Koelen

BERTENS BLIK IN DE BROUWKETEL

Koelen

Al vele jaren schrijf ik over het zelfbrouwen van bier. In al die jaren ontkom je er niet aan om zo nu en dan weer eens uit te wijden over een onderwerp waar je eerder aandacht aan hebt besteed. Deze maand wil ik stil staan bij de noodzaak van het snel koelen van het wort. Daarbij wordt het puntje op de i gezet.

Snel koelen

Het snel koelen van het wort is om meerdere reden noodzakelijk:

• vermindering kans op infecties omdat het wort sneller op een temperatuur wordt gebracht waarbij de gist toegevoegd kan worden. Als de vergisting eenmaal aan de gang is hebben andere micro-organismen minder kans om zich te ontwikkelen;
• vermindering van de vorming van DMS (een stof met een smaak van gekookte groente). Op de vorming van DMS zal ik hierna verder ingaan;
• vermindering van de thermische belasting waardoor minder Maillard-producten (verbindingen tussen aminozuren en suikers) worden gevormd. Zeker bij lichtgekleurde delicate biertypen is dit van belang;
• de combinatie van een overmaat aan gist en een lage vergistingtemperatuur maakt dat je minder gistingsproducten krijgt en dat de smaak van hop en mout meer naar boven komt. Sommige biertypen zijn hiermee zeer gediend. Je moet dan vooral denken aan Duitse biertypen;
• verbetering uitvlokken van de eiwitten waardoor de helderheid van het bier wordt bevorderd.

Voor het geforceerd koelen van het wort kunnen we verschillende koelers gebruiken.

Dompelkoeler

De eerste koeler die ik noem is de dompelkoeler. Een dergelijke koeler bestaat uit een enkele buis van koper of rvs die tot een spiraal is gebogen. De ene kant wordt met een slang aan de koudwaterkraan aangesloten en aan de andere wordt een slang bevestigd voor de afvoer van warm/lauw afvalwater. Dit water kun je opvangen voor het schoonmaken van je brouwspullen. Voor de grootste effectiviteit hoort het koud water aan de bovenkant de spiraal in te stromen. Het koude wort zakt en zorgt op die manier voor een stroming in het wort. Door de vermenging verbetert het koelend effect.

Een dompelkoeler kun je gebruiken in je gistkuip maar ook in je kookketel. Als je kiest voor deze laatste optie dan heb je minder last van oxidatie bij het overhevelen (hete wort is gevoeliger voor oxidatie dan koele wort). Ook wordt er minder DMS nagevormd (zie ook hierna) en heb je minder vorming van Maillard-producten.

Nadeel is dat je beter moet opletten voor infecties tijdens het overhevelen. Zo heeft dus weer elk voordeel zijn nadeel.

Tegenstroomkoeler

Ook een tegenstroomkoeler heeft meestal een spiraalvorm. Vaak is de basis van zo’n koeler een dompelkoeler. De koeler wordt voorzien van een buitenmantel. Dikwijls bestaat deze uit een plastic slang omdat dat makkelijker te verwerken is, maar het kan ook een koperen pijp zijn met een grotere doorsnede. Met behulp van 12 mm buizen en T-stukken van 12 naar 20 mm en wat slangenklemmen kun je een tegenstroomkoeler in een aantal uren zelf maken. Je kunt natuurlijk ook uitgaan van een dompelkoeler die je kant-en-klaar kunt kopen en daar met enige moeite een tuinslang omheentrekken. Op de afbeelding zien jullie een tegenstroomkoeler zoals die door Adrie Otte gemaakt is met spullen uit een willekeurige bouwmarkt. Het enige wat niet standaard is, is de analoge thermometer op de uitloop.

Ten opzichte van de dompelkoeler is het voordeel dat de koeler snel werkt. Wel is het zo dat het wort dat nog in je kookketel zit nog een tijdje thermisch belast wordt.

Een ander nadeel is dat bij deze koeler het wort door de buis loopt en dat je niet visueel kunt waarnemen of de koeler van binnen schoon is. Door het koelen zetten zich makkelijk eiwitten af tegen de wand van de pijp. Om deze te verwijderen kun je natriumloog gebruiken. Deze reiniger is te koop bij het Kruitvat onder de naam ‘gootsteenontstopper’. Door te spoelen met een hete 5 %-oplossing komt er veel bruin spul vrij. Nog beter is het loogoplossing rond te pompen met een hittebestendige pompje. Net zoals met andere reinigingsmiddelen moet je goed oppassen met natriumloog. Het gebruik van beschermingsmiddelen (rubberen handschoenen en veiligheidsbril) is aan te bevelen.

Platenkoeler

Feitelijke is een platenkoeler niets anders dan een tegenstroomkoeler. Het wort stroomt echter niet door een pijp maar door verschillende platen. Het koelwater gaat tegenstrooms door andere platen. Door het intensieve contact krijg je een zeer snelle koeling. Het voordeel van een platenkoeler is dat hij zeer compact en klein kan zijn.

Hoe meer platen de koeler heeft des te groter de koelcapaciteit. Keerzijde hiervan is dat de weerstand die overwonnen moet worden ook groter wordt. Om te zorgen dat je zo min mogelijk last hebt van de weerstand moet je zorgen voor een voldoende hoogteverschil.

Net als bij de spiraalkoeler is het schoonmaken een punt van aandacht. Ook hier kan natriumloog uitkomst bieden. Daarnaast zijn deze koelers zo compact dat je ze in een grote pan kunt uitkoken. De koeler kan daardoor wel steriel worden maar eventuele rommel kook je er niet uit, daarvoor heb je wel een krachtig reinigingsmiddel voor nodig.

Platenkoelers worden voor verschillende doeleinden gebruikt. Onder andere als warmtewisselaars bij verwarmingsinstallaties. Vaillant gebruikt van die compacte wisselaars. Mogelijk kun je bij een verwarmingsinstallateur een wisselaar krijgen als je aankomt met een kratje zelfgemaakt bier. Platenkoelers zijn ook te koop bij Brouwland. Als je zoekt bij eBay met het woord plattenwärmetauscher vind je ook diverse interessante aanbiedingen.

Vorming DMS

Hiervoor had ik al geschreven dat het snel koelen belangrijk is voor de hoeveelheid DMS in je bier. Daarnaast is ook intensief koken van belang.

Kunze

Om het een en ander duidelijk te maken heb ik het het boek Technology Brewing en Malting van de Duitse professor Wolfgang Kunze (universiteit Berlijn) uit 1996 er bij gehaald. Op diverse plaatsen in het boek gaat Kunze in op de DMS-problematiek. Hieronder volgt een vrije vertaling en samenvatting.

Tijdens de kieming van de mout wordt de zogenaamde inactieve precursor (voorloper) van DMS aangemaakt. Deze inactieve precursor DMS is hitte instabiel en wordt bij hoge temperaturen omgezet in actieve precursor DMS (DMS-P) en vrije DMS.

DMS-P bestaat uit in feite twee stoffen, te weten S-methyl methylmethionine (SMM) en dimethylzwaveloxide (DMSO).

De mouter probeert het moutproces zo te sturen dat zo min mogelijk inactieve precursor DMS wordt omgezet in DMS-P en DMS, door het graan minder te intensief te weken en het kiemen bij een lagere temperatuur te laten verlopen.

Tijdens het eesten van het groenmout wordt de DMS-P gedeeltelijk omgezet in DMS dat verdampt, daarnaast blijft een gedeelte van DMS-P achter in de mout. Hoe hoger de eesttemperatuur des te meer DMS-P omgezet wordt in DMS en wordt uitgedreven.
Door het wort lang te koken kan DMS geheel uit het wort verdwijnen. Uit kostenbesparing gaan steeds meer brouwerijen over tot het korter koken van het wort. Tegenwoordig wordt een kooktijd nagestreefd van maximaal 60 minuten. Het gevolg daarvan is dat te veel DMS in het wort en bier aanwezig is. Aan mouters wordt daarom tegenwoordig gevraagd een mout te produceren met weinig DMS-P.
Door de korte kooktijden is het uiteenvallen van de precursor SMM meestal niet compleet en kan vrij DMS later worden gevormd en aanwezig zijn in het uiteindelijke bier. (Kunze geeft niet aan op welke wijze SMM na het koken wordt omgezet in vrij DMS.)

Vorming DMS na het koelen

Maar wat heeft het bovenstaande verhaal nu allemaal te maken met het belang van het snel koelen van het wort zul je je misschien afvragen. In Brauwelt International 2008/1 wordt hierop antwoord gegeven.

In dit artikel wordt er op gewezen dat tijdens het koken de verdamping van vrije DMS sneller gaat dan de vorming van DMS uit DMS-P. Zodra echter gestopt wordt met het koken gaat de vorming van DMS door de thermische belasting sneller dan de verdamping. Het gevolg is dat de hoeveelheid DMS in het wort toeneemt.

Onderzoek uitgevoerd bij de Kulmbacher brouwerij bracht aan het licht dat indien het wort in de whirlpool zo’n 10 ºC wordt voorgekoeld de hoeveelheid DMS in het uiteindelijke bier met wel 30% kan worden teruggebracht. Verder had de voorkoeling ook positieve effecten op het neerslaan van eiwitten.

Nog voor de publicatie van het hiervoor bedoelde artikel is over dit onderwerp geschreven op het forum van Hobbybrouwen.nl. Om de vorming van DMS tijdens het koelen tegen te gaan stelde ik voor een platenkoeler te gebruiken in combinatie met een dompelkoeler in de ketel. Het was medebeheerder Edgar die met het slimme idee kwam om in plaats daarvan het eerste wort dat door de platenkoeler gaat op te vangen en voorzichtig terug te voeren naar de kookketel (oppassen voor oxidatie). Hierdoor daalt snel de temperatuur in de kookketel en de platenkoeler wordt door de hitte nog eens gedesinfecteerd.

Een mooi stukje innovatie van het hobbybrouwproces zonder dat het ons extra geld kost. Het puntje staat weer op de i.

Jacques Bertens