz gwałtownie się pieni.
• Zostawić 20-25 % przestrzeni nad piwem: piana fermentacyjna, która dotrze do zaworu spundującego, zatyka go, a ciśnienie rośnie aż do zaworu bezpieczeństwa.
• Żadnych butelek z zwykłą dawką cukru dla piwa fermentowanego pod ciśnieniem: zob. niżej butelkowanie.

Ustawienia

1. Zadać drożdże jak przy zwykłej fermentacji, w planowanej temperaturze, z dawką drożdży właściwą dla szczepu (do lagera dwa razy więcej niż do ale).
2. Przez pierwsze 12-24 godziny zostawić zawór otwarty albo ustawiony bardzo nisko (0,2-0,3 bar): to faza wzrostu, drożdże muszą móc się namnażać. Ciśnienie od samego zadania to klasyczna przyczyna powolnej fermentacji, która zatrzymuje się za wysoko.
3. Gdy fermentacja dobrze ruszy (piana, gaz, spadająca gęstość), ustawić zawór na 0,8-1 bar. Piwowarzy domowi rzadko przekraczają 1,2 bar podczas fermentacji burzliwej: wyżej drożdże cierpią, a gęstość końcowa zostaje wysoka (zob. za wysoka gęstość końcowa).
4. Utrzymywać wybraną temperaturę: 15-18 °C dla drożdży dolnej fermentacji, 18-20 °C dla ale. Ciśnienie nie zrekompensuje temperatury, która rośnie do 25 °C.
5. Gdy gęstość jest 2-4 punkty od końcowej, podnieść zawór do pożądanego ciśnienia nasycenia (niżej): ostatnie punkty fermentacji nasycają piwo. Jeśli fermentacja już się skończyła, ciśnienie już nie wzrośnie: trzeba będzie wtedy dodać CO2.
6. Gęstość końcowa stabilna w dwóch pomiarach, potem sprawdzić diacetyl: podgrzać próbkę w przykrytej szklance do 60 °C przez 15 minut, ostudzić, powąchać. Zapach masła oznacza, że piwo musi postać jeszcze dwa-trzy dni w temperaturze fermentacji (zob. wady smaku).
7. Schłodzić do 0-2 °C przy zamkniętym zaworze: piwo ponownie pochłania część gazu z przestrzeni nad nim, ciśnienie na manometrze spada, to normalne.

Pomiar gęstości piwa pod ciśnieniem wymaga pobrania próbki przez kranik: wychodzi pełna piany. Przed pomiarem trzeba ją odgazować, przelewając dwa-trzy razy z jednej szklanki do drugiej, inaczej bąbelki podnoszą areometr.

Ciśnienie nasycenia

Ilość rozpuszczonego CO2 zależy od ciśnienia i temperatury piwa: im cieplejsze piwo, tym większe ciśnienie potrzebne dla tej samej liczby objętości. Kilka punktów odniesienia, obliczonych kalkulatorem ciśnienia nasycenia:

• 2,5 objętości (lager lub pale ale): około 1,8 bar w 18 °C, 1,4 bar w 12 °C, 0,7 bar w 2 °C.
• 2,2 objętości (piwo mniej musujące): około 1,5 bar w 18 °C.

Powyżej 1,2 bar lepiej podnosić zawór dopiero na samym końcu fermentacji. Inny sposób: zakończyć fermentację pod 1 bar, schłodzić, a potem dostroić nasycenie na zimno, gdzie potrzeba dużo mniejszego ciśnienia; to często najbezpieczniejsza droga dla fermentora o niskim ciśnieniu maksymalnym. Objętości CO2 każdego stylu podaje kalkulator nasycenia według stylu.

A butelkowanie?

Piwo fermentowane pod ciśnieniem zawiera już CO2, dużo więcej, niż zakłada klasyczne obliczenie cukru do refermentacji. Obliczenie cukru do refermentacji wychodzi od CO2, które zostaje w piwie fermentowanym swobodnie: około 0,9 objętości w 18 °C. Pod ciśnieniem 1 bar w tej samej temperaturze zostaje go około 1,8. Dodanie zwykłej dawki dałoby prawie 3,4 objętości zamiast 2,5: butelki, które kipią po otwarciu albo pękają.

• Najprościej: przelać do kegu i nalewać z kegu albo napełniać butelki z kegu, na zimno, w chwili picia.
• Żeby refermentować w butelce: na końcu powoli zrzucić ciśnienie, pozwolić piwu odgazować przez dzień lub dwa w temperaturze fermentacji przy otwartym zaworze i obliczyć cukier dla tej temperatury.
• Albo policzyć CO2, które już jest: dawka sacharozy to około 3,9 g na litr na każdą brakującą objętość. Dla 2,5 objętości przy 1,8 już rozpuszczonych to około 2,7 g/l zamiast 6,3 g/l.
• W każdym przypadku dodać szczyptę świeżych drożdży, jeśli piwo spędziło kilka tygodni w chłodzie (zob. piwo bez gazu albo za bardzo się pieni).

Chmielenie na zimno pod ciśnieniem

Chmiel na zimno często wznawia małą fermentację, « hop creep » (zob. udane chmielenie na zimno): pod ciśnieniem widać ją na manometrze, a piwo trochę mocniej się nasyca. Żeby dodać chmiel, trzeba zrzucić ciśnienie, otworzyć i zamknąć; piwo pełne CO2 pieni się w kontakcie z szyszkami lub granulatem, a do środka dostaje się tlen. Ogranicza się jedno i drugie, zrzucając ciśnienie powoli, wsypując chmiel delikatnie i przepłukując potem przestrzeń nad piwem, dwa-trzy razy podając i spuszczając ciśnienie.

Przykład: pils w trzy tygodnie

• D0: warzenie pilsa na 20 litrów (zob. warzenie lagera), schłodzenie do 15 °C, dwie saszetki uwodnionych drożdży dolnej fermentacji, natlenienie. Zawór otwarty.
• D1: fermentacja ruszyła, brzeczka ogrzała się do 16-18 °C; zawór ustawiony na 1 bar.
• D1-D7: fermentacja w 18 °C pod 1 bar.
• Około D7: gęstość 1,013-1,014 przy oczekiwanej końcowej 1,010; zawór podniesiony do 1,8 bar, by nasycić do 2,5 objętości.
• D9-D10: stabilna gęstość, test na diacetyl; schładzanie do około 1 °C, zawór zamknięty.
• D10-D20: leżakowanie na zimno pod ciśnieniem.
• D21: zamknięty przelew do kegu albo nalewanie od razu.

Częste błędy

• Ciśnienie od samego zadania drożdży: powolny start, wysoka gęstość końcowa.
• Podniesienie do 2 bar w środku fermentacji: zestresowane drożdże, ciągnąca się fermentacja.
• Za mało przestrzeni nad piwem: piana zatyka zawór spundujący.
• Dodanie zwykłej dawki cukru do piwa fermentowanego pod ciśnieniem: butelki, które kipią albo pękają.
• Otwarcie bez zrzucenia ciśnienia: piwo na suficie.
• Liczenie na to, że ciśnienie uratuje fermentację w 25 °C: piwo zostaje palące i rozpuszczalnikowe.
• Przekonanie, że ciśnienie zastępuje leżakowanie: lager pod ciśnieniem nadal potrzebuje tygodnia lub dwóch w chłodzie.