1 - 起步
引导用户大致了解软件基础功能和用法,快速上手。
使用条件
目前测试通过的浏览器为Firefox, Chrome和Microsoft Edge.
1.2 - 啤酒分类
选择所要酿造啤酒的分类、风格,并查看该风格啤酒的参数范围。
用户可在此区域选择所要酿造啤酒的分类(Category)、风格(Style)。这也是编辑配方的第一步。
”啤酒分类“区域内有上、下两个下拉选择框。
点击上方选择框,选择啤酒分类(category);
然后点击下方选择框,选择啤酒风格(style)。
提示:在下拉选择框中输入关键词可实现搜索功能。
选定啤酒类别后,选择框下方将显示该类别的参数范围,以备参考。
该区域显示的参数分别为:
- 初始比重
- 终点比重
- SRM – 色度,单位为SRM
- ABV – 酒精含量百分比(以体积计)
- IBU – 国际苦度值
- BU:GU – 国际苦度值与初始比重的比值。
本软件啤酒分类依据为啤酒品酒师国际认定组织(BJCP)发布的《世界啤酒分类指南(2015年版)》。
包含27个分类(category),不包含28-34类増味分类。软件包含的风格(style)有100种。
1.3 - 批次目标
设置本次配方的目标参数。
用户应在此区域内输入目标啤酒的具体参数:
BU:GU由用户输入的初始比重和IBU值自动生成。无需用户手动输入。
1.5 - 标签页
介绍各标签页的功能和使用方法。
本工具共有6个标签页,每个标签页完成特定的配方编辑功能。
1.5.2 - 可发酵物
介绍各标签页的功能和使用方法。
2.可发酵物

点击标题为“选择谷物”的下拉选择框,滚动鼠标或键入关键词搜索想要使用的麦芽品种。
重复以上操作,选出配方所需要的全部物料品种。
点击“推荐”按钮,软件会根据所选麦芽的 淀粉酶含量,用户设定的初始比重,
麦汁SRM色度等条件,生成麦芽推荐用量表。此麦芽配比为最节约麦芽的方案。
提示:表中蓝色背景单元格为可编辑区域,白色背景为只读区域。本软件出现所有表格均依此例。
一个客观现实是,算法无法量化风味,所以需要人工对推荐方案做最后的调整。
BrewCAD在V1.0.1版本更新中首次发布了“麦芽锁”机制,在引入必要人工干预的前提下,还能最大程度利用自动化算法带来的便捷性。
该机制的使用方法如图所示,
在系统推荐的麦芽用量表左侧有一列复选框,用户可以用每行对应的选择框锁定特定麦芽品种的用量。
然后点击“优化”按钮,系统将根据新条件重新估算未锁定麦芽品种的用量。
然后点击“更新”按钮。在“批次预测”区域内观看计算结果。
1.5.3 - 水化学
调整酿造用水的pH值和离子浓度。
3.水化学
如果您的日常酿造操作中没有水处理这一环节,可以忽略此标签页中的内容。
但是,您仍需点击“计算”按钮,来计算酿造水的用量。
第一步,手动填写“酿造水分析报告”表格。如果您的酿造水经过反渗透处理,经测量电导率低于50,
可将该表格各项数值设置为0。
第二步,根据目标啤酒类别,通过“选择目标离子配置”下拉选择框选择系统预设的离子配置。
如果预设配置中没有您想要的离子配比,请在下方“配置数据”表格中手动输入。
第三步,选择水盐添加方式。第一种方式,将全部水盐添加到糖化部分;
第二种方式,糖化水、洗糟水等比例添加。无论采用那种选项,系统将自动计算添加量。
提示:调整pH的乳酸需全部加入糖化系统内。
第四步,设定目标糖化pH。一般情况下,建议设定在5.2-5.6区间内,最优区间为5.3-5.5。
第五步,点击“计算”按钮。软件将自动计算所需各种水盐的用量,调整糖化pH所需乳酸或酸化麦芽的用量,
以及各部分的离子浓度。
“水盐添加量表”出现的无机盐,如有水合物的,均为该盐的最常见水合物形式,具体对应关系见下表:
无机盐 |
水合物 |
CaSO4 |
CaSO4·2H2O |
MgSO4 |
MgSO4·7H2O |
CaCl2 |
CaCl2·2H2O |
MgCl2 |
MgCl2·6H2O |
1.5.4 - 啤酒花
介绍如何使用该软件计算设备的降温曲线,如何计算啤酒花添加量。
第一步
根据您的需求设定第一个参数:“煮沸停止到强制降温间的时长”。
此时您可以忽略“温度估算策略”单选框,直接跳到第三步。
- 如果您的配方是偏重于酒花风味的,且设备容积较大,降温缓慢的,
请根据您的实际情况设定此参数。
这个时长可以设定为旋沉的时长,也可以设定为从煮沸关火到强制冷却开始之间的时长。
第二步
设置“温度估算策略”,选择两个选项中的任意一项。
-
“固定温度”,在没有条件测量关火后系统温度的情况下,可凭个人经验估算系统温度的等效平均值,
输入右边“固定温度”输入框。
-
“数据拟合”,通过在不同时间点测量3个或3个以上的温度数据,拟合得到系统的降温曲线,如图
若拟合成功,数据表格下方会出现绿色提示框,显示拟合常数。
此策略的优势是可以非常精确的估算系统温度变化的过程。
提示:同一套设备,在室温稳定,酿造量相似的前提下,拟合工作完成一次即可。拟合完成后,记录拟合常数b的值,
下次使用时,直接将您记录的b值输入“拟合常数已知”输入框即可。无需重复测量、拟合过程。
第三步
编辑在煮沸阶段投放的酒花品种和用量。
提示:支持关键词搜索。
-
在“重量”列输入投放比例,这里可以输入任何成比例的数值,例如图中的2-1-1, 您也可以
写为20-10-10, 这两组数据是等效的。
-
填写“煮沸时长”列。单位为分钟。
-
如果软件提供的酒花的α-酸含量跟您的产品不符,请在“α-酸修正”列纠正。
-
点击“计算”按钮,结果如下图。
第四步(可选)
计算旋沉酒花投放的操作方式与煮沸酒花相同,请参考第三步操作流程。
提示: “煮沸停止到强制降温间的时长”和“目标旋沉IBU”两个参数如果任意一个为0,
此部分功能将无法使用。
第五步(可选)
选择干投酒花配置。
目前尚无有效的数学模型可以准确估算干投酒花贡献的苦度,此部分仅作记录用。
1.5.5 - 酵母
酵母投放量,酵母扩陪参数计算。
酵母标签页的功能非常简单直接,表格的使用方法请参照“啤酒花标签页”第三步的说明。
本软件支持酵母混合投放的计算。
提示: 表格“细胞数”列需要用户输入起始值,如1,
若使用多种酵母,请输入各种酵母的比例。
“干麦精”列显示酵母扩陪所需要的干麦精总量。
“扩培量”为扩陪酵母所需10P麦汁的体积。
提示
-
不同厂商所采用的发酵度测量方法和条件不统一,因此不同厂家给出的发酵度数据不具有可比性。
-
发酵液的初始浓度不同,酵母的表现也会不同。
-
因为上述原因,酵母的发酵度(attenuation)数据不具备准确预测的意义
(1)。
“批次预测”区域内标注“(酵母计)”的参数,计算过程需要用到酵母厂家提供的发酵度数据,
因此,这些参数常常跟实际结果有偏差。
基于以上原因,该软件首先纳入了“极限”参数体系。
“极限”参数是忽略了酵母因素的理论极值。
“极限”参数结合“酵母计”参数,可以帮助酿造者对结果作出更切近的预估,
并且可以帮助酿造者及时发现配方设计的缺陷,提供修改线索。
1.5.6 - 碳化
计算啤酒碳化、包装相关参数。
介绍
发酵完成后,啤酒中的二氧化碳含量通常会低于成品要求。
我们需要通过特殊手段为啤酒补充二氧化碳。
常规补充二氧化碳的手段有两种:
-
自然碳化,也称为“糖发”。未经过高温灭活的啤酒可采用自然碳化法。
啤酒封装前,在酒中添加适量的可发酵物,比如糖,
利用糖在密闭空间中的二次发酵来补足二氧化碳。
-
强制碳化,是指向待包装啤酒中强制注入的方式来补足二氧化碳。
开始
第一步
配置碳化参数和碳化目标。
-
“最高温度”参数,代表啤酒发酵完成后,酒体所经受的最高温度。
例如一批啤酒的正常发酵温度18摄氏度,达到比重终点后升温2摄氏度做双乙酰还原。此时,可将此参数设定为
20摄氏度。
-
“初始碳化度”,本参数根据“最高温度”参数计算生成,无需手动输入。
-
“目标碳化度”参数,用来设定成品啤酒的碳化度目标,具体数值跟啤酒风格(style)相关,如何设定请参照
啤酒碳化度表。
第二步
选项一:自然碳化
选择可发酵物的种类,目前可选的发酵物为蔗糖,葡萄糖和干麦芽提取物(DME)。
然后点击“插入行”按钮,在背景为蓝色的表格列中输入包装容量和包装单位数量。
软件将计算出单个包装所需糖的量,该包装规格所需糖的总量,以及列入包装计划的啤酒总量,
该总量数据通过表格下方进度条直观显示。
选项二:强制碳化
强制碳化可通过压力和质量两种方式控制。
1.5.7 - 导出PDF
导出配方为PDF文档,方便保存和打印。
该标签页包含三个参数。
设定好以上参数,点击“导出配方”按钮,下载包含完整配方的pdf文档。
2 - 概念
对软件中出现的名称、概念做确切定义和详细的介绍。适合作为用户手册,以备检索。
初始比重
初始比重(Original Gravity),常简写为OG,用来衡量麦汁中除去水分之外固态物的含量。
初始比重是指麦汁经过煮沸后,发酵之前的比重。
初始比重的衡量体系有两类:
固含量体系,和相对密度体系。
固含量体系有Balling、Brix和Plato单位。
Balling单位历史最长,Brix单位基于Balling单位,修正了其原有误差,很快淘汰了Balling单位。
Brix单位的定义是在标准室温、大气压条件下,纯蔗糖溶液中蔗糖的质量百分比。Brix单位在红酒、水果和软饮领域应用很广。
Plato单位和Balling单位的定义基本相同,差别是Plato单位的测量条件是20°C,而Balling单位则是在17.5°C。
三个单位之间的数值差异很小,在日常酿造中可以互换使用。
相对密度实际上是一个无单位量。它是指在标准温度、标准大气压(STP,standard temperature and pressure)条件下待测物质的密度和纯水密度的比值。 我们知道STP条件下纯水的密度为1g/ml,假设麦汁的密度为1.040g/ml, 那么麦汁的相对密度即为 $\dfrac{1.040 g/ml}{1 g/ml} = 1.040$,单位在除法中被约去。
英国酿酒工业习惯使用相对密度单位,例如10 Plato的麦汁用相对密度大约可以表示为1.040。
在日常操作中,取小数点后两位,称之为比重点(Gravity Point),例如1.050麦汁的比重点即为50。
比重点和固含量单位之间的便捷转换方式为:比重点 = 固含量单位 × 4
这个简易公式存在一定误差,可在需要快速估算的情况下使用。
本软件目前只支持相对密度单位的输入,计算结果输出支持Plato单位。
终点比重
终点比重(Final Gravity),常简写为FG。这个概念被创造时的初衷是为了衡量发酵结束后啤酒中剩余的不可发酵固态物的含量。
实际情况是终点比重忽略了酒精降低啤酒密度的影响。虽然如此,我们还是可以用它来指示发酵终点,粗略推算啤酒中残糖含量,以及估算啤酒的酒精度。
IBU
IBU, International Bitterness Units, 国际苦度值。IBU于1950-1960年间被开发并应用。经过多年演进,IBU目前的定义为啤酒中异构alpha-酸的浓度(依ppm计),例如一款啤酒中异构alpha-酸的浓度为15ppm,这款啤酒的IBU值为15。
目前所有配方软件提供的IBU计算结果都是麦汁的IBU。经发酵后,麦汁IBU会大幅度降低,且结果无法准确预测。发酵后啤酒的IBU只能靠仪器测量或专业品酒师估算。
影响啤酒苦度的因素还有很多,例如酒花中除了alpha-酸之外的其它物质,麦芽单宁,烘焙麦芽的焦糊味等。且麦汁的初始比重,发酵的终点比重都会影响消费者对啤酒苦度的感知。
综合以上原因,IBU值对啤酒配方的设计有标示边界的指导性作用,但并不能用来准确预测啤酒的实际苦度。简言之,可以画靶,不能瞄点。
麦汁IBU最常用的计算模型是Tinseth方程。
著名酿造博客优化了Tinseth模型,并将新模型命名为mIBU。点击查看此模型的中文摘要。
本软件IBU的计算采用修改后的mIBU算法。
BU:GU
IBU与初始比重的比值。初始比重采用比重点计量方式。
BU:GU对啤酒的实际感官苦度预测,相对于IBU会更加准确。
本软件“啤酒分类”区域会显示选中品类的BU:GU平均值,以供参考。用户也可在网站Brookston Beer Bulletin查找对应风格的BU:GU范围。
SRM
啤酒的颜色常用SRM或EBC方法衡量。SRM和EBC的测量方法基本相同。SRM方法中,我们让一束波长为430nm的光线通过1.27cm的待测啤酒样品,然后测量啤酒对光线的吸收率,然后将吸收率数据乘以10,即得到啤酒的SRM值。如果只看这个定义,SRM方法的到的色度最大值为10,然而我们日常看到的啤酒SRM数据远远不只10。这是因为测量设备的敏感度局限,深色啤酒需要经过稀释才能测量到有效的吸收率数据,这时,要得到SRM值,我们需要把吸收率数据乘以10,再乘以稀释倍数。稀释倍数的引进使SRM的上限可以高于10。
这里我们需要澄清的是,麦汁的SRM色度经过发酵后会有明显的降低,降低幅度通常可达到30%。色度降低的机制尚不确定,目前的理论有沉降,酵母还原等。而某些啤酒经过长期储存后,氧化作用又会使啤酒颜色加深。目前还没有数学模型可以准确估测色度变化的模式。
需要提醒大家的是,目前的啤酒配方软件计算得到的SRM值均为麦汁色度。啤酒的实际SRM值需要通过实验测定。
糖化力
1833年,法国两位化学家Anselme Payen和Jean-Francois Persoz,首先从麦芽浸出物中提取出了一种固体物质,这种物质可以快速降低淀粉溶液的粘度。这两位化学家将这种物质命名为diastase,翻译为淀粉酶。后来发现这种物质是alpha-淀粉酶、beta-淀粉酶、极限糊精酶和alpha-葡糖苷酶等物质的混合物。改称这种物质为淀粉酶复合物(diastase complex)。由diastase这个概念引申出了糖化力(Diastatic Power, DP)的概念。
糖化力(DP)是衡量麦芽质量第二重要的指标,它衡量麦芽是否有足够的淀粉酶来完全转化糖化过程中的淀粉。在实际生产中,糖化力可以被看做麦芽中beta-淀粉酶含量的指标。
设计啤酒配方时,糖化力指标至少要大于30,推荐值为70以上,以确保淀粉可以完全转化。
RBR
Relative Bitterness Ratio (RBR),由知名精酿博客Mad Alchemist开发的苦度衡量方法。
它的计算方法如下:
$$
RBR = (BU:GU)(1 + (ADF - 0.7655))
$$
其中,BU:GU请翻看上方词条解释。ADF为表观发酵度,又称为表观降糖率,用来衡量啤酒残糖量。
这个方法的合理之处在于它同时将初始比重和残糖对啤酒苦度的影响纳入考量。
RBR的使用方法很简单,当此参数接近0.5时,我们认为啤酒的苦度是平衡的,高于0.5过多则认为过苦,反之则认为过甜。
极限参数
极限参数是本软件首先推出的概念。这类参数包括“发酵度上限”,“ABV极限”,“F.G.极限”和“RBR极限”。
极限参数排除了酵母性能的影响,只与糖化温度有关。
我们知道,正常情况下,糖化温度决定了淀粉转化为可发酵糖的彻底程度,这个转化程度可以用麦汁发酵度(Fermentability)概念衡量。 如果糖化温度设定不合理,导致糖化产生的不可发酵糖含量过高,即便使用降糖率很高的酵母也无济于事。
另一个是酵母的因素,不同酵母厂商所采用的酵母降糖率/发酵度测定方法和条件不统一,因此不同厂家给出的降糖率/发酵度数据之间不具有可比性。
而且发酵液的初始浓度不同,酵母的表现也会不同。结论是,酵母厂商提供的发酵度(attenuation)数据不具备准确预测的意义。
目前的啤酒配方软件在计算ABV,FG等参数时,都会用到酵母厂商提供的降糖率/发酵度数据,这些参数常常跟实际结果有偏差。
所以本软件引入极限参数体系,来充当配方设计流程的一种安全机制。它们可以在配方设计过程中给您提供更多逻辑推理的依据。
总效率
总效率(Brewhouse efficiency)用来衡量酿造设备对可发酵物中可转化物质(例如淀粉,可溶蛋白质等)的利用率。它衡量的起点是糖化开始时,终点是麦汁入发酵罐后。
总效率是衡量设备性能,酿造流程合理性的重要指标。
家酿设备的总效率通常在0.7-0.85左右,商酿设备可以做到0.95以上。
水料比
水料比(Mash thickness)是指糖化时,水和可发酵物的质量比。
普通的单步糖化,水料比可设定在2-4区间内,建议2.5-3.2之间。
目标糖化pH
pH用来衡量溶液中氢离子的浓度。溶液中氢离子浓度每增加10倍,溶液pH值降低1个单位。
目标糖化pH是指糖化流程开始后15-30分钟之后糖化液在STP条件下的pH值。常规啤酒的目标糖化pH建议保持在5.2-5.6之间,推荐区间为5.3-5.4。
需要强调的是,在酿造过程中,酿造水的初始pH值是可以忽略的因素。麦芽中的可溶性物质会主宰糖化过程的pH。
乳酸浓度
我们可以通过向糖化液中添加乳酸、磷酸、稀硫酸和柠檬酸等物质来调节糖化液的pH值。
我们推荐使用乳酸或酸化麦芽(有效成分为乳酸)。为了解释我们的用意,需要引入pH缓冲的概念。
为了直观解释pH缓冲概念,我们借用著名酿造维基网站braukaiser.com的解释模型。

如上图的管道模型,我们把酸碱量的变动想象成往管道中注入或抽取液体。pH缓冲就相当与在某个pH点位筑造了一个蓄水池,能够有效的抵御酸、碱量的变动在这个pH
区间内对系统pH值的影响。
这个pH点位由加入酸的pKa值决定。乳酸的pKa值为3.1和4.8,它在pH为3.1和4.8两个位置的pH缓冲能力最强,能够有效的将系统pH保持在这个区间内。
作为对比,磷酸的pKa为2.1和7.2。磷酸的缓冲点位对于啤酒来说就不如乳酸友好。这么说是因为我们对啤酒成品的pH值有严格要求,比如艾尔的标准pH区间为3.8-4.2,而拉格的pH区间为4.2-4.75。 啤酒的pH值标准与乳酸的缓冲区间重合,但是完全脱离了磷酸的缓冲区间。
所以我们建议使用乳酸作为糖化pH的调节剂。需要注意的是,乳酸的平均味觉阈值为400ppm,也就是说当成品啤酒中乳酸浓度在400ppm以下时,绝大部分消费者品尝不出乳酸的存在。
3 - 示例教程
以复杂配方为例,步骤相连,详细展示啤酒配方的编辑流程。深入了解软件的各项功能。
3.1 - 复刻Libertine Black Ale
设置本次配方的目标参数。
我们来复刻一款作者个人很喜欢的酒,Brew Dog的Libertine Black Ale。
为了展示BrewCAD算法功能的便捷性,
Libertine Black Ale
基本参数:
参数 |
数据 |
批次产量 |
20L |
ABV |
7.2% |
目标FG |
1.013 |
目标OG |
1.068 |
IBU |
50.0 |
SRM |
76.0 |
PH |
4.4 |
降糖率 |
80.88% |
糖化温度 |
65°C |
糖化时间 |
75min/1.25H |
发酵温度 |
19°C |
可发酵物:
名称 |
用量 |
Extra Pale |
5.30kg |
Caramalt |
0.25kg |
Crystal 150 |
0.19kg |
Carafa Special Type 1 |
0.13kg |
Carafa Special Type 3 |
0.19kg |
啤酒花:
品种 |
(g) |
min |
|
Simcoe |
18.8g |
75 |
Bitter |
Simcoe |
18.8g |
35 |
Bitter |
Simcoe |
37.5g |
0 |
Flavour |
Simcoe |
175.0g |
Dry Hop |
Aroma |
Cascade |
37.5g |
Dry Hop |
Aroma |
Mosaic |
37.5g |
Dry Hop |
Aroma |
酵母:
Wyeast 1272 - American Ale II