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Os 4 elementos: Água (ajuste)


Sais para ajustar água

O ajuste, ou correção, nada mais é que ajustar as propriedades químicas da água pra que ela se adeque ao perfil de cerveja que eu desejo.

Seguindo o que começamos no nosso post anterior, vamos ver como se faz o ajuste de água através da adição de sais ou ácidos, evaporação, diluição com água destilada e outros métodos.

Seguem alguns exemplos de quando este ajuste é necessário:

  • Pra fazer uma stout, como os maltes usados são muito ácidos, o ideal é ter uma água alcalina pra que o resultado final seja equilibrado

  • Existe um cálculo que mostra que há uma alcalinidade residual ideal de acordo com a cor da cerveja. Por exemplo, se eu quiser fazer uma cerveja clara, com cerca de 10 SRM de cor, eu devo usar uma água com 20 ppm de Alcalinidade Residual (medida em termos de CaCO3)

  • Se eu quiser fazer o clone de uma cerveja, o ideal é usar os mesmos ingredientes e processos do fabricante. E isso inclui a água utilizada (perfil químico).

Fazer a correção não é tão simples, pois existe um fato químico que dificulta esse processo. As moléculas são formadas por um par de íons: o cátion (carga positiva) e o ânion (carga negativa). Se quisermos fazer uma correção que aumenta a quantidade de um, inevitavelmente alteramos o outro tb. Aí teremos que fazer outra correção pra diminuir esse efeito colateral, e assim por diante. Ou seja, é um processo de idas e vindas.

 

I.Ajuste de Acidez
Ácidos (reduzem o Ph):
  • Adicione os ácidos antes do aquecimento da água. Isso evita sua evaporação, tornando sua atuação mais eficiente.

  • Ácido Fosfórico: o de gosto mais neutro. Não é recomendado pois reage com o Cálcio, alterando a composição e não somente o Ph. Manusear com cuidado.

  • Ácido Hidroclórico e Sulfúrico: adicionam tb cloro e sulfato. São muito fortes e devem ser diluídos antes do uso.

  • Ácidos Cítrico, Málico e Tartárico: adicionam ésteres (aroma frutado). Manusear com cautela.

  • Ácidos Lático e Acético: aromas característicos. Lático mais suave, mas pode dar gosto picante, o Acético é mais pungente. Mais seguros quanto ao manuseio.

  • Malte acidificado: 2% a 3% do peso em ácido lático. Use em cervejas mais leves, menos aromáticas.

Campdem (Metabissulfito de Sódio ou de Potássio) (aumenta o Ph):

  • Serve pra retirar as clorinas e cloraminas (*) da água. A retirada das clorinas também pode ser feita com a fervura (antes de usar a água). Mas as cloraminas não são voláteis, por isso, necessitam do uso do campdem.

  • Quando o Sódio da água é alto, usar o Metabissulfito de Potássio

  • 9mg/l (1 tablete) pra 75l gera 2ppm de Sódio (ou 3ppm de Potássio) + 8ppm de Sulfato (SO4) + 3ppm de Cloreto (Cl)

(*)Teste de cloramina: pegue uma amostra de sua água em um recipiente de cerca de 500ml, ferva (ou deixe 24h aberto) e depois compare com outra amostra recém obtida de seu filtro ou torneira. Cheire os dois:

- Se o frasco que foi fervido contiver menos cheiro de cloro, quer dizer que uma parte do cloro está na forma de clorina e evaporará com a fervura. Mas lembre-se, essa fervura deve ser antes de usar a água na brassagem.

- Se ambos tiverem o mesmo cheiro de cloro é porque a água tem um alto teor de cloramina. Ou seja, a fervura não a eliminará, deve-se recorrer ao metabissulfito.

Sais que aumentam o pH: Ca(OH)2, NaHCO3, CaCO3. Mais à frente eu explico melhor sobre eles.

Sais que reduzem o pH: CaSO4, CaCl2, MgSO4. Mais à frente eu explico melhor sobre eles.

 

II.Ajuste de Alcalinidade

Antes, uma ressalva específica pra quem usa Extrato de Malte. Se for usar extrato e a quantidade de Carbonato de Cálcio (CaCO3) da água for maior que 50ppm deve-se reduzir a alcalinidade, se não, a qualidade e percepção de pales fica reduzida, além de haver aumento excessivo do Ph.

Esses são os métodos usuais para ajustar a alcalinidade:

  • Diluição com água destilada. Reduz a alcalinidade devido à diluição do meio.

  • Osmose reversa. Consiste em forçar a passagem da água por um filtro com microporosidade, obtendo assim uma água com menos minerais. Esse método é muito utilizado por quem quer obter uma água muito semelhante à destilada, podendo assim fazer a correção ‘do zero’.

  • Chalk, limestone, cal (CaCO3) – aumenta alcalinidade e dureza

  • Deve ser adicionado à infusão

  • Como não dissolve completamente, deve se usar o dobro da quantidade apresentada pelo software de correção

  • Pickling lime, slaked lime, hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) – aumenta alcalinidade e dureza

  • Altamente higroscópico, tomando umidade do ar e alterando estrutura. Manter bem fechado e em local seco

  • Deve ser adicionado à infusão depois que o grão é colocado

  • Cuidado no manuseio, poi queima a pele

  • Baking soda, bicarbonato de sódio (NaHCO3) – aumenta alcalinidade

  • Solúvel na água

  • Uso limitado se a quantidade de sódio na água é alta

  • Atrasar a inserção de minerais duros

  • Quando a água tem deficiência de Ca/Mg e tem baixa alcalinidade, atrasar a inserção destes sais pra não baixar mais ainda a alcalinidade.

  • Alterar relação água/grãos

  • Quando a água é muito alcalina, usar menos água (diminui Ph)

  • Quando a água é pouco alcalina, usar mais água (aumenta Ph)

 

III.Ajuste de Dureza
  • Gypsum, gipsita (CaSO4.2H2O)

  • Solúvel em água fria (antes da mostura)

  • Epson salt (MgSO4.7H2O)

  • Calcium Chloride (CaCl2.2H2O)

  • Altamente higroscópico, tomando umidade do ar e alterando estrutura. Manter bem fechado em local seco

  • Magnesium Chloride (MgCl2.6H2O)

  • Altamente higroscópico, tomando umidade do ar e alterando estrutura. Manter bem fechado em local seco

  • Descarbonação por fervura

  • Útil quando há muita dureza temporária, aquela que está relacionada à ligações de Ca e Mg com Carbonatos e Bicarbonatos e que reduz com a fervura. Normalmente ela é elevada quando há baixa concentração de cloreto e sulfato, elementos relacionados à dureza permanente.

  • Ao eliminar o CO2 pela fervura, o CaCO3 precipita. Reduz tanto o Ca quanto o carbonato (HCO3)

  • Existe uma fórmula pra calcular a quantidade de Cálcio prevista com esse processo: Ca(final) = Ca(inicial) – [(HCO3)(inicial) – HCO3(final))/3,05] => considerar HCO3(final) -> em torno de 80ppm

  • Ca(final) deve ser maior que 12ppm, se não, aumentar o valor de HCO3(final)

  • Reduz pouco Magnésio (Mg(OH)2) porque ele é muito solúvel

  • Uma forma de agilizar a decantação do cal é adicionar mais cal. Hein?! Como assim?! É que esse cal adicional vai se aglutinar com o cal dissolvido na água e não vai entrar na reação química (algumas literaturas recomendam uma colher de chá pra 20 litros)

  • Descarbonação por uso de ‘lime’

  • Útil quando há muita dureza temporária

  • Método 1: Excess Lime (quando tanto Ca quanto Mg estão acima de 15ppm)

  • Adicionar lime até o Ph atingir 11

  • Transferir água após decantação

  • Ca cai pra 12ppm e Mg cai pra 3ppm

  • Método 2: Split-treatment (quando tem pouco Mg)

  • Adicionar lime até o Ph atingir 10

  • Transferir água após decantação

  • Ca cai pra 12ppm

  • Misturar água original a esta água transferida pra ajustar a concentração de Ca pra 40 a 50ppm

 

IV.Relação Sulfato/Cloreto

Um item que é de extrema importância no ajuste de água é a razão da concentração entre Sulfato (SO4-2) e Cloreto (Cl-1).

O Sulfato tem a característica de realçar e arredondar o amargor do lúpulo, deixando as cervejas lupuladas mais fáceis de beber (essa ‘facilidade de beber’ recebe o nome de drinkability), sem um amargor áspero e desagradável. Por isso, é bom para estilos lupulados como IPAs, Imperial IPAs, etc.

Já o Cloreto realça o caráter maltado da cerveja, tornando-se um aliado para cervejas inglesas (APA, ESB) e outros estilos em que o malte é a estrela.

Como referência, considere a tabela abaixo quando for analisar a relação Cl/ SO4:

Relação Sulfato Cloreto

(*) Segundo Colin Kominsk, até 9:1 na relação Sulfato/Cloreto ainda é boa para cervejas lupuladas. Eu recomendo ir a esse extremo só em casos de Imperial IPA.

Dica pra quando for fazer adição dos sais:

- Use Cloreto de Cálcio para estilos maltados

- Use Sulfato de Cálcio para estilos lupulados

O Jamal fala um pouco sobre isso também:

 

V.Tabela Resumo

A tabela abaixo indica o quanto 1g/l de sal ou 1ml/l de ácido afetam a concentração de diferentes íons. Por exemplo, adicionar 1g/l de Epson salt (MgSO4) aumenta a concentração de Mg em 99ppm e de SO4 em 389ppm.

Impacto de sais na água
 

Caso prático

Nada melhor que um exemplo pra explicar tudo o que foi citado anteriormente. Pra isso eu vou usar uma planilha em Microsoft Excel que ajuda muuuuuito essa tarefa, a ‘EZ_water_calculator_3.0.2_metric.xls’, que pode ser baixada aqui.

Abra a página web e clique em ‘Download Excel Spreadsheet – METRIC’, que fará o download da planilha. Busque o arquivo em seu computador, abra na pasta ‘EZ Water Adjustment’ e vamos seguir o exemplo abaixo.

Mas antes uma ressalva. Você verá que a planilha toca em pontos como volume de água e composição da receita (maltes). Não é o foco deste blog calcular isto, que ficará para um outro post. O foco aqui é calcular o efeito das adições de sais de modo a atingir um perfil ideal de água.

 

Passo 1: Inserir os dados da água

Na pasta ‘EZ Water Adjustment’ inserir os dados da água na parte ‘A.Profile’.

Tela inicial EZWater Calculator

Como exemplo, vamos usar uma água comercial facilmente encontrada nos supermercados, cujo nome começa coma letra 'M' e os dados estão no rótulo do produto:

  • Cálcio - Ca = 16,107ppm

  • Magnésio - Mg = 9,0ppm

  • Sódio - Na = 0,924ppm

  • Potássio - K = 1,024ppm

  • Ferro - Fe = 0,0ppm

  • Bicarbonato - HCO3 = 97,5ppm

  • Sulfato - SO4 = 0,13ppm

  • Cloreto - Cl = 0,11ppm

  • Nitrato - NO3 = 0,7ppm

  • Flúor - F = 0,05ppm

  • Alcalinidade Total (como CaCO3) = 80,5ppm. Para este item, você deve ticar em ‘Alkalinity (CaCO3 ppm)’ na planilha

  • Ph = 7,9

No final, fica assim:

Tela EZWater Calculator
 
Passo 2: Inserir os volumes de água

Como você deve lembrar, a adição de sais é calculada em termos de ppm, que equivale a mg/l (miligramas/litro), por isso, precisamos saber o volume de líquido onde os sais serão diluídos.

Para nosso exemplo, vamos supor uma receita que leva 10L na mostura (Mash Water) e mais 10L na lavagem (Sparge Water).

Sendo assim, na parte ‘B.Volume’ deveremos inserir os valores em cada célula correspondente, ficando dese jeito:

Tela EZWater Calculator
 

Passo 3: Inserir os maltes

Para nosso exemplo, vamos supor uma receita que leva 3Kg de malte Pilsen e 0,5Kg de malte crystal com cor 3°L (3 graus Lovibond).

Sendo assim, na parte ‘Step 2: Enter Grain Info’ deveremos inserir os valores em cada célula correspondente, além de selecionar o grão conforme acima (selecione o grão na coluna ‘Select Grain Type’).

Fica assim:

Tela EZWater Calculator

 

Passo 4: Correção da água

Antes de ir às correções devo ressaltar algo importante, trata-se dos cuidados com a água de lavagem (Sparge Water).

  • Essa água deve ter de baixa a moderada alcalinidade. Isso é porque a alta alcalinidade extrai taninos da casca dos grãos no momento que a água é jogada sobre eles durante a recirculação, gerando adstringência.

  • Sendo assim, NÃO adicione os seguintes minerais a essa água: cal, bicarbonato de sódio e slaked/pickling lime (hidróxido de cálcio), pois esses sais são geradores de alcalinidade.

  • Se for pra ajustar essa água, faça usando minerais que contenham Cálcio ou Sódio: gypsum (gipsita), cloreto de cálcio, cloreto de sódio (sal)

  • Outra opção é reservar os sais geradores de alcalinidade (cal, bicarbonato de sódio e hidróxido de cálcio) e jogá-los na água de mostura (Mash Water).

  • Outra correção que deve ser feita na água de lavagem é a redução de seu Ph (para níveis entre 5.0 e 6.0) através da adição de ácido.

 

Agora sim!! Vamos às correções propriamente ditas.

Os minerais usados nessa água tem muitos pormenores, os quais foram citados no nosso primeiro post sobre água. Agora é hora de aplicar o que foi citado.

1. Verificação Inicial

Veja na sessão 5 (‘Step 5: View Resulting Water Profile’) a quantidade inicial dos íons:

Tela EZWater Calculator

  • Cálcio: inicialmente a água escolhida possui apenas 16ppm e o ideal seria entre 50-150 (destacado em vermelho). Eu costumo iniciar a correção por aqui, acrescentando sais que contenham Cálcio.

  • Magnésio: também está com proporção menor que o ideal indicado na planilha. Mas, como informado no post anterior, hoje em dia os maltes são bem modificados e já fornecem cerca de 130ppm de Magnésio. Além disso, é necessário no mínio 5ppm para o trabalho das leveduras. Por isso, não vou me preocupar com ele agora.

  • Sódio: a não ser em cervejas cujo sabor salgado ou azedo devam ser ressaltados (as cervejas Sour) ou casos muito específicos de perfil de água (como a água Burton on Trent), o Sódio deve ser o mínimo possível. Neste caso, está em torno de 1ppm, por isso, não vou me preocupar com ele por enquanto.

  • Cloreto e Sulfato: ambos estão em quantidades muito pequenas. Ao adicionarmos os sais, você notará que esses dois íons se alterarão. Ao longo das adições, deveremos atentar para os limites máximos indicados e a relação Cloreto/Sulfato.

  • Relação Sulfato/Cloreto: veja que o programa fala em cloreto/sufato, ou seja, o inverso do que é usual na literatura e no que escrevi um pouco antes. Essa relação está em torno de 1, o que leva a um equilíbrio, não realça o malte nem o lúpulo. Vamos assumir que esta receita é para uma IPA, ou seja, quero ressaltar o lúpulo, sendo assim, meu objetivo será uma relação Sulfato/Cloreto em torno de 2, ou Cloreto/Sulfato (que é o que o programa calcula) em torno de 0,5.

 

2. Primeira rodada

Vamos atuar na sessão 4a (‘Step 4a: Adjust Mash pH DOWN’).

  • Primeiramente vamos marcar as caixas do ‘Adjusting Sparge Water?’, pois vamos adicionar os sais tanto na água de mostura quanto na de lavagem. As quantidades na lavagem serão calculadas automaticamente de acordo com os volumes selecionados no início do processo.

Tela EZWater Calculator

  • Agora vamos colocar 1g de Sulfato de Cálcio (CaSO4):

Tela EZWater Calculator

  • Com isso o teor de Cálcio fica em 39ppm, precisamos aumentar um pouco (mínimo 50ppm).

  • Além disso, a relação Cl/SO4 vai a 0 (zero), já que SO4 foi de 1ppm a 56ppm. A fim de manter esta relação em torno de 0,5 vamos elevar o Cloreto pra cerca de 28ppm.

Tela EZWater Calculator

 

3. Segunda rodada

  • A fim de aumentar um pouco o Cálcio e elevar o Cloreto, vamos colocar 0,5g de Cloreto de Cálcio (CaCl2):

Tela EZWater Calculator

  • Com isso, o teor de Cálcio fica em 52ppm, o que está bom, apesar de estar bem próximo do limite mínimo.

  • A relação Cl/SO4 foi a 0,43, que é próxima de 0,5, inclusive, o próprio programa indica que esta relação realça o amargor. Em outra forma, a relação Sulfato/Cloreto ficou em 2,3.

Tela EZWater Calculator

  • Como nossa água tem deficiência de Ca/Mg e tem baixa alcalinidade, devemos atrasar a inserção destes sais pra não baixar mais ainda a alcalinidade. Ou seja, adicionar os sais cerca de 10min após o início da mostura.

  • No total usaremos 2g de CaSO4 (1g na mostura + 1g na lavagem) e 1g de CaCl2 (0,5g na mostura + 0,5g na lavagem).

 

4. Ajuste do pH

  • Eu deixei o ajuste do pH por último porque o valor indicado no programa é muito teórico, baseado na composição dos maltes e nos efeitos dos sais após suas adições. Assim sendo, minha recomendação é, na prática, adicionar os sais primeiro, medir o pH e só então adicionar o ácido. Essa adição deve ser paulatina, ou seja, adiciona só um pouco, mede o pH, se necessário adiciona mais um pouco. E assim por diante.

  • É possível também acidificar a mistura usando malte acidificado, cujo efeito também é calculado pelo programa.

  • No nosso caso, vamos usar ácido lático.

  • Inicialmente, o pH calculado pelo programa está em 5,71 e o ideal para a mostura é em torno de 5,5

Tela EZWater Calculator

  • Vamos adicionar 2ml de ácido. Ao fazermos isso, vemos que o pH cai para 5,47. O que está bom.

  • Mas lembre-se, esse é um valor de referência para todos os 20l de água. Assim sendo, na prática, você deve ir adicionando o ácido e medindo o pH. Ao verificar que atingiu pH=5,5 você interrompe a adição. Os 2ml indicados pelo programa são uma referência pra você ter ideia do quanto de ácido lático será necessário para aquela receita.

Tela EZWater Calculator

Pronto, acabei! Minha nova água está com os teores mínimos de sais e a relação Cloreto/Sulfato conforme o recomendado para a IPA do nosso exemplo.

 

Como últimas observações:

  • Você pode continuar testando adições e verificando como os íons se comportam, assim aprende a usar o programa e observa o que deve ser feito conforme a receita. Por exemplo, teste com outras águas, ou com uma cerveja que precise ter o malte ressaltado.

  • Lembre-se do vai-e-vem nos ajustes de água. A adição de um sal afeta outra concentração de minerais, aí eu reduzo o primeiro sal e acrescento outro, e assim por diante. Tenha paciência, use macros para fazer isso automaticamente ou use programas como o BeerSmith (veja na sessão ‘Sites’).

  • Lembre-se que os ácidos devem ser adicionados com a água ainda fria e, dependendo do ácido, com especial cuidado devido à sua toxicidade.

  • Eu costumo adicionar os sais da mostura depois que coloquei metade dos grãos. Pois se coloco os sais antes dos grãos, eles acabam decantando e não se misturam direito com o meio.

Segue abaixo um vídeo em que o Jamal dá um exemplo de correção:

 

Bibliografia
Palmer, John, and Colin Kaminski. Water: A Comprehensive Guide for Brewers. Brewers Publications, 2013.
 

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