La física de la ebullición y el enfriamiento en la elaboración de cerveza

La respuesta corta: el hervido realiza una función real: convierte los alfaácidos del lúpulo en amargor, expulsa el DMS, esteriliza y concentra el mosto. Espere evaporar entre 1 y 1.5 galones (4–6 L) por hora en un equipo de elaboración casera con un hervido intenso (rolling boil). El agua hierve a 212°F (100°C) al nivel del mar y a unos 2°F menos por cada 1,000 pies de altitud, lo cual reduce ligeramente el aprovechamiento del lúpulo.

Altitud	Punto de ebullición
Nivel del mar	212°F (100°C)
2,500 pies (760 m)	aprox. 207.5°F (97.5°C)
5,000 pies (1,520 m)	aprox. 203°F (95°C)
7,500 pies (2,290 m)	aprox. 198.5°F (92.5°C)

Calentamiento: cuánto tiempo toma

Se necesita 1 BTU para calentar 1 libra de agua en 1°F, y un galón de agua pesa 8.34 libras. El mosto se comporta casi igual. Por lo tanto, calentar 10 galones (38 L) de agua desde 60°F (16°C) hasta la ebullición requiere unos 12,700 BTU, o 3.7 kWh. Un elemento de 5,500 W logra esto en aproximadamente 40–45 minutos, una vez que se consideran las pérdidas de calor.

Potencia del elemento	5 gal (19 L) de 60°F (16°C) a ebullición	10 gal (38 L) de 60°F (16°C) a ebullición
1,650 W (un elemento de 120V)	aprox. 68 min	aprox. 135 min
3,300 W (dos elementos de 120V)	aprox. 34 min	aprox. 68 min
5,500 W (240V)	aprox. 20 min	aprox. 41 min

Estos son los mínimos físicos, sin pérdida de calor. Los tiempos reales son más largos, especialmente en una habitación fría o sin tapa.

Hervido: a dónde va la energía

Una vez que el mosto hierve, su temperatura deja de subir. Cada poco de calor extra se utiliza para convertir el agua en vapor, y eso consume mucha energía: evaporar 1 galón requiere unos 8,100 BTU (2.4 kWh), más de seis veces lo que costó calentar ese galón de 60°F (16°C) hasta la ebullición.

Esto hace que la evaporación dependa principalmente de la cantidad de calor suministrada, no de la olla. Cada 1,000 W que llegan a una olla en ebullición evaporan unos 0.4 galones (1.6 L) por hora. Un elemento de 5,500 W a máxima potencia podría evaporar hasta 2.3 galones (8.8 L) por hora, menos lo que la olla pierde hacia el ambiente. Por eso los cerveceros eléctricos reducen la potencia una vez que comienza el hervido: un hervido constante necesita mucha menos energía que llegar al punto de ebullición, y menos energía significa menos evaporación. Un condensador de vapor también reduce la evaporación en un 20–30%, así que mida sus volúmenes y ajuste una vez.

Durante el hervido, los alfaácidos del lúpulo se isomerizan en amargor, el DMS se va con el vapor, las proteínas se agrupan en el "hot break" (quiebre caliente) y el mosto se esteriliza y concentra. Mantenga la tapa abierta para que el DMS pueda escapar. En altitud, el hervido a menor temperatura isomeriza el lúpulo un poco más lentamente, por lo que la misma receta resulta ligeramente menos amarga.

Enfriamiento: por qué los últimos grados son los más lentos

Enfriar 5 galones (19 L) desde la ebullición a 68°F (20°C) significa eliminar unos 6,000 BTU (1.8 kWh). La rapidez depende de la diferencia de temperatura entre el mosto y el agua de refrigeración: el calor se mueve rápidamente cuando la brecha es grande y lentamente cuando es pequeña.

• Enfriador de inmersión. Toda la olla se enfría a la vez, por lo que la brecha sigue reduciéndose. Con agua del grifo a 55°F (13°C), toma aproximadamente el mismo tiempo pasar de 100°F (38°C) a 68°F (20°C) que pasar de la ebullición a 100°F.
• Enfriador de contraflujo. El mosto y el agua fluyen en direcciones opuestas, por lo que el agua más fría se encuentra con el mosto más fresco en la salida y la brecha se mantiene grande a lo largo de toda la bobina. El mosto puede salir a unos pocos grados de diferencia respecto al agua entrante, en una sola pasada. Reduzca el flujo del mosto para una salida más fría.
• El piso. Ningún enfriador puede enfriar el mosto por debajo de la temperatura del agua que circula por él. En verano, termine con agua helada o deje que un fermentador con control de glicol baje los últimos grados.

El acero inoxidable conduce el calor unas 25 veces menos que el cobre, pero en un enfriador, la pared delgada del tubo no es el cuello de botella, por lo que un enfriador de contraflujo de acero inoxidable más largo mantiene el ritmo. Más información en enfriadores de cobre vs. acero inoxidable.

Reglas generales

Para	Imperial	Métrico
Calentar agua un grado	8.34 BTU por gal por °F	4.19 kJ por L por °C
Calentar con 1,000 W	1 gal sube aprox. 7°F por minuto	1 L sube aprox. 14°C por minuto
Evaporar agua	Aprox. 8,100 BTU (2.4 kWh) por gal	Aprox. 2,260 kJ (0.63 kWh) por L
Evaporación por 1,000 W de calor	Aprox. 0.4 gal por hora	Aprox. 1.6 L por hora
Punto de ebullición en altitud	Aprox. 1°F menos por 500 pies	Aprox. 1°C menos por 300 m

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi olla tarda más en calentar de lo que dice la matemática?

El calor escapa a través de las paredes y la parte superior abierta, y más aún a medida que el mosto se calienta. Un elemento también genera menos potencia si el voltaje de su red es inferior al nominal.

¿Un hervido más fuerte hace mejor cerveza?

No. Un hervido constante y suave hace el trabajo necesario. Más allá de eso, la energía extra solo evapora más agua.

¿Por qué el mosto genera espuma al inicio del hervido?

Las proteínas forman espuma hasta que se agrupan en el "hot break". Reduzca el calor al llegar al punto de ebullición y manténgase cerca los primeros minutos; una vez que se forma el "break", la espuma baja.

¿Hervir a mayor altitud cambia mi receta?

Ligeramente. El hervido a menor temperatura da un poco menos de amargor con el mismo lúpulo. Ajuste el lúpulo de amargor según su gusto después de una o dos lotes.

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