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Oggi ritorno con un post un po’ nerd, dedicato questa volta al BIAB. Traggo spunto da una domanda che leggo spesso nei vari forum di homebrewing e che mi è stata posta la scorsa settimana via mail da un lettore del blog.

Ci occupiamo nuovamente dell’efficienza, un aspetto apparentemente banale ma raramente compreso fino in fondo. La definizione è stata già sviscerata in un post precedente (link), oggi volevo cercare di spiegare meglio come si calcolano i litri di acqua da utilizzare nel BIAB e chiarire un aspetto particolare dell’efficienza legato alle perdite del sistema.

I ragionamento svolti nel seguito valgono anche per la tecnica allgrain classica con sparge, avendo cura di aggiungere ai calcoli le perdite del tino di filtrazione.

IPOTESI DI PARTENZA 

Supponiamo di voler produrre 15L di birra nel fermentatore utilizzando solo malto pale. Quanto malto ci serve?

Da questa tabella (link) il potenziale del Pale Malt risulta pari a 1.036. Trattandosi di un sito americano, il potenziale è indicato in pound per gallone. Quindi:

in un sistema con efficienza al 100%, 1 pound di Pale Malt produce 1 gallone di birra con OG pari a 1.036.

Convertiamo questo valore nel più utile formato Kg/10L. Per farlo, è sufficiente moltiplicare le ultime due cifre del potenziale per 0.8345 (confronta link per dettagli):

ottenendo un potenziale di 1.030 Kg/10L. Ovvero:

in un sistema con efficienza al 100%, 1 Kg di Pale Malt produce 10 litri di birra con OG pari a 1.030.

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CALCOLO DELLA QUANTITÀ DI MALTO

Per ricavare la quantità di Pale Malt necessaria per produrre 15L di birra, dobbiamo introdurre l’efficienza del sistema. Come la calcoliamo? Inizialmente è possibile solo stimarla per poi misurarla e affinarla man mano che utilizziamo l’impianto. Le prime volte è sempre meglio ragionare in difetto e partire da un valore basso: se l’efficienza a fine cotta risulterà maggiore del previsto, potremo sempre diluire la birra nel fermentatore con un po’ di acqua riportandola alla OG desiderata.

Per un impianto BIAB alla prima prova, consiglio di partire con un valore di efficienza non superiore al 60%. In questo esempio utilizzerò i dati reali del mio impianto BIAB, dove l’efficienza è pari al 56%.

Per calcolare i Kg di malto necessari si parte dalla formula seguente:

  dove:

  • P = potenziale del malto (in Kg/10L, ultime due cifre)
  • Kg = Kg di malto (la nostra incognita)
  • Eff = efficienza del sistema
  • Lf = litri nel fermentatre
  • OG = densità del mosto nel fermentatore (ultime 2 cifre)

Indichiamo ora con x i Kg di malto da utilizzare e manipoliamo la formula per isolare l’incognita:

Ipotizzando di voler produrre 15L litri di mosto con OG 1.050, andiamo a sostituire i valori numerici nella formula:

Per produrre 15L di birra 100% Pale Malt in un sistema con il 56% di efficienza occorrono 4.46 Kg di malto..

CALCOLO DEL VOLUME DI ACQUA

Per capire quanta acqua utilizzare nel mash, partiamo dal mosto che desideriamo avere nel fermentatore e risaliamo il processo considerando le perdite nelle varie fasi.

Nel BIAB le perdite sono generate da:

  • mosto che rimane nei grani dopo l’estrazione della sacca
  • acqua che evapora durante la bollitura
  • mosto che rimane sul fondo della pentola di bollitura dopo il travaso nel fermenatore (trub)

Come per l’efficienza, anche in questo caso non potremo conoscere a priori l’entità di queste perdite, quindi dovremo stimarle. In questo esempio riporto le perdite del mio impianto:

  • assorbimento grani: 0.6 L/Kg
  • evaporazione: 3 L/h
  • trub: 4,5 L

Come vedete il valore del trub è alto, dopo vi spiego perché.

Sommando questi valori otteniamo le perdite totali (in litri, ipotizzando di bollire per un’ora):

Sommando a queste perdite i litri di mosto che vogliamo ottenere nel fermentatore, arriviamo al volume dell’acqua da utilizzare nel mash:

Dividendo questo volume per i Kg di malto, arriviamo al famoso rapporto acqua grani che, in questo caso, è pari a 5.64 L/Kg.

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E SE VOLESSI PRODURRE PIÙ BIRRA?

Ipotizziamo di voler aumentare il volume di mosto nel fermentatore a 25 litri. Istintivamente ci verrebbe da aggiungere 10 litri di acqua al sistema e via. Ma non è così semplice.

Aggiungendo acqua andiamo a diluire il mosto abbassando la densità. Dovremo quindi aumentare la quantità di malto per mantenere la densità del mosto a 1.050. Questo fa aumentare le perdite per assorbimento da parte dei grani. Come si procede? Semplice, si riparte da capo.

Quanti chilogrammi di malto servono? Riprendiamo la formula sostituendo 25L al posto di 15L:

serviranno quindi 7.44 Kg di malto anziché 4.46. Ricalcoliamo le perdite del sistema:

Notiamo quindi che i litri da aggiungere non sono 10 ma 12.

In questo caso, il rapporto acqua grani è sceso a 5 L/Kg. Questo rapporto non è costante perché dipende in maniera non lineare dalle perdite complessive del sistema. Se avessimo calcolato il volume di acqua da usare nel mash utilizzando il rapporto acqua/grani dell’esempio precedente (5.6 L/Kg), avremmo ottenuto 4.6L di birra in più ma l’efficienza sarebbe stata inevitabilmente più bassa (nulla si crea e nulla si distrugge). È fondamentale infatti ragionare a parità di efficienza e non a parità di L/Kg. 

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CONSIDERAZIONI SULL’EFFICIENZA

Anzitutto vi faccio i miei più sentiti complimenti se siete arrivati a leggere fino a qui. 🙂

Volevo approfondire un aspetto del mio impianto su cui spesso mi vengono richiesti chiarimenti. Si legge infatti sul web che con impianti BIAB si può arrivare anche al 70% di efficienza: come mai invece la mia è così bassa?

Per prima cosa io non strizzo la sacca dopo l’estrazione dalla pentola, quindi in quel passaggio perdo un po’ di mosto. Ho smesso di strizzarla perché il recupero di efficienza era scarso (parliamo di un +3% o al massimo +5%) mentre il rischio di tirare troppo la sacca e romperla è molto alto.

Quello che potrebbe fare la differenza è il volume del trub. Se invece di lasciare nel pentolone 4.5L di trub ne lasciassi il canonico litro e mezzo, l’efficienza, a parità di altre condizioni, balzerebbe subito intorno al 70%.

Come mai lascio tutto quel trub un pentola? La ragione è semplice: dopo diverse prove, ho deciso di eliminare qualsiasi filtro dal rubinetto della pentola. Per travasare sifono dall’alto, fermandomi quando il mosto inizia a pescare una quantità eccessiva di trub. E questo solitamente accade quando rimangono circa 4.5 litri di mosto in pentola.

Così facendo non ho più avuto blocchi durante il trasferimento dalla pentola al fermentatore, anche in quei casi (pochi, a dire la verità) in cui ho utilizzato una discreta quantità di luppolo in pentola. Preferisco semplificarmi la vita piuttosto che impiccarmi con i vari sistemi di filtraggio o con la pulizia di scambiatori a piastre e controflussi, con il solo scopo di aumentare l’efficienza. Uso invece una semplice serpentina a immersione che durante il raffreddamento fa depositare il trub sul fondo. Non faccio whirpool. Semplicemente prendo il sifone e inizio a pescare.

Alla fine, un’efficienza più bassa comporta solo l’utilizzo di un po’ di malto in più, che per i miei volumi si traduce in qualche centesimo euro.

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Appassionato di birra e di pub da sempre (in particolare quelli di impronta irlandese), dal 2012 mi sono lanciato nel mondo dell’homebrewing. Ho iniziato con i ragazzi di Brewing Bad con impianto a tre tini, ora produco in casa con un piccolo impianto BIAB elettrico da 10 litri. Nel 2014 ho frequentato il corso da degustatore presso l’Associazione Degustatori di Birra (oggi UDB). Dal 2015 sono docente nei corsi organizzati da Fermento Birra. Scrivo di homebrewing su Fermento Birra Magazine e curo la rubrica “Il Fermentatore nell’Armadio” su Cronache di Birra. Da Luglio 2017 sono ufficialmente giudice BJCP.

17 COMMENTS

  1. “Anzitutto vi faccio i miei più sentiti complimenti se siete arrivati a leggere fino a qui.”
    Hahahaha
    In realtà hai molto ben spiegato e reso facile da comprendere l’argomento, secondo me.

  2. Come sempre articoli scritti bene e che chiariscono decisamente le idee !!!
    Una domanda che mi è sorta sul finale è questa :” invece di lasciare in pentola tutti quei litri, una volta raffreddato non conviene invece utilizzare un altra sacca BIAB posizionata su fermentatore, in modo da poter filtrare ,versando il mosto, tutte le trub in un unico passaggio ??” cosi facendo faccio già un bello splash per ossigenare il mosto e porto via solo i fondi.

    • Si potrebbe fare, ma dovrei avere un’altra sacca, sanitizzarla, poi lavarla… Già sono stanco 🙂 Poi cmq l’idea di buttare tutto dentro così (la sacca filtra fino a un certo punto) non mi fa impazzire, anche se probabilmente poi non cambia granchè.

      • È passato un po’ di tempo… infatti ho iniziato già la lagerizzazione di quella cotta per poi imbottigliare… purtroppo non ho potuto fare il passaggio di filtraggio finale con la sacca biab, per il motivo che ho dovuto utilizzarla fin da subito per travasare le trebbie dal tino di ammostamento al tino di filtraggio.. avuto problemi col mio bazooka in fase di batch sparge. Ho fatto uno batch sparge con la sacca .. un oscenità !! sara magari per la prossima cotta

        • Comunque, nel caso, ti consiglio di usare una sacca solo per il filtraggio a freddo. Non userei la stessa sacca per gestire il mosto caldo con i grani e la birra finita: per quanto si sanitizzi o si faccia bollire, il rischio che qualcosa rimanga esiste sempre (tra l’altro non so nemmeno se le sacche BIAB sono adatte per la bollitura).

  3. Quello senz’altro!! Sinceramente le sacche biab non mi hanno mai entusiasmato tanto !! Ma sono comode per le prime cotte .. Grazie mille per i consigli

  4. Ciao Frank!
    Intanto sono soddisfatto nel vedere che non citi il famoso “coefficiente di contrazione” tra le perdite: non l’ho mai capito, ho sempre pensato che se raccolgo l’acqua a temperatura ambiente prima di iniziare e la riporto poi a temperatura ambiente (circa) prima di inoculare, perché dovrei considerare le variazioni di volume intermedie? Ma certamente mi sta sfuggendo qualcosa, visto che pare un dogma indiscutibile.
    Poi vorrei chiederti di aiutarmi un attimo nel mio ragionamento. A me risulta più facile ragionare in Mash efficiency: se voglio 19 litri a OG 1.052 nel fermentatore, sapendo che lascerò 3 litri di trub nella pentola di boil, calcolo la quantità di grani necessaria per ottenere 22 litri a OG 1.052. Quindi aggiungo 0,5 L/kg per assorbimento grani e 3,3 L per evaporazione. E così mi ritrovo con la quantità di acqua di mash. Ora: non capisco perché in Beersmith, se metto il parametro dimensione batch su 22L e imposto gli stessi valori di perdite che ti ho descritto, ottengo sempre una quantità di acqua prevista inferiore (anche al netto del litro del famoso coefficiente di contrazione), di circa 2 litri. Com’è possibile? Cosa mi sfugge?

    • Credo che il motivo è che beersmith ragiona con efficienza totale e non di mash (come ho descritto nel post). Tu puoi ragionare con efficienza di mash ma non è la vera efficienza e soprattutto non è quella che usa beersmith come valore percentuale.

  5. Ciao Frank,

    Da neofita del Biab mi e’ sorta una domanda.. I calcoli che fai sono intesi su un 100% di pale malt. Volendo usare il pale malt come base aggiungendo pero’ grani speciali (con diversi potenziali quindi), come posso modificare la formula per ottenere i totali di acqua e grani?

    Grazie mille e complimenti per il Blog!

    • Ciao Umbe, in questo caso conviene ragionare per Gravity Points.

      Supponiamo di prendere i dati di cui al post, ovvero di voler produrre 15 litri di birra con OG 1.050. Ipotizziamo di voler usare il 90% di malto Pale (potenziale 30 KG/10L) e il 10% di malto roasted (potenzale: 20 Kg/10L). La birra avrà un totale di 15 (Litri obiettivo) x 50 (OG) = 750 gravity points.

      Di questi, 75 devono venire dal malto roasted (10%) e 700 dal pale (90%). Per calcolare le rispettive quantità la formula è: gravity points / potenziale del malto / efficienza / 10.

      Quindi, nel caso del Pale avremo 700 / 30 / 56% / 10 = 4.16Kg; nel caso del roasted 75 / 20 / 56% / 10 = 0.66Kg per un totale di 4.82 Kg di malto.

      Come vedi, il totale in peso del malto è maggiore rispetto al caso 100% pale. Il roasted ha un potenziale minore e produce una OG più bassa a parità di tutto il resto, quindi in totale serve una quantità maggiore di malto. A questo punto si possono ricalcolare i litri d’acqua con le formule di cui sopra.

      Spero di aver chiarito il tuo dubbio.

      A ogni modo, se vuoi imparare bene queste formule di consiglio il libro di Ray Daniels “Progettare grandi birre”. All’inizio è bene padroneggiare questi valori per cogliere il senso alla base dei processi, poi è più semplice far gestire il tutto a programmi tipo Calcoliamo Birra, BrewPlus o Beersmith.

  6. domanda stupida Frank…..parlando di 15 litri di birra come supposizione di cotta,trovo diverse discordanze sulla possibilità della pentola da utilizzare,ho letto che una pentola da 20 litri sarebbe al limite,meglio da 25 litri o adirittura 30….ma come insegni lo spazio a disposizione per molti non è così benevole….sai darmi un tuo consiglio?…vorrei passare al BIAB dopo aver sperimentato con successo E+G.

    • Ti dò qualche dato basato sulla mia esperienza pratica: 15 litri di birra con OG 1060, in BIAB. Volume occupato nella pentola dal mash (è il volume critico): circa 25 litri. Io ho perdite piuttosto alte dopo il boil percé non faccio whirpool e non uso filtri, ma in genere se vuoi fare 20 litri ti serve una pentola da 30. A meno che tu non faccia tutte birre con bassa OG.

  7. Buonasera Frank.Sono un super-neofita e vorrei cominciare a produrre in Biab,dopo alcune cotte col kit e un esperimento (in fase di rifermentazione in bottiglia ) con un “pseudo all grain”.
    Ho poco spazio a disposizione ,una moglie sul piede di guerra (anche se apprezza la birra ) e una pentola molto piccola (per ora devo accontentarmi così) che fa circa 16-17 litri all’orlo.
    Da due conti ,fatti con brewplus e con le tue dritte,dovrei riuscire a realizzare dei minibatch di 7-8 litri.Si dice che nel Biab tutta l’acqua va inserita all’inizio. Leggo ,però, nel tuo articolo che se ottengo con mosto a densità più alta di quella prevista, potrei diluirlo con acqua nel fermentatore ( pensavo di poter recuperare un paio di litri in più,è possibile?).
    Esiste un calcolo che permette( dopo aver realizzato un mosto più denso) di calcolare l’aggiunta di acqua per realizzare la densità voluta nel fermentatore? Oppure si va a tentativi e non ne vale la pena? Ovviamente andrà calibrata anche la quantità dei luppoli. Si può fare anche quello?
    Scusami per il poema se hai avuto “la pazienza di leggere fin qui”. Grazie mille per i tuoi articoli.Se
    fortissimo.

    • Ciao Pietro, per i calcoli della diluizione esistono diversi calcolatori on line tipo questo:

      https://www.brewersfriend.com/dilution-and-boiloff-gravity-calculator/

      Il problema della diluizione post bollitura è che vengono diluiti anche gli IBU e questo potrebbe creare dei problemi se la percentuale di diluizione è alta. Come hai intuito e scritto anche tu, si possono ovviamente produrre più IBU in bollitura per arrivare al giusto livello dopo la diluzione, ma non conosco calcolatori che fanno questo tipo di calcolo (sicuramente esistono, perché in molti praticano la bollitura concentrata). Io uso la diluizione post bollitura come misura d’emergenza quando, per motivi ignoti, ottengo una efficienza molto più alta del previsto (capita).

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