Jeg har lest meg litt opp på O2 de siste dagene og vil gjerne bidra litt til denne debatten. Jeg har tatt noen teoretiske snarveier/forenklinger nedenfor og regneark (
https://dl.dropboxusercontent.com/u/11016606/Oksygen calc.xlsx), da veldig få hjemmebryggere oppnår laboratorieforhold på garasjebenken, så man kan godt jobbe med litt forenklet teori og litt runde tall.
Først av alt jeg er jeg enig at all litteratur viser oss at O2 er viktig for at gjæren skal trives i formeringsfasen, men jeg er kanskje litt skeptisk til metodene som blir benyttet til å få O2 inn i vørter. Eller riktigere sagt; om man klarer å få O2-en til å forbli i vørteren eller om det forsvinner rett opp i dø-rommet over vørteren før gjæren får smake på den. Er man litt uheldig, så kan man sitte igjen uten effekt (med unntak av Placebo eller veldig marginal effekt) etter å ha tilført O2 i vørteren.
Det jeg mener mangler i trådene som omhandler O2-anrikning av vørter er viktigheten av at man har korrekt partialtrykk (deltrykk) av O2 i dø-rommet over vørteren etter at lokket kommer på, slik at man får likevekt (ihht Henrys lov). Hvis man ikke har likevekt vil man ha en «O2 overmettet» vørteren etter «bobling av O2» og O2-en
kan (jeg presisere KAN) gå ut av vørter før gjæren får forsynt seg, og vil gi en minimal reel effekt. Akkurat slik som CO2-en går jevnt og trutt ut av øllen og ut i rommet når den er i glasset.
Ett eksempel:
Jeg antar at det er 8 ppm (vekt-ppm) O2 i vørter ved 20 grader når denne er i likevekt med luft, som ser ut til å være hva man kan forvente ihht. diverse tråder. Dette er noe mindre enn i rent vann, ca 9.1 ppm, dette
kan komme av at man tar hensyn til økt vekt (SG) av vørter når man regner om til vekt-ppm og at generelt synker løselighet når man løser annet (sukkerarter) i vannet for å lage vørter. I et gjæringskar med 25 liter vørter og 5 liter luft i dø-rommet er det ca 7 ganger (antall molekyler) mer O2 i dø-rommet over som i vørteren ved likevekt og 20 grader. Siden forholdet er så stort, vil dø-rommet kunne buffre mer O2 enn vørteren kan avgi. I følge Henrys lov, vil man med f eks 16ppm O2 i vørter være overmettet med en faktor 2 i forhold til luft. Dette er ikke stabilt (i likevekt) og O2-en vil ønske å gå ut av vørter og inn i dø-rommet. Hvis man regner litt på dette, vil ny likevekt gi 9 ppm i vørteren og ikke 16 som man målte. Så tilsetter man O2 til 16ppm i vørter og antar at det er ren luft (21% O2) i dø-rommet, rister litt på denne, så har man vips 9ppm O2 i vørteren....no good. Motsatt får man etter en risterunde (uten å skifte ut lufta ved å ta av lokket under riste-prosessen) ca 7ppm O2 i vørteren hvis denne hadde opprinnelig 0ppm O2 og det var ren luft i dø-rommet. Dette viser bufferkapasitet til dø-rommet og at det er viktig å få rett mengde O2 i dø-rommet og ikke bare i vørteren.
En annen betraktning er å se på hvor mye O2 skal til for å øke O2-nivå fra 0 ppm (f eks kokt vann som ikke har vært i kontakt med luft/ O2) til 16 ppm i 25l vørter. Det kreves ca (16 ppm x 25 000g / 1 000 000) 0.4 gram O2 (ca 0.3 liter ved 1 bar) om denne ble tatt opp 100% effektivitet av vørteren. Det ser ut til å være vanlig praksis å pumpe ca 1 liter, altså ca 3 ganger mer igjennom vørteren, dette tallet er veldig likt det jeg får i regnearket for å oppnå 16ppm i 25l vørter i ett 30l gjæringskar. Hovedforskjell er at jeg har regnet med null svinn av O2 til omgivelsene, noe som jeg tror man ikke oppnår med typiske O2 prosedyrer.
1 - Potensiell metodikk (krever lite O2 og gjæringskar med kran):
1) Bruk regneark jeg linker til og finn ut hvor mye O2 i liter ved 1 bar som kreves for å oppnå rett ppm O2.
2) Sett en tom brød/plastpose på gjæringslåsen, slik at den blåser seg opp når det strømmer luft/ O2 gjennom gjæringslås.
3) Koble til O2 slange til kranen.
4) Blås inn O2 forsiktig via kranen i bunnen av gjæringskaret til posen har fylt seg opp til det påkrevde volum med O2. Kanskje noe mer ettersom en del O2 vil også følge med lufta ut.
5) Koble fra O2 utstyr og plastpose.
6) Gjerne rist litt på dunken, ettersom boblene ikke er av type «mini» som man får fra brusesteiner og har hatt mindre kontakttid og kontaktflate mot vørter.
7) Test for å se om det kom O2 med over i posen: Ta ei treflis som gløder og stikk inn i posen. Hvis denne flammer opp er lufta anriket med O2, og man fått med seg en god del (carry over) av den tilsatt O2 over i posen. Skjer dette bør man kanskje etterfylle litt O2, type 20-40% ekstra eller så, om jeg skulle gjette.
Jeg er skeptisk prosedyrer hvor man til at man bobler O2 ned i ett gjæringskar med åpent lokk (evnt via inline) og ned i ett åpent gjæringskar. O2 er bare litt tyngre enn luft (ca 10% tyngre enn luft, mot CO2 gass om er ca 50% tyngre enn luft) og vil ikke ligge som ett stabilt lokk over vørteren. Dette gjør at når man tar på lokket, så vil man ikke lengre ha en O2-anriket atmosfære over vørteren, da denne veldig for forsvinner i trekk i lokalet/vifting med lokk etc.
Om man ønsker å fortsette med denne praksisen vil jeg tro at man bør vurdere noen av punktene nedenfor:
2 - Potensiell metodikk (krever mye O2):
1) Boble O2 til det ligger ett lag av O2 skum på toppen av vørteren. Dette skummet innholder mest av alt ren O2 gass (kanskje 95% O2 og 5% vørter, om jeg skulle gjette).
2) Bygg skum som til man har f eks 1 liter skum i et dø-rom av 5 liter, som vil gi ett deltrykk av 0.39 bar O2 i død-rommet når boblene sprekker og dette blandes med 4 liter luft, som igjen tilsvarere ca 15 ppm i vørteren ved likevekt. Har man dø-rom av 10 liter, så må man til med 2 liter O2 skum for å oppnå samme del-trykk.
3) Rist dunken litt for å få likevekt.
3 - Potensiell metodikk (krever lite O2, men er mer gamling):
1) Ha i gjær og rist.
2) Temperaturforholdet mellom rommet man er i og vørteren er viktig. Er vørter varmere enn omgivelsene, vil O2-gassen som kommer opp via vøter være varm og dermed potensielt lettere enn kald luft i omgivelsene. Den vil da ikke legge seg på overflaten som ett teppe/lokk, men stige til værs som en heliumsballong på 17. mai (og bryggeren står gråtende igjen på bakken om han/hun hadde fått med seg hva som skjedde...).
3) Ikke rør i og ALDRI rist på gjæringskaret etter tilsatt O2. Dette vil gjøre at O2-en vil mye lettere forsvinne utav vørteren og opp i dø-rommet for å oppnå likevekt.
4) Ha på lokket under O2 tilførsel, bare ei lita glipe for slangen til brusesteinen, dette
kan hindre trekk/turbulens etc. i å fortrenge O2-en ut av dø-rommet. Det er lite sannsynlig om dette fungerer om rommet er kaldt (5 grader) og vørter varm (20 grader), pga O2-en / luften i dø-rommet vil være varm/lett og stige opp ved mulighet.
Inline O2 tror jeg er vanskelig å få til å virke for en hjemmebrygger, hvis jeg har rett i at O2 vil ut av vørteren (når denne er overmettet) og opp i dø-rommet relativt raskt. Dette er sikkert en super teknikk for de store bryggeriene, men jeg skulle tro at de overførere vørter mellom tankene i ett mer eller mindre lukket system og har mindre «ventilasjon åpninger / gjæreingslåser» på toppen av gjæringskar enn en hjemmebrygger har. Vi hjemmebryggere har ofte ei «bøtte» hvor trekk etc. lett kan blåse av ett O2-lokk, mens ett bryggeri fører (tror jeg) bort luft under fylling av vørter via rør (gjærlåsen). Større tanker gir også mer trykk = litt mer O2 kan være i løsning. Det kan kanskje virke bra om man fyller gjæringskaret fra kranen på bunnen (bottoms-up) og fortrenger lufta ut via gjærlåsen, og gjerne kun tilfører O2 helt på slutten.
Jeg har lest (andre tråder på forumet) at noen bruker en hel Jula O2-flaske på 10 batcher (antar 25 l pr batch) og sier at de bruker 1 l/min i ett minutt, som gir ett forventet forbruk på 10 liter O2 ved 1 bar. Dette kan ikke stemme ettersom det er (litt forenklet) ca 0.93 x 110 = 102 liter O2 ved 1 bar i ei sånn flaske, som skal være nok til ca 100 batcher a 25 liter om man bruker det på en mer fornuftig måte.
Jeg har (andre tråder på forumet) at noen bobler O2 til det er 5-10 cm med skum. Dette blir en god del mer enn ca 1 liter som skulle vært nødvendig. 5 cm kake med O2-skum i et gjæringskar med diameter på 30 cm = 3.5 liter med omtrent rent O2. Har man da igjen ca 1.5 liter luft på toppen, så har man fått en potensiell likevekt på 33 ppm, som er noe i overkant.
Noe som jeg ikke kan eller vil adressere i dette innlegget er hvor fort O2 i vørter kan antas å gå fra vørter til dø-rommet sammenlignet med hvor fort gjæren konsumere O2. Hvis gjæren spiser O2 mye raskere enn O2 forsvinner til dø-rommet er alle mine bekymringer ute av verden, men jeg her til gode å se ett praktisk eksempet på dette. Hvor fort O2-en går over til dø-rommet er en funksjon av temperatur i vørter, i omgivelsene, SG, bevegelse etc., så jeg ser ikke på det som mulig å evaluere teoretisk. Skal man dra gjæringskaret fra garasje til loftet, jo så er det skvalping og bevegelser i karet. Det er en av grunnene til at jeg mener det er en stor fordel å ha nok O2 i dø-rommet til at man er i likevekt.
Det beste eksempelet på hvor fort gass kan gå inn i væske kjenner nok en del av dere igjen fra naturfagen. Man tar en bolle med vann og sette ett te-lys oppi. Man tenner på lyset og setter ett glass på hodet. Vannet stiger ca 20% opp og lyset slukker. Det vi lærte da er at O2 er brukt opp og lyset slukker. Men hva har skjedd med avgassene (hovedsaklig: H2O, CO og CO2)? Disse gassen har samme volum (faktisk burde de ha større volum pga de er varmere) som O2-en som ble forbrent, og da burde jo vannet ikke stige opp. Det som skjer er at dampen kondensere og CO2/CO løses opp i vannet. Dette beviser at gass kan løses opp relativt raskt i vann. Det skal sies at lyset gir både varme og turbulens som hjelper i dette eksempelet, og CO2 er en annen gass, men det skjer fort...
Vi ser jo også hvor fort et glass øll blir doven om den står i 20 grader. Det er samme omtrent prosess (litt mer komplisert pga CO2 reagerer med vannet og danner syre etc., mens O2 oppfører seg mer som en inert gass i kontakt med vann). Kanskje tar det ca 1 time ved 20 grader for en øll å gå fra masse CO2 (overmettet) til en som er doven (i likevekt med CO2 i lufta).
Jeg har satt opp ett noe forenklet regneark i Excel som viser noe av dette. Det er to ark hvor det ene viser hvor mye O2 man trenger i ett gjæringskar idelt sett. Det som er interesant er at den «ideelle» mengde O2 tilsvarer ca 1 liter ved 1 bar, som de fleste ser ut til å bruke, men jeg tror desverre at mye av dette fordufter før man får lokket på om man ikke har prosedyrer for å fange O2-gassen i dø-rommet og anrike dette. Det andre viser hva som kan skje om man tilsetter O2 i vørter og denne kommer i likevekt med dø-rommet (luft) før gjæren for brukt den. Jeg har ikke brukt mange minutter på dette regnarket, så brukervennligheten er ikke på topp og så det er det nok noen bugs. Uansett, svarte tall er input og røde tall er output. Link:
https://dl.dropboxusercontent.com/u/11016606/Oksygen calc.xlsx
Om brusesteinen har 0.5 micrometer eller 2 micrometer kan ha noe å si, men det er viktig at man får små bobler som gir større overflate + lengre kontakt tid da de stiger saktere. Men er dette kritisk?? Ikke vet jeg, men man må har korrekt strømningshastighet av O2 for at boblene skal rive seg av mens de er små og ikke «klebe» til steinen til de blir store, evnt ett inline system hvor den strømende vørteren river av boblene eller at man rører rundt med steinen kan rive av boblene. En parallell til denne effekten kan man prøve ut ved å finne frem ungenes såpebobleutstyr, blåser man ett jevnt sakte utpust blir boblene store, blåser man hurtig blir boblene små. Man kan også boble O2 inn i en flaske med vann og måle hvor fort boblene stiger, dette kan brukes til å finne reel størrelse på boblene (jeg har et paper eller to liggende på det temaet) og som vil kunne være god hjelp i forbindelse med valg av brusestein. Skulle boblene stige like raskt (=samme størrelse), så tror jeg at det er likegylding hva man bruker.
Jeg vil gjerne være med på ett praktisk eksperiment eller to om det er noen i Stavangerområdet som har O2-utstyr (O2 gass, O2-måler for oppløst O2 i vann og helst en O2-måler for ppm O2 i luft). Jeg har bla. en vakuumpumpe (for varmepumpeinstallasjon) som kan brukes til å trekke ut O2 fra vann for å simulere kokt oksygenfattig vann uten å vente på at det skal kjøles ned, men da bør man ha en gammel trykk-koker som kan brukes eller en solid stål tank for å hindre kollaps.
Til dere som kom helt til bunns i dette innlegget, så takker jeg ydmykt for oppmerksomheten...