Het brouwzaalrendement is een belangrijke parameter om te bepalen hoeveel mout je nodig hebt om een bepaalde dichtheid van je wort te behalen. Het brouwzaalrendement vertelt je eigenlijk hoe efficiënt je de suikers uit de mout in je wort hebt weten te krijgen.
Het brouwzaalrendement bereken je uit het volume van je wort en de hoeveelheid suikers daarin en de theoretisch maximaal haalbare hoeveelheid suikers uit de mout. Mout bestaat maar voor een beperkt percentage uit zetmeel dat omgezet wordt in suikers tijdens het maischen. In brouwsoftware en op de websites van de moutfabrikanten kun je meestal vinden welk percentage van een moutsoort extraheerbaar is (=omgezet kan worden in suikers). Voor basismouten zoals pilsmout is dit meestal rond 80%. Daarnaast bevat mout vocht en dat is meestal zo''n 4%. Alles bij elkaar is dus zo''n 96% * 80% = 77% extraheerbaar. Sommige mouten, zoals pale mout, caramouten en donkerder broeimouten hebben maar een extraheerbaarheid van 75% of minder.
Per kilogram mout is er dus ongeveer 77% extraheerbaar. Door je volume en de dichtheid van je wort te bepalen en te berekenen wat de dichtheid zou zijn bij die 77% extraheerbaarheid, kun je berekenen wat jouw brouwzaalrendement is. De meeste brouwsoftware berekent dit keurig voor jou.
Waarvan is het brouwzaalrendement afhankelijk?
Het brouwzaalrendement is afhankelijk van verschillende factoren. Een eerste belangrijke is natuurlijk een goede omzetting van zetmeel in suikers en dit betekent een goede, efficiënte maisching (de juiste temperaturen, de juiste duur en de juiste zuurgraad).
De tweede belangrijke factor is een efficiënte filtering. Hiermee bedoel ik dat het wort en het spoelwater gelijkmatig door het filterbed heen gaan en er geen zogenaamde preferente stroombanen optreden. Preferente stroombanen zijn eigenlijk kanaaltjes waardoor het wort sneller stroomt. Bij een onevenredige verdeling van deeltjes in het filterbed kan het zijn dat het wort als het ware door deze gaatjes stroomt en niet gelijkmatig door het filterbed zakt. Bij het spoelen blijven er dan in het bostel veel suikers achter. Soms ook stroomt het wort gemakkelijker langs de wand van het vat naar beneden dan door het filterbed heen. Gebruik je een hevelfilter, leg de buizen dan niet te dicht bij de wand van de filterkuip.
Een derde belangrijke factor is de begindichtheid van je wort. Hoe zwaarder je wort, hoe lager over het algemeen je brouwzaalrendement. Als je een groot aantal keren hebt gebrouwen, kun je zelf een relatie leggen tussen de begindichtheid en het brouwzaalrendement van jouw brouwsels. Deze relatie kun je vervolgens gebruiken om bij je volgende bier het brouwzaalrendement in te schatten.
Tenslotte is het watergebruik tijdens het brouwen van belang. Hier wil ik in de rest van dit artikel verder bij stilstaan. Onder het watergebruik versta ik het samenspel tussen de hoeveelheid maischwater, de hoeveelheid verdampt water bij het koken, de hoeveelheid water dat achterblijft in het bostel en in de ketels en de daarmee samenhandende hoeveelheid spoelwater.
Een model
Laatst wilde ik eens berekenen wat mijn brouwzaalrendement theoretisch zou moeten zijn als ik een bier brouw zonder te spoelen. Normaal gesproken voeg ik altijd spoelwater toe op het filterbed nadat het wort er (bijna) doorheen is gezakt om zoveel mogelijk suikers uit het filterbed te halen. De kwaliteit van bieren kan er echter op vooruit gaan door niet te spoelen. Bij het spoelen loop je de kans meer tanninen uit de kafjes van de mout te spoelen waardoor je bier een samentrekkend, ruw mondgevoel kan krijgen. Niet spoelen betekent echter een vermindering van je brouwzaalrendement en dus moet je meer mout gebruiken.
De berekening is vrij eenvoudig. Je bepaalt hoeveel mout je gebruikt, hoeveel maischwater je gebruikt en op basis van die twee getallen bereken je het stamwortgehalte van het wort in het beslag. Vervolgens bepaal je hoeveel water je tijdens het koken verdampt en hoeveel water er achter blijft in het bostel (grofweg 1 liter per kg mout) en hoeveel water er in de maischketel en/of filterkuip achterblijft. Deze getallen bepalen hoeveel water je in de kookketel moet toevoegen om op je gewenste volume na koken te komen. De verdunning door het toevoegen van dat water bepaalt de dichtheid van je wort na koken en koelen. De berekening kun je vinden in het bij dit artikel gevoegde excel rekenblad (dat ook in te lezen is in OpenOffice).
De berekening wees uit dat ik voor dat betreffende bier op een brouwzaalrendement moest rekenen van ongeveer 72%. Rekening houdend met een niet helemaal optimale filtering, ging ik vervolgens uit van 70% en dit bleek precies te kloppen op de brouwdag. Wat uit de berekening bleek, en dat zal geen verbazing wekken, is dat het rendement verbetert bij gebruik van meer maischwater. Je wilt echter geen heel dun beslag (dunner dan 6 l water/kg mout), omdat je dan de kans loopt dat de enzymen niet meer goed werken. In mijn geval was de grootte van mijn maischkuip bepalend. Die heeft een volume van 40 liter; een hoeveelheid van 31 liter maischwater was wel ongeveer het maximum.
Uitbreiding
Toen bleek dat de berekening goed klopte, wilde ik ook eens kijken of ik het kon uitbreiden tot een model van een situatie waarbij ik wel spoel. Het gaat te ver om in dit artikel in de details te duiken, maar de liefhebber vindt in het rekenblad alle berekeningen.
Dat model heb ik vergeleken met de gegevens van de laatste 10 volmout brouwsels (dus brouwsels waarbij ik geen suiker in de kookketel heb toegevoegd). De vergelijking wees uit dat de berekeningen heel goed kloppen met de werkelijkheid. De brouwsels hebben een brouwzaalrendement dat meestal 1 tot 3 procentpunten lager ligt dan berekend. Dit betekent dat mijn installatie behoorlijk efficiënt is en goed filtert. Met de berekeningen kan ik nu voortaan prima voorspellen wat ik kan verwachten van het brouwzaalrendement bij een nieuw brouwsel.
Het model geeft dus het brouwzaalrendement aan dat je maximaal kunt krijgen bij een zeer efficiënte omzetting van zetmeel in suikers en een optimale filtering. Je kunt de gegevens van een aantal van jouw brouwsels in het model invullen en kijken hoe goed jouw brouwzaalrendement overeenkomt met de berekende. Wijkt jouw brouwzaalrendement sterk af van wat het model berekent, dan kun je ervan uit gaan dat er ergens in jouw brouwproces extract verloren gaat. In dat geval is het zaak uit te zoeken waar je je proces kunt verbeteren. Meestal is dat de filterkuip (misschien is het zaak een andere filterkuip of hevelfilter te gebruiken) en/of de snelheid waarmee je spoelt. Langzaam spoelen kan het rendement aanzienlijk vergroten. Ook kan het zijn dat je grover moet schroten omdat je filterbed te snel dichtslaat. Hoe dichter het filterbed, hoe groter de kans dat het wort langs de zijkanten van de filterkuip stroomt en niet door het filterbed.
Maisch- en spoelwater
Met het model kun je berekenen welk brouwzaalrendement je kunt maximaal kunt verwachten. Dit is zoals gezegd afhankelijk van de hoeveelheid mout, de verdamping bij koken, verliezen in de ketels en de hoeveelheden maisch- en spoelwater. Met het model ben ik op zoek gegaan naar een algemene wetmatigheid die ons kan helpen om ons brouwzaalrendement te optimaliseren.
Uit het model blijkt dat er een optimum is in de verhouding tussen de hoeveelheid spoelwater en maischwater. In onderstaande figuur zie je de relatie tussen de begindichtheid van het wort en de optimale verhouding tussen spoel- en maischwater. Voor de meeste bieren kom je uit op een verhouding van ongeveer 0,48. Dit betekent dat je voor elke liter maischwater 0,48 liter spoelwater gebruikt. Bij de zwaardere bieren neemt deze verhouding af en gebruik je relatief meer maischwater, zie figuur 1.
Figuur 1. Relatie tussen begindichtheid en optimale verhouding tussen spoelwater en maischwater. Een verhouding van 0,3 betekent dus dat je voor elke liter maischwater 0,3 liter spoelwater gebruikt.
Figuur 2. Relatie tussen het maximaal haalbare brouwzaalrendement en de verhouding tussen spoel- en maischwater bij verschillende begindichtheden.
In figuur 2 zie je de relatie tussen het maximaal haalbare brouwzaalrendement en de verhouding tussen spoel- en maischwater bij verschillende begindichtheden. Je ziet dat voor alle dichtheden de piek rond 0,48 zit, maar dat de top van de curve vrij vlak is. Als vuistregel kun je ook 0,5 aanhouden, omdat dat gemakkelijker rekent. Het verschil in brouwzaalrendement tussen een verhouding van 0,48 en 0,5 is minimaal.
Wil je het brouwzaalrendement optimaliseren bij elk brouwsel, ga dan als volgt te werk. Aan de hand van het gewenste volume in je kookketel na koelen, de verdamping in je kookketel, de absorptie van water door de mout en overige verliezen in de ketels bepaal je eerst hoeveel water je in totaal nodig hebt. Stel dat dit 15 liter is. De hoeveelheid maischwater die je gebruikt is dan 15 / 1,5 = 10,0 liter. De hoeveelheid spoelwater is dan 15 - 10 = 5 liter. Een andere verhouding tussen spoel- en maischwater levert een lager rendement op, maar overal tussen een verhouding van 0,4 en 0,6 zit je nog behoorlijk tegen het maximum aan.
Uiteraard moet je goed in de gaten houden of de beslagdikte nog wel gewenst is en of het volume beslag wel in je maischketel past. De beslagdikte moet ergens tussen minimaal 2 l/kg en maximaal 6 l/kg liggen. Het rekenblad berekent ook welk volume je beslag heeft, dus kun je controleren of dat nog past. Eventueel kun je minder maischwater invullen en zie je meteen welk effect dit heeft op je brouwzaalrendement. In onderstaande figuur staat het brouwzaalrendement in relatie tot de begindichtheid, berekend met de gegevens van mijn installatie. Bij een andere verdamping (en dus in totaal meer of minder watergebruik), liggen de getallen iets anders.
Figuur 3. Relatie tussen begindichtheid en maximale brouwzaalrendement in mijn installatie. In werkelijkheid ligt het brouwzaalrendement meestal een tot drie procentpunten lager.
In figuur 3 zie je de relatie tussen begindichtheid en maximaal haalbare brouwzaalrendement zoals berekend voor mijn brouwwijze. De helling van deze grafiek is voor elke brouwinstallatie ongeveer hetzelfde, alleen de hoogte van de lijn kan anders liggen voor jouw installatie. Wil je voor elk brouwsel van tevoren inschatten wat jouw brouwzaalrendement zal zijn, dan kun je een het brouwzaalrendement van jouw installatie van een bier met een dichtheid van 1060 in de grafiek zetten en een parallelle lijn trekken aan de lijn in de grafiek. Op deze wijze kun je voor elk brouwsel op voorhand een goede schatting doen door op de door jou getrokken lijn te kijken wat het rendement is bij de gewenste dichtheid. Deze relatie kun je uiteraard ook in een spreadsheet inbouwen om het uit te laten rekenen.
Niet zaligmakend
Nog even een punt van relativering. Een zo hoog mogelijk brouwzaalrendement is niet zaligmakend. Er zijn redenen waarom je beter kunt sturen op een lager brouwzaalrendement. Bij heel hoge brouwzaalrendementen kun je teveel ongewenste stoffen uit de kafjes spoelen die je bier een samentrekkend, ruw mondgevoel of een kafjessmaak geven. Als vuistregel wordt ook wel aangehouden dat je met spoelen moet stoppen als de dichtheid van het wort 1020 is. Het rekenblad maakt een schatting van de dichtheid van het laatst uitstromende wort, zodat je de hoeveelheid maischwater kunt aanpassen zodra dit het geval is.
Het bij dit artikel gevoegde rekenblad kun je vooral heel nuttig gebruiken om te analyseren of er ergens in jouw brouwsysteem onnodig veel suikers verloren gaan. En als je krap bij kas zit, is het optimaliseren van het brouwzaalrendement natuurlijk mooi meegenomen.
