Afkøling af øl

Medlemsklubben KØLIG har venligst stillet denne videnskabelige undersøgelse til rådighed.

Hvordan opnår du den perfekte serveringstemperatur for dit øl?

Serveringstemperaturen er meget vigtig ved nydelsen af øl. En god belgisk Trappist-øl bliver pludselig kedelig og anonym, hvis den serveres kold direkte fra køleskabet. Derfor skal øl serveres ved en temperatur på 8-16°C afhængig af øltype. Årsagen er, at der frigives flere aromastoffer fra øllet ved den højere temperatur.

Men hvordan serverer man sin øl kælderkold, hvis man ikke har en kælder?

Da stuetemperaturen ligger omkring 20°C, og køleskabstemperaturen er omkring 5°C, rejser sig det naturlige spørgsmål for ølsmageren:

Hvornår skal man sætte/lægge sin øl ind i køleskabet for at opnå den korrekte serveringstemperatur?

Eller det alternative:

Hvor lang tid før smagningen skal øllet tages ud?

Derfor har KØLIGs afdeling for ølafkøling initieret et projekt, hvis formål det er at besvare disse spørgsmål. Vi har vendt os mod vort faglige bagland i dk-TEKNIK for teknisk assistance for beregninger. Projektet har følgende hovedopgaver:

     

  • Projektkoordinering (varetages af Biomassegruppen, som har erfaring i styring og koordinering af større projekter. Afdelingen deltager bl.a. i flere EU-projekter og udviklingsprojekter for den danske energistyrelse)
  • Teoretiske beregninger (udføres af Afd. for Procesoptimering. Afdelingen har bred erfaring i modelberegninger og optimering af industrielle processer i f. eks. bryggerier og kemiske produktionsvirksomheder)
  • Verificerende målinger (foretages af Måleteknisk Afdeling, som bl. a. har erfaring i emissionsmålinger på kraftværker og andre energiomsættende anlæg. dk-TEKNIKs DANAK-akkrediterede laboratorium inddrages ved verificering af stofkonstanter som varmefylde og massefylde for øl)
  • Livscyklusanalyser (foretages af dk-TEKNIKs afdeling for Produkt- og Miljøvurdering).
  • Vurdering (foretages af projektgruppen i fællesskab).

Ud over disse aktiviteter forventes dk-TEKNIKs medlemsafdeling at medvirke ved indsamling af brugererfaringer. Vi forventer på et senere tidspunkt at kunne gøre brug af både vort lugtpanel og vor støjafdeling; men vi har endnu ikke fundet på opgaver til dem.

Igangsatte opgaver

Ved seneste opdatering af denne side var følgende opgaver igangsat/afsluttet:

     

  • Simple beregninger over afkøling af øl.
  • Computerberegninger over afkøling af stående og liggende øl, udført med det dynamiske simuleringsværktøj DYSIM.
  • Målinger af afkølingsforløbet for hhv. liggende og stående ølflaske placeret i køleskab.

Planlagte opgaver

Følgende opgaver er planlagt:

     

  • Computerberegninger over afkøling af øl under forudsætning af øget cirkulation i køleskabet og dermed følgende stigende varmeovergang på ydersiden af flasken som konsekvens af f. eks. en cirkulationsblæser i køleskabet (som det er kendt fra visse industriskabe) eller placering af en leverpostej eller anden fødevare, som kan ændre strømningsforholdene og dermed varmeovergangen i umiddelbar nærhed af flasken. Specielt undersøgelsen af afkøling i køleskabe med cirkulationsblæser er vigtig, da det er et skab af denne type, der anvendes til ølkøling forud for KØLIG's møder.
  • Computerberegninger over opvarmningsforløbet til serveringstemperatur ved opretstående placering af køleskabskold øl på vandret bordflade
  • Verificering af beregningsresultaterne ved kontinuert datalogning af temperaturforløbene i og omkring flasken placeret i køleskab.

Simple overslagsberegninger

Til den første simple beregning betragtes en flaske tilnærmet med en cylinder omgivet af luft.

Flasken placeres i køleskabet, og det beregnes, hvor længe flasken skal stå der, inden øllet når serveringstemperatur. Desuden antages følgende:

Radius r = 3.1 cm

Højde L = 15 cm

Øllets starttemperatur Tøl,start = 20°C

Øllets sluttemperatur Tøl,mål = 10°C

Køleskabstemperature Tkøleskab = 5°C

Der ses bort fra intern opblanding i flasken, og der tages kun hensyn til varmeovergangen mellem flaske og omgivende luft, idet denne fast/gas-varmeovergang antages begrænsende for varmetransporten.

Energimængde påkrævet til opvarmning af øl (varmefylde antages lig vands):

 

Varmeflux:

 

(klik for at se formel i nyt vindue)

 

Dermed kræves følgende tidsrum for at bringe øllet til serveringstemperatur:

 

(klik for at se formel i nyt vindue)

Flasken skal altså sættes i køleskabet ca. 3 timer før serveringen.

Dynamiske modelberegninger

For at få et bedre billede af hvor længe øllet skal stå i køleskab for at opnå serveringstemperatur, har vi foretaget computersimuleringer af afkølingsforløbet. Til disse mere nøjagtige beregninger er gjort følgende forudsætninger:

Der tages hensyn til varmeovergangen mellem både luft og flaske og flaske og øl. Desuden medregnes nu varmeledning i glasset. Der antages perfekt opblanding i flasken længderetning, mens der regnes med en temperaturgradient i radiær retning. Opblandingen er derfor beregnet i 5 koncentriske cylindre. Desuden er der taget hensyn til, at varmeovergangstallene ændres som følge af den faldende temperaturgradient under nedkølingsforløbet, således at afkølingen relativt set bliver dårligere og dårligere.

Til beregningerne er anvendt det dynamiske simuleringsværktøj DYSIM, som dk-TEKNIK bruger til driftstekniske beregninger i industrielle energianlæg. Afkølingsforløbet er vist i figuren nedenfor.

(klik for at se formel i nyt vindue)

     

  • Det ses af kurverne, at der er forskel på om flasken placeres stående eller liggende; den liggende flaske afkøles en anelse hurtigere, så har du travlt, skal du afkøle din øl liggende.

  • En pilsner nydes bedst ved 8-10°C. Derfor skal den ifølge beregningerne ligge til afkøling i 3,5 til 5,5 timer.

  • En ale skal serveres ved 10-14°C og skal derfor ligge til afkøling i 1,5 til 3,5 timer.

  • Gode microbrews eller tykke belgiere smager bedst mellem 12 og 16°C og skal kun ligge 1 til 2,5 timer. ADVARSEL: På grund af bundfaldet skal denne type øl enten ligge eller stå - ikke skiftevis ligge eller stå. Derfor må den øverste kurve for stående flasker anvendes, hvis flasken, inden afkøling er påbegyndt, har stået op.

Målinger i køleskab

Den dynamiske model er afhængig af en række forudsætninger, der har større eller mindre indflydelse på beregningernes resultat. For at sikre, at modellen regner korrekt - og derved gøre den anvendelig til beregninger af forskellige afkølingssituationer som følge af f.eks. typen af køleskab, øllets temperatur ved indsætning i køleskab og øllets orientering gennem afkølingen - skal modellen verificeres ved en række forsøg.

Til det formål har vi ved hjælp af temperaturfølere placeret i hhv. en liggende og stående flaske registreret afkølingsforløbet i et industri-køleskab. Et industri-køleskab adskiller sig fra almindelige køleskab ved at det er monteret med en blæser, som sørger for cirkulering af luften i skabet. Derved skabes en hurtigere varmeovergang på ydersiden af flasken, der derved afkøles hurtigere. Resultatet ses i figuren.

(klik for at se formel i nyt vindue)

 

Det fremgår bl.a.:

     

  • Man konstaterer en forholdsvis lille afhængighed af om øllen er placeret stående eller liggende.

  • En pilsner nydes bedst ved 8-10°C. Temperaturen 10°C nås efter godt to timer. Kurven flader meget ud som følge af den lille temperaturgradient over glasset i flasken.

  • En ale skal serveres ved 10-14°C og skal iflg. målingerne ligge i mellem ca. 45 minutter og knapt to timer inden temperaturen er nået. Det er lidt kortere tid end beregningerne viste; men dette kan tilskrives dels køleskabet forholdsvis høje gennemsnitstemperatur på 8,5°C, samt at beregningerne er udført for et almindeligt køleskab.

  • Gode microbrews eller tykke belgiere når 12°C efter 72 minutter, men kan også drikkes ved 16°C efter ca. 40 minutter. En god hovedregel er derfor at tage denne type øl ud efter lidt over en times tid i skabet - så ligger den med stor sandsynlighed i det korrekte temperaturinterval gennem det meste af smagningen.

Søren Houmøller

Ølklubben KØLIG

Denne tekst er forfatterens ejendom og må ikke kopieres eller publiceres på nogen måde uden forfatterens tilladelse.