Intro till vattenbehandling

Jag försöker oftast väva in lite lärande inslag samtidigt som jag beskriver en process eller berättar en i historia i mina inlägg. Huruvida detta är det bästa greppet, eller om man tydligare skulle separerat dessa ämnen är jag osäker på. I detta inlägg, avseende vattenbehandling provar jag ett annorlunda upplägg, utan direkt koppling till en specifik bryggning.

På området är jag egentligen novis, så det blir något av en intro och ett lärande för egen del också, men jag vet så mycket som att den enskilt största beståndsdelen i öl, med sina cirka 80 %, är vatten. Trots det, kanske ändå inte receptets viktigaste ingrediens för att åstadkomma ett drickbart öl, men väl värd en del extra uppmärksamhet och något jag kommer fördjupa mig i ytterligare framöver. Hade vetat att jag skulle hålla på med hembryggning när jag gick i skolan så hade jag lagt ner betydligt mer energi och närvaro under kemilektionerna. Mycket av skolkemin släppte jag så fort jag steg utanför portarna och har därför fått lära mig en del ånyo. Svensk litteratur på området är emellertid sparsam och den intresserade får istället vända sig till engelska diton. John Palmer skriver en del om vatten och vattenbehandling, riktat till hembryggare, och har varit min primära, eller egentligen enda kunskapskälla härvid, såväl i verkligheten som i texten nedan. Se vidare J. Palmer, How To Brew och J. Palmer & C. Kaminski, Water: A Comprehensive Guide för Brewers (del av Brewing Elements).

Av näst störst betydelse för den enzymatiska aktiviteten under mäskning, efter temperatur, är mäskens pH-värde. Någorlunda konsensus råder avseende optimalt mäsk-pH, vilket anses vara 5,2-5,6. Lägre i skalan för ljusa öl och högre för mörka. Värdena avser mätning i rumstemperatur en bit in i försockringsrasten. Ett pH-värde under 5 minskar den enzymatiska aktiviteten och kan grumla vörten medan ett värde över 6 ökar utvinningen av silikat och tanniner från maltskalen, vilket i sin tur ger oönskade bismaker. pH-värdet påverkar således utbytet, men också förjäsbarheten i viss mån. Därutöver har mäskens pH i sig även en direkt inverkan på det färdiga ölets smak. Det är nämligen mäsk-pH:t som styr ölets pH och ölets pH avgör i nästa led hur smakerna kommer att uppfattas i munnen.

Bryggvattnets ursprungliga pH-värde är faktiskt av mindre betydelse för mäskens pH. Av större vikt är istället vattnets sammansättning och dess alkanitet tillsammans med de maltsorter som används. Mäskvetenskap blir därför en kombination av vatten- och maltkemi. För vattnets vidkommande, mest relevant för mäsk-pH isolerat är något som kallas ”rest-alkanitet” (residiual alkanity eller RA), mer nedan. Val av malt påverkar i två avseende, dels vad gäller maltens egen pH men också den specifika bufferkapaciteten hos malten i fråga. pH-värdet hos basmalt ligger någonstans i spannet mellan 5,7 och 6,0, medan mörkare sorter och specialmalter är surare och kan ligga så lågt som 4,0. Dessa värden avser mätning vid mäskning av den specifika malten i destillerat vatten. Mäskens pH blir således ett resultat av vattnets RA och de maltsorter som används.

Vattnets sammansättning har ytterligare påverkan under bryggprocessen och slutresultatet. En del joner påverkar såväl jästaktivitet som humle- och maltkaraktär hos det färdiga ölet. Man får dock justera vattensammansättningen med viss försiktighet då de salter som tillsätts kan påverka smaken och även vara direkt skadliga i högre doser. Så tillse att vattnet håller sig inom rekommenderade nivåer efter justering.

Börja med att begära ut en analysrapport för ditt vatten från din vattenleverantör. Detta brukar de gladeligen tillhandahålla kostnadsfritt. Har man eget vatten är det lite knepigare och då får man istället skicka iväg ett prov på analys. Min vattenleverantör har varit väldigt tillmötesgående, och trots att jag är jobbig och begär ut rapporter förhållandevis ofta, för att hålla koll på variationer, är det aldrig några problem. De parametrar som är av störst betydelse i bryggvattnet är Alkanitet, Kalcium, Klorid, Magnesium, Natrium och Sulfat. Utifrån min vattenrapport har jag fått fram följande vattenprofil, där vissa värden anges i ett spann till följd av variation mellan mätningar.

Kalcium: En nivå av 100-150 mg/l rekommenderas för tillfredsställande pH-stabilitet vid mäskning och lakning.
Magnesium: En viktig näringskälla för jästen som kräver en nivå av minst 5 mg/l, men den rekommenderade nivån ligger på 0-40 mg/l, då det sägs förstärka smaken hos framförallt mörkare öl.
Sulfat: Har ingen påverkan på pH-värdet vare sig i mäsken eller vörten, men förstärker humlekaraktären och kan få ölet att smaka torrare. För humledominerade öl rekommenderas en nivå av 150-400 mg/l och för övriga 50-150 mg/l.
Alkanitet: Mäts vanligtvis i mg HCO3/l i Sverige, men kan också anges som CaCO3 och är i regel inte önskvärt hos bryggvatten. Ett rekommenderat tröskelvärde på 120 mg HCO3/l, som inte bör överstigas. Vattnets alkanitet har förhållandevis stor påverkan på den så kallade rest-alkaniteten, se nomogrammet nedan.
Klorid: Förstärker maltsmaken hos öl, men påverkar inte pH-värdet. Nivån bör ligga någonstans mellan 50-150 mg/l.
Natrium: Liksom klorid så förstärker natrium maltkaraktären, men påverkar inte pH och nivån bör inte överstiga 100 mg/l.

På grund av tidigare nämnda bristande egna kemikunskaper har jag därefter varit tvungen att lita, närmast till fullo, på John Palmer och de verktyg som tillhandahålls i boken How To Brew, som finns att läsa kostnadsfritt här tillsammans med nedladdningsbara verktyg och instruktioner. Här under har jag använt Palmers Nomogram för uträkning av rest-alkanitet och lämplig ölfärg utifrån befintlig vattenprofil.

Nomogrammet ger en snabb och översiktlig bild för vattnet, där mitt RA-värde landar på 55-60, röd och blå linje. Den gröna linjen visar även mitt justerade vatten (nedan). Palmer tillhandahåller även excelbaserade kalkylblad för mer exakt uträkning av såväl befintligt vatten som justerat. Det finns såklart bryggprogram som gör detta också.

Kalkylbladet är uppbyggt så att man väljer önskad öltyp och får tillbaka rekommenderade värden för joner och salter. Den egna vattenprofilen matas in och man får ett exakt RA-värde tillbaka. Utifrån detta visas hur mycket alkaniteten behöver justeras, upp eller ner. I nästa steg har man därvid möjlighet att se hur tillsättning av olika salter påverkar vattenprofilen och alkaniteten. Under detta steg laborerar man således till att man har nått önskat värde. Värdena av eventuellt justerat vatten visas under ett senare steg i bladet och ställs därvid även i förhållande till de rekommenderade nivåerna för den valda öltypen, som man såklart bör hålla sig inom.

Det enklaste sättet att ändra sin vattenprofil är således genom tillsättning av salter. Skulle man istället redan ligga för högt på för många parametrar, särskilt alkanitet, står ändå några alternativ till buds. Ett sätt är att förkoka bryggvattnet, vilket gör att alkaniteten reduceras. Man kan också späda ut med destillerat vatten som minskar nivåerna i enlighet med spädningsförhållandet. Eller helt utgå ifrån detta och skapa den önskade vattenprofilen ifrån noll. Nackdelen med destillerat vatten är att det är dyrt och svårt att framställa själv. Därutöver kan man använda så kallat RO-vatten (Reverse Osmosis eller omvänd osmosis). Omvänd osmosis är en process som filtrerar vattnet, ”avsaltar” och tar bort den största delen av joner och mineraler. Utrustning för omvänd osmosis finns att få tag i för hemmabruk.

Nedan visualiseras min senaste vattenprofil och justering inför bryggning av en amerikansk IPA. Vattnets joner kan sällan tillsättas i ren form och man är hänvisad till olika salter, och eftersom de i regel är sammansatta kan de påverka flera parametrar. Nedan har jag justerat 36 liter mäskvatten och de salter jag har tillsatt anges i gram.

Alla dessa uträkningarna görs som sagt automatiskt i kalkylbladet och någon större kunskap om de salternas individuella påverkan krävs inte. I mitt fall, ovan, landade jag dock ändå något högre än önskvärt vad gäller mäsk-pH. Huruvida det är möjligt att komma ner ytterligare, kanske en tiondel lägre återstår att se. Till nästa gång kommer jag ändå att prova justera ytterligare för att landa ett RA-värde i skalans lägre del.

Detta var mina inledande tankar och reflektioner kring vattenbehandling. Om inlägget tillför något i diskussionerna låter jag vara osagt, däremot har det varit lärorikt för egen del och som jag nämnde inledningsvis kommer jag fortsätta fördjupa mig i ämnet. Återkoppla gärna med kommentarer på det jag har skrivit. Särskilt intressant vore synpunkter på nivån jag har valt att lägga framställningen, eller vad som annars vore lämpligt.