Carbonatación natural

La carbonatación es la cantidad de dióxido de carbono (CO2) diluido en la cerveza. Es responsable de la espuma, sensación burbujeante en boca y notas de sabor y aroma. Uno de los aspectos importantes para ajustarse a un estilo en competencia es la carbonatación.

Para que el CO2 se diluya en la cerveza se deben cumplir dos requisitos: debe ser un recipiente presurizado (botella, lata, tanque, barril) y debe haber baja temperatura (entre menor sea la temperatura, más solubilidad tiene el gas).

Cuando el Co2 está disuelto con las moléculas de agua está en forma de ácido carbónico (reduce el PH de la cerveza). H₂CO₃ → H₂O + CO₂

Una vez que el recipiente es abierto y pierde la presión, el gas escapará poco a poco de la cerveza, generando burbujas en los puntos de nucleación y creando la espuma.

La vida de la cerveza es responsabilidad de la espuma, hay una frase conocida “Sin espuma no es cerveza”; y la carbonatación juega un papel muy importante para la generación del giste (así se le debería de llamar). La tarea de la espuma es proteger a la cerveza del oxígeno y la luz, y debe durar desde el primer trago hasta el último. Hay varios factores que influyen en la calidad de la espuma en la cerveza, la carbonatación es importantísima, pero también la cantidad de proteínas en el líquido (provienen de la malta y el lúpulo), la limpieza del vaso, la cantidad de alcohol u otros adjuntos utilizados y la presión atmosférica. En otro post hablaré de la espuma únicamente.

 

¿Qué son los volúmenes de CO2?

La manera más sencilla en que medimos la cantidad de carbonatación es con “volúmenes de CO2” y es precisamente eso lo que son, la cantidad de gas por volúmen de líquido, de la misma manera que se mide el alcohol por volumen en la cerveza.

Si una cerveza, en promedio tiene 2.5 volúmenes de CO2, entonces tendrá dos veces y media más gas que líquido en el mismo recipiente. Si hay 330ml de líquido, habría 825ml de CO2 en esa botella (330ml * 2.5).

Otra manera (muy poco práctica) de medir la carbonatación es por peso. 1 Mol de CO2 pesa 44 gr. 1 Mol de CO2 son 22.4 lts en condiciones ideales (que son muy cercanas a las condiciones de un barril frío, 0 grados centígrados y 14.7 psi).

Si tienes un barril con 10 lts de cerveza, necesitarías 25 litros de CO2 para carbonatar a 2.5 volúmenes. 25 litros son 1.11 Mol de CO2, que pesarían 49 gramos. La manera más sencilla para evitar cálculos, es pesar la cerveza sin carbonatar, y luego dejar de inyectar CO2 cuando la báscula mida los 49 gramos, entonces habrás agregado 25 litros de CO2.

Hay varias maneras de carbonatar una cerveza de manera natural:

1. Spunding

Este método es compatible con Renheitsgebot, se necesita fermentar en un recipiente que resista la presión. Es necesario usar una válvula blow off o “spunding valve” que se ajusta a la cantidad de psi necesarias para carbonatar la cerveza, según la temperatura en la que se encuentre el tanque y si la presión interna excede esta cantidad, se abre la válvula y permite que se libere el sobrante.

Para el “spunding” es necesario que el cervecero sepa bien la gravedad final que tendrá su cerveza, de manera que pueda cerrar la salida del CO2 en el momento preciso de la fermentación para lograr la carbonatación. Se considera que 1 grado Plato (1.004 SG) genera 2 volúmenes de CO2. También es necesario considerar la cantidad de CO2 que ya tendrá la cerveza según la temperatura a la que se está fermentando.

Por ejemplo. Si se está fermentando una American Pale Ale a 16 grados centígrados, cuya gravedad original fue 1.050 (12.39 P) tendremos una liberación completa de CO2 y al final de la fermentación, el líquido conservará aprox. 0.9 volúmen de CO2 (se tiene por constante considerar el 90% de los volúmenes de CO2 para 1 psi, para obtener el valor a 0 psi). Por lo que sólo se necesitaría 1.6 volúmenes para lograr los 2.5 de carbonatación estándar. Entonces se tendría que cerrar la válvula cuando queden 0.8 grados Plato por fermentar (1.003 SG). Si la gravedad final esperada es 1.008, se tendría que cerrar la válvula cuando se mida 1.011 SG de densidad. Para considerar las pérdidas, normalmente se cierra un par de puntos antes. 1.013 SG sería nuestra densidad de cierre.

Otro método es que, cuando la fermentación esté finalizando (aprox. 1.015) ajustas la presión de la blow off valve a 23 psi para que se carbonate la cerveza a 16 grados centígrados. Esto suena a mucha presión, pero es porque se está considerando una cerveza de fermentación alta. Una vez que termina la fermentación, ya se reduce la temperatura y bajará la presión del tanque por las leyes de la física y la ley de Henry.

Todos estos datos de temperatura y presión se obtienen de la
Tabla de carbonatación que está ajustada ya para la presión atmosférica según la altura de la ciudad de Guadalajara, México.

2. De manera natural con mosto (Krauzening)

Otro método amigable con la ley de pureza alemana es utilizar un poco del mosto (del mismo lote o de uno consecutivo) para carbonatar la cerveza mediante el agregado de azúcares fermentables en la cerveza que ya finalizó su fermentación.

Si se utiliza mosto del mismo lote se puede hacer de dos maneras, conservar un frasco sanitizado dentro del refrigerador, o congelar una porción de ese mosto previamente sanitizado (hervido) para el krauzening.

La parte complicada es calcular cuánto mosto se necesita para una carbonatación adecuada. La siguiente fórmula considera que de 1 g de azúcar fermentable se obtienen 50% de co2 y 50% de alcohol, que no es exacto pero se acerca muchísimo para fines prácticos y permite simplificar el cálculo.

Es necesario, igual que en el método anterior, considerar la cantidad de CO2 que ya está disuelta en la cerveza cuando termina de fermentar para evitar sobre carbonatación en botella y riesgo de explosión. Hay varias herramientas para hacer este cálculo online. Click aquí para ir a la calculadora de Brewer´s Friend.

NOTA: Krauzen también se le llama a la espuma que se forma en la parte superior del mosto durante la fermentación, se llama igual, se pronuncia igual, pero son dos cosas distintas. Así de raro es.

3. Priming (agregar azúcar fermentable)

Funciona de la misma manera que el krauzen, pero NO ES AMIGABLE CON LA LEY DE PUREZA ALEMANA en vez de agregar mosto, agregas un jarabe elaborado con azúcar fermentable para carbonatar. Puedes usar azúcar de maíz (dextrosa) o azúcar de caña, extracto de malta, miel, etcétera; cualquier azúcar que fermente. La manera más sencilla de hacerlo es utilizar el software Beersmith 3.0 que te permite designar los volúmenes de CO2 que quieres en tu cerveza final, toma en cuenta el co2 remanente y te dice cuánta azúcar, dextrosa o extracto de malta necesitas agregar. Aquí te pongo los pasos para hacerlo.

Primero designa el número de volúmenes de Co2 que quieres en tu cerveza. Beersmith pone un número en automático estándar de 2.3 cuando designas el estilo que vas a preparar, pero también lo puedes modificar a tu gusto pues el paladar de consumidor a veces no está acostumbrado a los bajos niveles de carbonatación de la cerveza inglesa, o a los altísimos niveles de carbonatación de la cerveza sour de Bélgica.

Luego selecciona, justo del lado izquierdo de donde estableces el Carb Level, el tipo de azúcar que utilizarías para el priming, al dar click en el cuadro de selección se despliegan las opciones. En este caso elegiremos “Corn Sugar” que es dextrosa, para conservar el apelativo de “cerveza” utilizando solo azúcares provenientes de granos. Observa que en el atributo “type” menciona que estaremos embotellando esta cerveza. (también puedes elegir la opción de keg que está abajo)

Después, ve a los “Brew Steps”

Luego busca, al final, la cantidad de azúcar que te pide utilizar para carbonatar tu cerveza al embotellado.

En este caso particular, nos dice que deberemos agregar 211.75 gr. En este ejemplo se prepararon 40 litros de Stout Imperial. Esta azúcar debe agregarse sanitizada (se disuelve en poca agua y se pone a hervir por 10 minutos, después se deja enfriar a temperatura ambiente) y es necesario mezclarla de manera homogénea con tu cerveza para que las botellas queden con la misma carbonatación. Las botella se deben dejar una semana a temperatura ambiente en un lugar fresco (lo más cerca a 18 grados centígrados que sea posible) para después meterlas al refrigerador por lo menos un día para poder beberlas. 

¡Oh por Dios, algo apareció en la parte superior del líquido en mis botellas! ¿Cometí algún error? ¿Soy el peor homebrewer del mundo? Quizá sí amigo, pero es probable que no. ¿Qué es el mini Krauzen? Recordemos que cuando hay fermentación de nuestro mosto, se forma el krauzen (espuma densa) arriba de la cerveza y desaparece por sí misma al terminar la fermentación. Es posible que con este método de carbonatación se genere un “mini krauzen” en tu botella que se ve como una leve capita blanca en la parte superior de la cerveza.

Si esta capita desaparece en unos días o al enfriar era mini krauzen, si la capita forma un anillo y no se va te tengo una mala noticia, tu cerveza se infectó. A continuación pongo una imagen del aro de infección en botella.

La carbonatación natural con krauzen o priming generará sedimento en la botella, pues es una micro fermentación. Este sedimento no se debe servir en el vaso (a menos que sea una weissbier o dunkel weissbier).

4. Recuperación y re inyección del CO2 

Quizá la técnica más difícil para carbonatar naturalmente es la recuperación del CO2 de la fermentación, para luego poder inyectarlo en la cerveza terminada.

Recordemos, como vimos antes, que 1 grado plato o 1.004 SG de densidad, producen 2 volúmenes de CO2 en la fermentación.

En un batch de homebrew de 19 litros a 1.050 de densidad, terminando en 1.010 tenemos 0.040 de azúcares que han fermentado, eso equivale a 10 grados Plato, o 20 volúmenes de CO2 que se van a la atmósfera, nos alcanzaría para carbonatar aprox. 8 barriles. Esto sería excelente pero se tiene que considerar que el CO2 de fermentación arrastra aromas y compuestos no deseados de la fermentación, principalmente sulfuros (DMS), entonces el CO2 recuperado de la fermentación de cerveza elaborada con granos de cebada o trigo debe purificarse antes de poder re inyectarse en la cerveza, se utilizan equipos de alta tecnología y análisis precisos para no contaminar el producto terminado. Esto solo es posible con las grandes cervecerías que fermentan millones de litros por día y pueden financiar los equipos necesarios para el tratamiento y re inyección de estos gases.

La re inyección de los gases requiere más equipo, tanque, manómetros y reguladores de los que hablaremos en el post de carbonatación forzada.

¿Pero el gas del spunding no está contaminado? La ventaja del método spunding es que se utiliza la última porción del gas que genera la fermentación, cuando la mayoría (si no es que todos) los compuestos no deseados ya se han liberado o no se produjeron, entonces es gas limpio que se puede dejar atrapado ahí para que carbonate la cerveza.

El tiempo de absorción del CO2 en la cerveza

El CO2 no se disuelve de manera instantánea en la cerveza, aunque inyectes la cantidad necesaria para carbonatar un recipiente, el proceso toma tiempo, pueden ser horas o días, dependiendo de la cantidad de líquido y superficie de contacto del gas con la cerveza.

Recordemos que tenemos moléculas de agua y de CO2 en un recipiente, en el cual el gas entra por la parte superior y tiene un contacto con la cerveza, que empezará a absorber si la temperatura es baja.

Cuando una molécula de líquido absorbe el CO2 y se convierte en ácido, se hace más pesada y desciende, dejando arriba una molécula de líquido que absorberá el gas, volviéndose más pesada y a su vez descendiendo, debemos tomar en cuenta que hay 18ml en un mol de agua, que son 6.023×1,000,000,000,000,000,000,000,000 moléculas. Esto toma tiempo. Se puede acelerar el proceso aumentando la superficie de contacto, poniendo el barril en horizontal.

Y se puede acelerar aún más el proceso si se agita el recipiente para que aumente más la superficie de contacto, igual que cualquier cosa carbonatada, cuando se agita se generan puntos de nucleación que causarán mucha espuma al servir, por eso de debe dejar reposar y estabilizar un recipiente agitado.

¿Cuánto tiempo toma la absorción del CO2 si se deja quita en el refrigerador?

• Botella/lata = 4 horas
• Caguama = 10 horas
• Barril de 5 litros= 48 horas (dos días)
• Barril de 20 litros = 168 horas (7 días)
• Barril de 60 litros = 192 horas (8 días)

La diferencia entre permitir la correcta absorción del CO2 en la cerveza radica en el sabor, sensación en boca y espuma de la misma. Una cerveza que se sirve antes de que el CO2 sea correctamente absorbido tendrá una espuma de burbuja amplia y poca retención, tendrá sabor menos ácido y una sensación “flat” en paladar. Una cerveza correctamente enfriada tendrá espuma de burbuja compacta, tendrá un sabor ligeramente más ácido y sensación de burbujeo constante en paladar.

Si ya te tomaste el tiempo y esfuerzo de hacer una cerveza, un brewday completo, un par de semanas de fermentación y maduración, pues dale también su tiempo de estabilización de CO2 para que tu experiencia sea perfecta.

Espero te haya sido de utilidad este post sobre carbonatación natural, puedes dejar tus dudas o comentarios en la caja abajo de este contenido y con gusto la responderemos a la brevedad.

¡Salud!