Schüttung und Gußführung
Erfassungs- und Ergebnisbereich Schüttung und Gußführung
Hier befinden wir uns im "Herz der Rezeptur". Hier wird u.a. die Zielmenge(Volumen kalte Würze) und die Zielkonzentration(Extrakt kalte Würze) der Kaltwürze(KW) festgelegt. In der Folge wird aus Ihren Angaben der Rohstoffeinsatz in Form einer klassischen Schüttung und die nötige Brauwassermenge in Form von Hauptguss, Nachguss bzw. Gesamtguss und vieles mehr berechnet. Im Fenster "Ziel-/Istwerterfassung Würzebereitung" befinden sich die änderbaren Eingabefelder - alle anderen Fensterinhalte sind berechnet.
Eine Ausnahme bildet die Nachgussmenge. Ab Version 2.0.4 kann durch einen Doppelklick auf das Anwendersymbol die Nachgussmenge geändert werden.
Wenn Sie die Anwendung neu gestartet haben, finden Sie hier Ihre Vorschlagwerte wieder die Sie in den Einstellungen hinterlegt haben.
Auf die hier verwendeten Feldbezeichner mit deren technologischer Relevanz möchte ich an dieser Stelle nicht eingehen - am Ende sollte klar sein, was z.B. mit "Gesamtmaische", "Gesamtverdampfung", "Hauptguß" usw. gemeint ist. Allerdings verwende ich ein paar wenige Kürzel, die ich in der Folge kurz erkläre:
Extr. = Extrakt
Pf.voll = Pfanne voll
KW = kalte Würze
AW = Aussschlagwürze
Auf ein paar wenige Eingabe- und berechnete Felder möchte ich dennoch im Detail eingehen.
Extr.KW(Extraktgehalt kalte Würze) und Volumen KW(Volumen kalte Würze)
Vielleicht wundern Sie sich drüber, dass an dieser Stelle der Rezeptur für die Zielvorgaben Menge und Konzentration nicht wie gewohnt die heiße Würze, sondern die kalte Würze herangezogen wird. Nun, es gibt eine Reihe von Gründen aber der ehrlichste/provokanteste davon ist wohl der, dass am Ende doch nur interessant ist, im Rahmen einer Rezeptur zumindest, wie viel Würze bei Anstelltemperatur im Gärkeller ankommt und welche Konzentration diese Menge hat. Nicht dass Sie das falsch verstehen - die Vorgänge bei der Würzegewinnung bedürfen der allergrößten Aufmerksamkeit - das wissen wir alle.
Hier aber befinden wird uns an einer Stelle der Rezeptur an der ein Primärziel u.a. Extraktgewinnung heißt und dazu gehört eben auch, dass man die extraktgebenden Komponenten der Braurezeptur in ihrer Einsatzmenge, der Verarbeitung und entlang der technischen Einrichtung mit den Zielwerten Würzekonzentration und Würzemenge in Einklang zu bringen hat. Unter Einklang verstehe ich hier u.a., dass dem nachgelagerten Prozessschritt(Hauptgärung/Gärkeller), den Qualitätsvorgaben entsprechend, Mengen und Konzentrationen wie vereinbart übergeben werden und in der Regel sind das die Vorgaben rund um die kalte Würze.
Entscheidend bei der Rezepturentwicklung ist, dass an den Übergabepunkten "Von Prozessschritt - Auf Prozessschritt" mit gleichem Maß verglichen und berechnet wird und das mag so manche Berechnungsgröße leisten aber sicher nicht die Eingangsparameter die man für gewöhnlich entlang der heißen Würze im Sudhaus ermittelt hat oder annimmt(ganz unabhängig davon, dass sich die Heißwürzemenge in vielen modernen Sudhäusern überhaupt nicht mehr ermitteln lässt und auch nur noch einen im Nachgang über bekannte Faktoren ermittelten Wert darstellt).
Bitte lesen Sie zu diesem Thema auch die Ausführungen im Kapitel Die Sudhausausbeute.
Das ist aber längst noch nicht alles. Ein weiterer Punkt wird im folgenden Kapitel beschrieben.
Das Volumen Pfanne voll (Pfanne voll Menge oder ugs. nur Pf.voll)
Nüchtern am klassischen Prozess fest gemacht ist die Pfanne dann voll, wenn der letzte Nachguss in der Pfanne ist. Damit beschreiben die Prozessschritte "Pfanne voll" und "letzter Nachguss Ende" ein und den selben (Prozess)Zeitpunkt. In einem optimalen Umfeld kommt der Prozessschritt "Kochbeginn" noch hinzu. Die drei genannten Prozessschritte finden dann zum selben Zeitpunkt statt.
Im Rahmen einer Rezeptgestaltung kann die Pfanne voll Menge auf unterschiedliche Art- und Weise berechnet werden:
Während die Formeln in 1 und 2 rückwirkend über eine verdampfte Wassermenge auf die Pfanne voll Menge schließen geht Formel 3 davon aus, dass vom Gesamtguss diejenige Wassermenge in der Pfanne gelandet sein muss, die bis zu diesem Zeitpunkt nicht verloren gegangen ist(nur das rechnerisch ermittelte Wasser in den Trebern). In der Theorie müssten alle drei Rechenvarianten zum selben Ergebnis führen, jedoch weichen sie in der Praxis leicht voneinander ab.
Die Abweichungen sind sowohl im Rechenwerk als auch in der Erfassung der Rechenwerte zu suchen. Die unterschiedlichen Temperaturniveaus haben Dichteänderungen zur Folge und sie kontraktieren die Gerätschaften. Die Formeln 1 und 2 rechnen mit der heißen Würze und damit mit der Hopfengabe, während die Formel 3 von einer Hopfengabe noch gar nichts weiß. Formel 3 dagegen berücksichtigt als Verlust nur das Wasser in den Trebern und geht damit freimütig davon aus, dass es so etwas wie eine Glattwassermenge nicht gibt. Die Formeln 2 und 3 dagegen braucht die Glattwassermenge nicht zu interessieren.
Wollte man für alle drei Formeln ein einheitliches Rechenergebnis erzielen, währen individuelle Dichte- und Korrekturfaktoren von Nöten, die im Rahmen einer Rezeptgestaltung zu pflegen, niemand bereit ist. Die Abweichungen sind auch zum Teil so gering, dass der Erfassungsaufwand einfach nicht lohnt.
BrewRecipeDeveloper arbeitet mit der Formel 1 und mit dem im Rezept eingestellten Kontraktionsfaktor(klassisch = 0,96).
Diese berechnete Größe spielt eine ganz entscheidende Rolle bei den Berechnungen rund um die Sudhausarbeit. Mir ist durchaus bewusst, dass sich so manch ein Brauer schwer damit tut die Vorgänge insgesamt aus Sicht des Extraktes zu betrachten - was aber beim Blick auf die klassischen Berechnungen wie z.B. die der Schüttung, der Sudhausausbeute oder der des Schwand auch kein Wunder ist.
Sieht man sich z.B. die Formel für die Sudhausausbeute(Heißwürzeausbeute) einmal näher an, stellt man fest, dass die gewonnene Extraktmenge im Zähler(Volumen x Dichte x Würzekonzentration x Korrekturfaktor) zu einer Rohstoffmenge im Nenner(Masse Rohstoff, klassisch die Schüttung) in Beziehung gesetzt wird. Wie viel Extrakt bzw. welche Extraktkonzentration diese Rohstoffmenge im Nenner hat, bleibt dabei völlig unberücksichtigt. Warum ?
Nun, es gibt zum einen die so genannte Münchner Vereinbarung aus dem Jahr 1962 die die Berechnungsmodalitäten zur Heißwürzeausbeute fest schreibt(bzw. nach Narziß, L., Abriß der Bierbrauerei, 6.Auflage, S.178) und den Sachverhalt, dass zu dieser Zeit dass Würzevolumen durch Abstechen der heißen Würze festgestellt wurde und eine Messung der Kaltwürzemenge via IDM , z.B. nach dem Plattenkühler, eher unüblich und auch zollrechtlich nicht relevant war.
Seit her sind über 50 Jahre vergangen und ein Blick über den Tellerrand lohnt sich.
Der Extraktbedarf soll ist die Masse an Extrakt die im unvergorenen Kaltwürzevolumen vorhanden sein muss. Er ist damit der Pendant zu der oben erwähnten Extraktmenge im Zähler in der Formel zur Berechnung der Sudhausausbeute(Heißwürzeausbeute) - allerdings in Bezug zum Volumen der kalten Würze:
Extraktbedarf soll[kg] = Volumen kalte Würze[l] x Dichte20/4 [kg/l] x Extraktkonzentration der kalten Würze[%mas]
Verwenden Sie die Dichteangaben 20/4 in der Platotabelle, um die Angaben von GG%(%mas) in GV% umzurechnen.
Für das einleitende Beispiel ergibt sich damit aus der Zielmenge 100 l Kaltwürze und einer Zielkonzentration Kaltwürze von 12 %mas ein Extraktbedarf von 12,56 kg:
12,56 kg Extrakt = 1,04646 g/cm³ x 12,0 %mas
Für alle Folgeberechnungen dient der so ermittelte Ziel-Extraktbedarf im Kaltwürzevolumen als Berechnungsgrundlage. Hier ist vor allem der spezifische Rohstoffeinsatz gemeint, den Sie im Rahmen Ihrer Teilschüttungen festlegen. Was bedeutet das ?
Ein Beispiel:
Angenommen Sie legen fest, dass eine Teilschüttung aus 10% Münchener Malz bestehen soll - dann bedeutet das für die Rechenlogik der Anwendung:
12,56 kg Ist-Extraktbedarf Gesamtschüttung(aus dem Beispiel oben ) x 10% geplanter Extraktzugang durch die Teilschüttung = 1,256 kg Soll-Extrakt aus der Teilschüttung.
Für die in diesem Beispiel errechnete Menge von 1,256 kg Extrakt die der Schüttungsanteil von 10% "liefern" muss, errechnet Ihnen die Anwendung entlang Ihren Angaben zur Sudhausausbeute und/oder der Extraktkonzentration(Extr.lftr %) das Rohstoffäquivalent, dessen Extraktfracht Sie in "irgend einer Form" in Lösung bringen müssen - und zwar so, dass genau 1,256 kg Extrakt davon in der Kaltwürze ankommen.
Jetzt offenbart sich der ganz entscheidende Vorteil den die Betrachtung des Extraktes in diesem Kontext mit sich bringt:
Es spielt in diesem Kontext überhaupt keine Rolle mehr ...
Sämtliche Verarbeitungsvarianten haben gemeinsam, dass immer 1,256 kg Extrakt in der Kaltwürze in Lösung gegangen sein müssen(um beim Beispiel von oben zu bleiben - 10% Teilschüttung von 12,56 kg Ist-Extraktbedarf Gesamtschüttung) .
Um das Rechenwerk in diesem Detaillierungsgrad in Gang zu setzten, sind je Teilschüttung folgende Parameter erforderlich:
... das allerdings nur, wenn Sie in diese "Tiefen" einsteigen möchten. Möchten Sie das nicht, und das ist die Voreinstellung der Anwendung, genügt die klassische Angabe einer Sudhausausbeute
Zielmenge(Volumen KW) und Zielkonzentration(Extr.KW) sind Zielvorgaben für die unvergorene Würze im Kaltbereich ohne Anstellhefe und ohne Trub. Für die Sudhausausbeute sollten Sie deshalb die Kaltwürzeausbeute zum Ansatz bringen und nicht die Heißwürzeausbeute.
Mehr dazu erfahren Sie im Abschnitt Teilschüttungen.
Hauptguss, Nachguss, Gesamtguss und das Verhältnis Hauptguss zu Nachguss und die Vorderwürzekonzentration als Zünglein an der Waage
Ausgenommen die Angaben zu den pH-Werten haben alle Größen die Sie hier ändern können Einfluss auf die Hauptguss-, Nachguss- und Gesamtgussmengen und auf das Verhältnis von Hauptguss zu Nachguss:
Ganz unabhängig davon wo Sie hier "drehen" - in jedem Fall werden sich die Hauptguss-, Nachguss- und Gesamtgussmengen nebst den Verhältnissen zueinander ändern. Mir liegt fern an dieser Stelle auf den Themenkreis "Wirtschaftlichkeit versus Würzequalität"(empfohlener Artikel hierzu: Primärenergieeinsatz versus Malzextraktverlust Brauindustrie 10/2012, VLB Berlin auf der Brau Beviale) einzugehen, welcher in seinen Anfängen, nebst der Auswahl von Rohstoffen, hier ein Zuhause hat - viel mehr liegt mir daran gesondert auf einen Parameter hinzuweisen der, fernab von Mengen-, Konzentrations- und Qualitätsvorgaben, einen ganz gehörigen Handlungsspielraum zulässt:
Die Vorderwürzekonzentration - hier benannt als Extr.Vorderwürze.
Neben der "Feinjustierung" zwischen den Parametern Würzequalität, Extraktausbeute und Wirtschaftlichkeit lässt dieser Parameter Anpassungen an verschiedene Läutersysteme zu die vom Läuterbottich über den Maischefilter bis hin zum Speidels-Braumeister reichen. Eine Maßzahl die dem Brauer einen Überblick über die Situation der Gussmengen ermöglicht ist das Verhältnis zwischen der Gesamt-Hauptgussmenge und der Gesamt-Nachgussmenge. Wie am Anfang dieses Abschnittes bereits formuliert, wirken sich eine Vielzahl von Eingangsgrößen auf diese Verhältniszahl aus, aber "kontrolliert" wird sie am Ende durch die Festlegung der Vorderwürzekonzentration:
Über diese Verhältniszahl und über die Art und Weise wie Sie zu interpretieren ist gibt es in einschlägiger Fachliteratur und natürlich auch im Netz zahlreiche Angaben. Entscheidend ist, dass Sie diese Verhältniszahl über die Angabe der Vorderwürzekonzentration an Ihr Braurezept anpassen können.
Wie wichtig es ist diese Abhängigkeiten zu kennen und vor allem zu wissen wie man diese auflösen kann, wird immer dann interessant, wenn gesonderte Läuterverfahren oder Läutersysteme zum Einsatz kommen. Dazu muss man noch nicht ein mal in großen Mengen denken - gerade im Umkreis der Hausbrauer findet sich ein Beispiel, dass sich gerade zu aufdrängt näher betrachtet zu werden. Bitte lesen Sie weiter im Kapitel "Ein Beispielrezept für "Speidels-Braumeister".
Ab der Version 2.0.4 können Sie die Nachgussmengen ändern. Mit einem Klick auf das oben abgebildete Anwendersymbol(gelb markiert) öffnet sich der Dialog. Beachten Sie bitte die Hinweise die Sie sich via Tooltip anzeigen lassen können.
Ganz allgemein formuliert ist der OBY eine Verhältniszahl, die die gewonnene Extraktmenge einer eingesetzten Extraktmenge, in Prozent ausgedrückt, gegenüber stellt:
kg Extrakt gewonnen
OBY[%] = -------------------------- x 100
kg Extrakt eingesetzt
Damit unterscheidet sich der OBY als Kennzahl für die Extraktgewinnung von der Sudhausausbeute zunächst einmal nur durch die Tatsache, dass im Nenner ebenfalls mit einer Extraktmenge und nicht mit einer Rohstoffmenge gerechnet wird( Extraktmenge im Zähler und eine Rohstoffmenge im Nenner ). Was im Rahmen einer Schüttungsberechnung "unwirklich" erscheint, ist im Kontext einer Hopfengabe alltägliche Praxis und ist weit hin als Bitterstoffausbeute bekannt - ganz selbst verständlich wird hier eine Hopfeneinsatzmenge einer in Lösung gebrachten Hopfenmenge gegenüber gestellt und ein "Jeder" kann das errechnete Zahlenmaterial interpretieren. Zum Beispiel: Bitterstoffausbeute = 15% -> "schlecht", Bitterstoffausbeute = 32% -> "gut" - oder so ähnlich.
Ein paar Beispiele für den OBY:
Die Berechnung des OBY finden Sie hier als gewichteten Mittelwert bilanziert über die OBYs der Teilschüttungen
und in den Teilschüttungen selbst - näheres dazu im Dokumentenabschnitt Teilschüttungen.
Wenn Sie sich für die Themen Extraktausbeute, Sudhausausbeute und OBY interessieren, lege ich Ihnen den Artikel "Unterschiedliche Intentionen - Zur Extraktbestimmung im Sudhaus", erschienen in der BRAUINDUSTRIE(Verlag W.Sachon) 4/2009, ans Herz. Prof. Dr.-Ing. Jan Schneider arbeitet in diesem Fachartikel viele der oben angeschnittenen Themen wissenschaftlich auf und fasst die Fakten leicht verständlich zusammen - ein Muss für jeden der sein Wissen in dieser Ecke des Brauprozesses ergänzen möchte.
Ein weiterer Artikel, erschienen in der BRAUINDUSTRIE(Verlag W.Sachon) 10/2012 , nimmt sich dieser Thematik an(leider noch nicht online verfügbar):
"Die unendlich Geschichte - Zeitgemäße OBY-Sudhausausbeute - Wunsch und Wirklichkeit"
Kantelberg, Bernd, BfG GmbH Volkach
Mehr dazu im Abschnitt Teilschüttungen und im Kapitel Die Sudhausausbeute.
Theoretischer Extrakt- und Rohstoffbedarf
Der Ergebnisbereich theoretischer Extrakt- und Rohstoffbedarf zeigt Ergebnisse an, die sich aus den Angaben im Bereich Teilschüttungen ergeben. Diese Ergebnisse können von den Angaben die Sie für den Gesamtsud gemacht haben oder für diesen berechnet wurden abweichen. Davon betroffen sind die Ergebnisse für
Damit tauchen diese o.g. genannten Angaben in der Gesamtansicht doppelt auf und u.U. mit abweichenden Werten - was Sie aber nicht beunruhigen muss - diese sind rein theoretischer Natur und vielleicht für Planungszwecke und für das Controlling relevant. Für Sie und für eine entlang des Rezeptes zu produzierende Würzemenge sind die Schüttungsangaben aus den Teilschüttungen wichtig - und nur diese.
Für die die es interessiert - hier kurz der Rechenweg:
Die Basis für die Berechnung sind die Angaben aus den Teilschüttungen - im Bild die korrespondierende Zeile aus den Teilschüttungen:
Aus Sicht einer Extraktbilanz steht dort, dass Sie von den eingesetzten 77,5 kg Extrakt nur 75,0 kg Extrakt in Lösung bringen können. Berechnet man daraus den OBY(in diesem Kontext), ergibt sich:
75,0 kg Extrakt x 100 / 77,5 kg Extrakt = 96,77 %, also rund 96,8 %. Aus dieser Angabe wird im Ergebnisbereich theoretischer Extrakt- und Rohstoffbedarf ein theoretisch Rohstoffeinsatz in Form des Extraktbedarfs und einer Schüttung berechnet - ähnlich wie Sie das mit der Bitterstoffausbeute und der Hopfengabe tun.
In diesem Beispiel gingen 0,41 kg Extrakt verloren(1/96,8 x 12,56 x 100 - 12,56), was einer Rohstoffmenge von 0,54 kg (0,41 kg Extrakt / 0,775) entspricht. Nach dem Sie wissen was Ihr Rohstoff kostet, können Sie nun den Aufwand der u.U. durch die Verbesserung der Extraktausbeute entsteht den Rohstoffkosten gegenüber stellen und Ihren ganz persönlichen Break-Even-Point (oder was auch immer) berechnen(aus rein kaufmännischer Sicht).
Siehe auch:
Beispielrezept Speidels Braumeister
Verdampfungsziffer und Gesamtverdampfung
Mit dem Personal Edition von HelpNDoc erstellt: Qt Help-Dateien auf einfache Weise erstellen