La gravedad , en el contexto de la fermentación de bebidas alcohólicas , se refiere a la gravedad específica (abreviada como SG), o densidad relativa en comparación con el agua, del mosto en varias etapas de la fermentación. El concepto se utiliza en las industrias cervecera y vinícola. La gravedad específica se mide con un hidrómetro , refractómetro , picnómetro o medidor electrónico oscilante de tubo en U.
La densidad de un mosto depende en gran medida del contenido de azúcar del mosto. Durante la fermentación alcohólica , la levadura convierte los azúcares en dióxido de carbono y alcohol. Al monitorear la disminución de la gravedad específica a lo largo del tiempo, el cervecero obtiene información sobre la salud y el progreso de la fermentación y determina que está completa cuando la gravedad deja de disminuir. Si la fermentación ha terminado, la gravedad específica se denomina gravedad final (abreviada FG). Por ejemplo, para una cerveza de graduación típica, la gravedad original (abreviada OG) podría ser 1.050 y la FG podría ser 1.010.
Se han utilizado varias escalas diferentes para medir la gravedad original. Por razones históricas, la industria cervecera utiliza en gran medida la escala Platón (°P), que es esencialmente la misma que la escala Brix que utiliza la industria del vino. Por ejemplo, OG 1.050 equivale aproximadamente a 12 °P.
Teniendo en cuenta la densidad original, el cervecero o el viticultor obtienen una indicación del probable contenido alcohólico final de su producto. El OE (extracto original) se suele denominar "tamaño" de la cerveza y, en Europa, suele aparecer impreso en la etiqueta como Stammwürze o, a veces, simplemente como porcentaje. En la República Checa, por ejemplo, las descripciones habituales son "cervezas de 10 grados", "cervezas de 12 grados", que hacen referencia a la densidad en Plato del mosto antes de la fermentación.
La diferencia entre la densidad original del mosto y la densidad final de la cerveza es una indicación de la cantidad de azúcar que se ha convertido en alcohol. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor será la cantidad de alcohol presente y, por lo tanto, más fuerte será la cerveza. Por eso, a las cervezas fuertes a veces se las denomina cervezas de alta densidad y a las cervezas "de sesión" o "pequeñas" se las denomina cervezas de baja densidad, aunque en teoría la densidad final de una cerveza fuerte puede ser menor que la de una cerveza de sesión debido a la mayor cantidad de alcohol presente.
La gravedad específica es la relación entre la densidad de una muestra (de cualquier sustancia) y la densidad del agua. La relación depende de la temperatura y la presión tanto de la muestra como del agua. La presión siempre se considera (en la elaboración de cerveza) como 1 atmósfera estándar (1013,25 hPa) y la temperatura suele ser de 20 °C (68 °F) tanto para la muestra como para el agua, pero en algunas partes del mundo se pueden utilizar temperaturas diferentes y hay hidrómetros que se venden calibrados, por ejemplo, a 16 °C (60 °F). Es importante, cuando se trata de cualquier conversión a °P, que se utilice el par de temperaturas adecuado para la tabla o fórmula de conversión que se emplee. La tabla ASBC actual es (20 °C/20 °C), lo que significa que la densidad se mide a 20 °C (68 °F) y se hace referencia a la densidad del agua a 20 °C (68 °F) (es decir, 0,998203 g/cm 3 o 0,0360624 lb/cu in). Matemáticamente
Esta fórmula proporciona la gravedad específica verdadera, es decir, basada en densidades. Los cerveceros no pueden (a menos que utilicen un medidor de tubo en U ) medir la densidad directamente y, por lo tanto, deben utilizar un hidrómetro, cuyo vástago está bañado en aire, o pesajes con picnómetro que también se realizan en el aire. Las lecturas del hidrómetro y la relación de los pesos del picnómetro están influenciadas por el aire (consulte el artículo Gravedad específica para obtener más detalles) y se denominan lecturas "aparentes". Las lecturas verdaderas se obtienen fácilmente a partir de las lecturas aparentes mediante
Sin embargo, la tabla ASBC utiliza gravedades específicas aparentes, por lo que muchos densímetros electrónicos producirán automáticamente los números °P correctos.
La gravedad original es la gravedad específica medida antes de la fermentación. A partir de ella, el analista puede calcular el extracto original, que es la masa (gramos) de azúcar en 100 gramos (3,5 oz) de mosto (°P) mediante el uso de la escala de Platón . El símbolo indicará OE en las fórmulas que siguen.
La gravedad final es la gravedad específica medida al finalizar la fermentación. El extracto aparente, denominado , es el °P obtenido al insertar la gravedad específica en las fórmulas o tablas del artículo sobre la escala de Platón . El uso de "aparente" aquí no debe confundirse con el uso de ese término para describir las lecturas de gravedad específica que no se han corregido por los efectos del aire.
La cantidad de extracto que no se convirtió en biomasa de levadura, dióxido de carbono o etanol se puede estimar eliminando el alcohol de la cerveza que se ha desgasificado y clarificado por filtración u otros medios. Esto se hace a menudo como parte de una destilación en la que se recoge el alcohol para un análisis cuantitativo, pero también se puede hacer por evaporación en un baño de agua. Si el residuo se recupera hasta el volumen original de cerveza que se sometió al proceso de evaporación, se mide la gravedad específica de esa cerveza reconstituida y se convierte a Platón utilizando las tablas y fórmulas del artículo de Platón , entonces la TE es
Consulte el artículo de Platón para obtener más detalles. El TE se denota con el símbolo . Esta es la cantidad de gramos de extracto que quedan en 100 gramos (3,5 oz) de cerveza al finalizar la fermentación.
Conociendo la cantidad de extracto en 100 gramos (3,5 oz) de mosto antes de la fermentación y la cantidad de gramos de extracto en 100 gramos (3,5 oz) de cerveza al finalizar la fermentación, se puede determinar la cantidad de alcohol (en gramos) formada durante la fermentación. La fórmula es la siguiente, atribuida a Balling [1] : 427
donde da el número de gramos de alcohol por cada 100 gramos (3,5 oz) de cerveza, es decir, el ABW. Nótese que el contenido de alcohol no solo depende de la disminución del extracto sino también del factor multiplicativo que depende del OE. De Clerck [1] : 428 valores de Ballings tabulados para pero se pueden calcular simplemente a partir de p
Esta fórmula es buena para aquellos que desean tomarse la molestia de calcular la TE (cuyo valor real radica en determinar la atenuación), que es solo una pequeña fracción de los cerveceros. Otros desean una ruta más simple y rápida para determinar la graduación alcohólica. Esto se encuentra en el Principio de Tabarie [1] : 428 que establece que la depresión de la gravedad específica en la cerveza a la que se agrega etanol es la misma que la depresión del agua a la que se le ha agregado una cantidad igual de alcohol (en base aw/w). El uso del principio de Tabarie nos permite calcular el extracto real de una cerveza con extracto aparente como
donde es una función que convierte SG en °P (ver Platón ) y (ver Platón ) su inversa y es la densidad de una solución acuosa de etanol de concentración en peso a 20 °C. Al insertar esto en la fórmula del alcohol, el resultado, después de la reorganización, es
Lo cual se puede resolver, aunque sea de manera iterativa, como función de OE y AE. Nuevamente es posible llegar a una relación de la forma
De Clerk también tabula los valores para .
La mayoría de los cerveceros y consumidores están acostumbrados a que el contenido de alcohol se indique por volumen (ABV) en lugar de por peso. La conversión es sencilla, pero se debe conocer la gravedad específica de la cerveza:
Este es el número de centímetros cúbicos de etanol en 100 cc (6 pulgadas cúbicas) de cerveza.
Debido a que el ABV depende de factores multiplicativos (uno de los cuales depende del extracto original y otro del final), así como de la diferencia entre OE y AE, es imposible llegar a una fórmula de la forma
donde es una constante simple. Debido a la relación casi lineal entre el extracto y (SG − 1) (ver gravedad específica ), en particular porque la fórmula ABV se escribe como
Si el valor dado anteriormente corresponde a un OE de 12 °P que es 0,4187, y 1,010 puede tomarse como un FG típico, entonces esto se simplifica a
Con valores típicos de 1,050 y 1,010 para OG y FG, respectivamente, esta fórmula simplificada da un ABV de 5,31% en comparación con el 5,23% de la fórmula más precisa. Las fórmulas para el alcohol similares a esta última simple abundan en la literatura sobre elaboración de cerveza y son muy populares entre los cerveceros caseros. Fórmulas como esta permiten marcar hidrómetros con escalas de "alcohol potencial" basadas en el supuesto de que el FG estará cerca de 1, lo que es más probable que suceda en la elaboración de vino que en la elaboración de cerveza, y es a los viticultores a quienes generalmente se venden estas fórmulas.
La pérdida de extracto durante la fermentación dividida por el OE representa el porcentaje de azúcar que se ha consumido. El grado real de atenuación (RDF) se basa en el TE.
y el grado aparente de fermentación (ADF) se basa en AE
Debido a la relación casi lineal entre (SG − 1) y °P, las gravedades específicas se pueden utilizar en la fórmula ADF como se muestra.
La relación entre SG y °P se puede aproximar aproximadamente utilizando la ecuación de conversión empírica "puntos de elaboración divididos por cuatro", donde los "puntos de elaboración" o "puntos de gravedad" son las milésimas de SG por encima de 1:
La cantidad de extracto en grados Platón se da así aproximadamente dividiendo los puntos por 4:
Por ejemplo, se diría que un mosto con una gravedad específica de 1,050 tiene 1000(1,050 − 1) = 50 puntos y contiene 50/4 = 12,5 °P de extracto. Esta es simplemente la aproximación lineal a la verdadera relación entre gravedad específica y °P.
Sin embargo, la aproximación anterior tiene un error cada vez mayor para valores crecientes de gravedad específica y se desvía, por ejemplo, en 0,67°P cuando SG = 1,080. Se puede realizar una conversión mucho más precisa (error medio promedio menor a 0,02°P) utilizando la siguiente fórmula: [2]
donde la gravedad específica se mide a una temperatura de T = 20 °C. La relación equivalente que da la gravedad específica a 20 °C para un °P dado es:
Los puntos se pueden utilizar en las fórmulas ADF y RDF. Por lo tanto, se diría que una cerveza con OG 1.050 que fermentó a 1.010 ha atenuado 100 × (50 − 10)/50 = 80%. Los puntos también se pueden utilizar en las versiones SG de las fórmulas de alcohol. Simplemente es necesario multiplicar por 1000, ya que los puntos son 1000 veces (SG − 1).
Los fabricantes de cerveza disponen de herramientas de software para realizar conversiones entre las distintas unidades de medida y ajustar los ingredientes y los cronogramas de maceración para cumplir con los valores objetivo. Los datos resultantes se pueden intercambiar a través de BeerXML con otros fabricantes de cerveza para facilitar una reproducción precisa.
![{\displaystyle {\left[pP\left(P^{-1}(m)+1-{\frac {\rho _{\text{EtOH}}(A_{w})}{\rho _{\text{agua}}}}\right)\right] \sobre (2,0665-1,0665p/100)}-A_{w}=0}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c02c901382e0ee921173462f076dc5788718f9f7)
