La gravedad , en el contexto de la fermentación de bebidas alcohólicas , se refiere a la gravedad específica (abreviada SG), o densidad relativa en comparación con el agua, del mosto o mosto en las distintas etapas de la fermentación. El concepto se utiliza en las industrias cervecera y vitivinícola. La gravedad específica se mide mediante un hidrómetro , refractómetro , picnómetro o medidor electrónico de tubo en U oscilante .
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 SG a lo largo del tiempo, el cervecero obtiene información sobre la salud y el progreso de la fermentación y determina que se completa cuando la gravedad deja de disminuir. Si finaliza la fermentación, la gravedad específica se denomina gravedad final (abreviada FG). Por ejemplo, para una cerveza de concentración típica, la gravedad original (abreviada OG) podría ser 1,050 y 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 utilizada por la industria del vino. Por ejemplo, OG 1.050 equivale aproximadamente a 12 °P.
Al considerar la densidad original, el cervecero o el viticultor obtienen una indicación del probable contenido alcohólico final de su producto. El OE (extracto original) a menudo se denomina "tamaño" de la cerveza y, en Europa, suele estar impreso en la etiqueta como Stammwürze o, a veces, simplemente como un porcentaje. En la República Checa, por ejemplo, las descripciones comunes son "cervezas de 10 grados", "cervezas de 12 grados", que en Platón se refieren a la densidad 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 cuánta azúcar se ha convertido en alcohol. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor será la cantidad de alcohol presente y, por tanto, más fuerte será la cerveza. Esta es la razón por la que a las cervezas fuertes a veces se les llama cervezas de alta densidad, y a las cervezas "de sesión" o "pequeñas" se les llama cervezas de baja densidad, aunque en teoría la densidad final de una cerveza fuerte podría ser menor que la de una cerveza de sesión porque de 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 presión tanto de la muestra como del agua. Siempre se considera que la presión (en la elaboración de cerveza) es 1 atmósfera estándar (1.013,25 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 usar diferentes temperaturas y hay ¿Los hidrómetros se venden calibrados, por ejemplo, a 16 °C (60 °F)? Es importante, cuando se trate de una conversión a °P, que se utilice el par de temperaturas adecuado para la tabla de conversión o fórmula que se utilice. 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 verdadera gravedad específica, 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 picnómetros que también se realizan en aire. Las lecturas del hidrómetro y la proporción 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 lecturas aparentes
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 él, 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 Platón . El símbolo indicará OE en las fórmulas siguientes.
La gravedad final es la gravedad específica medida al finalizar la fermentación. El extracto aparente, denotado , es el °P obtenido al insertar el FG en las fórmulas o tablas del artículo de la escala de Platón . El uso de "aparente" aquí no debe confundirse con el uso de ese término para describir lecturas de gravedad específica que no han sido corregidas 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 ha sido desgasificada y clarificada mediante filtración u otros medios. Esto suele hacerse como parte de una destilación en la que se recoge el alcohol para un análisis cuantitativo, pero también se puede realizar mediante evaporación en un baño de agua. Si el residuo se recupera hasta el volumen original de cerveza que estuvo sujeto al proceso de evaporación, la gravedad específica de esa cerveza reconstituida se mide y se convierte a Platón usando las tablas y fórmulas del artículo de Platón , entonces el TE es
Consulte el artículo de Platón para obtener más detalles. TE se indica 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, se puede determinar la cantidad de alcohol (en gramos) formado durante la fermentación. . La fórmula siguiente, atribuida a Balling [1] : 427
donde indica la cantidad de gramos de alcohol por 100 gramos (3,5 oz) de cerveza, es decir, el ABW. Tenga en cuenta que el contenido de alcohol depende no sólo de la disminución del extracto sino también del factor multiplicativo que depende del OE. De Clerck [1] : 428 valores de Balling tabulados, pero se pueden calcular simplemente a partir de p
Esta fórmula está bien para aquellos que desean tomarse la molestia de calcular TE (cuyo valor real reside en determinar la atenuación), que es sólo una pequeña fracción de los cerveceros. Otros quieren una ruta más sencilla y rápida para determinar el grado alcohólico. Esto se basa 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 p/p). . El uso del principio de Tabarie nos permite calcular el extracto verdadero de una cerveza con extracto aparente como
donde es una función que convierte SG a °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 de alcohol, el resultado, después de la reorganización, es
Lo cual se puede resolver, aunque sea de forma iterativa, en función de OE y AE. Nuevamente es posible llegar a una relación de la forma
De Clerk también tabula valores para .
La mayoría de los cerveceros y consumidores están acostumbrados a que el contenido de alcohol se informe por volumen (ABV) en lugar de por peso. La interconversión es sencilla pero se debe conocer el peso específico de la cerveza:
Esta es la cantidad de centímetros cúbicos de etanol en 100 cc (6 pulgadas cúbicas) de cerveza.
Debido a que 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 encontrar 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 se puede tomar 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. Fórmulas para alcohol similares a esta última abundan en la literatura cervecera y son muy populares entre los cerveceros caseros. Fórmulas como ésta permiten marcar los hidrómetros con escalas de "alcohol potencial" basándose en el supuesto de que el FG será cercano a 1, lo que es más probable que ocurra en la elaboración de vino que en la elaboración de cerveza, y es para los viticultores a quienes estas normalmente se venden.
La caída 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 TE
y el grado aparente de fermentación (ADF) se basa en AE
Debido a la relación casi lineal entre (SG − 1) y °P, se pueden usar gravedades específicas en la fórmula ADF como se muestra.
La relación entre SG y °P se puede aproximar aproximadamente usando la ecuación de conversión de regla general "puntos de cervecería divididos por cuatro", donde los "puntos de elaboración de cerveza" o "gravedad" son las milésimas de SG por encima de 1:
La cantidad de extracto en grados Platón viene dada aproximadamente por los puntos divididos por 4:
Como ejemplo, se diría que un mosto de SG 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 SG y °P.
Sin embargo, la aproximación anterior tiene un error cada vez mayor a medida que aumentan los valores 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 medio inferior a 0,02 °P) utilizando la siguiente fórmula: [2]
donde la gravedad específica se medirá a una temperatura de T = 20 °C. La relación equivalente que da SG a 20 °C para un °P dado es:
Los puntos se pueden utilizar en las fórmulas ADF y RDF. Así, se diría que una cerveza con OG 1.050 que fermentó a 1.010 se atenuó 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 cerveceros tienen a su disposición herramientas de software para convertir entre las distintas unidades de medida y ajustar los ingredientes y programas del macerado para cumplir con los valores objetivo. Los datos resultantes se pueden intercambiar a través de BeerXML con otros cerveceros para facilitar una replicación precisa.
![{\displaystyle {\left[pP\left(P^{-1}(m)+1-{\frac {\rho _{\text{EtOH}}(A_{w})}{\rho _{\ text{agua}}}}\right)\right] \over (2.0665-1.0665p/100)}-A_{w}=0}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c02c901382e0ee921173462f076dc5788718f9f7)
