How to brew/Section 3/Chap 16 : Les méthodes de brassage
Introduction
Aux chapitres 14 et 15 vous avez vu la chimie à l’œuvre dans la cuve matière. Dans ce chapitre nous examinerons comment réaliser le brassage pour obtenir un moût et au final une bière au caractère désiré. Il y a deux méthodes de base pour brasser :
- Mono-palier – un compromis de température pour toutes les enzymes de brassage,
- Multi-paliers – dans lequel deux températures ou plus sont utilisées pour favoriser différents groupes d’enzymes.
Vous pouvez chauffer la maîsche de deux façons également, par ajout d’eau chaude (infusion) ou par chauffage direct de la cuve matière.
Il existe aussi une combinaison des deux méthodes, appelée décoction, où une partie de la maîsche est chauffée séparément avant de retourner au brassin pour ajuster la température.
Toutes ces méthodes ont un seul but : achever la saccharification (la conversion de l’amidon en sucres fermentescibles) mais le chemin emprunté pour atteindre cet objectif peut avoir une influence considérable sur le caractère général du moût. Certains styles de bière nécessitent par exemple que soit mis en œuvre une méthode particulière pour obtenir un moût conforme au style recherché.
Brassage en mono-palier
Cette méthode est la plus simple et permet de brasser la plupart des styles de bière. Tout le malt concassé est mélangé (infusé) avec de l’eau chaude pour atteindre une température de brassage de 65 à 70°C (150-158°F) dépendant du style de bière que l’on veut obtenir.
La température de l’eau d’infusion varie avec le ratio eau/grains utilisé pour le brassage, mais généralement la température initiale de l’eau est supérieure de 3 à 6°C (10-15°F) à la température choisie pour le brassage. La méthode de calcul est développée plus loin dans la section « Calculs pour l’infusion ».
La maîsche devrait être maintenue à la température de saccharification pendant environ une heure en espérant ne pas perdre plus de deux degrés. Cette température peut être maintenue en plaçant la cuve matière dans une enceinte chaude, une boite isolée ou par apport de chaleur : le but est de maintenir une température constante.
L’une des meilleures manières de maintenir la température de brassage est d’utiliser une glacière ou une boite isotherme de pique-nique en guise de cuve matière. C’est la méthode que je recommande durant le reste de la présente section du livre. Les instructions pour transformer une glacière ou boite isotherme en cuve matière sont précisées en annexe D.
Si la température initiale ne permet pas d’atteindre la température voulue, vous pouvez ajouter plus d’eau chaude selon les calculs pour l’infusion.
Brassage en multi-paliers
Un brassage multi-paliers classique est le 40°C – 60°C – 70°C (104°F -140°F – 158°F), avec un palier d’une demi-heure à chaque température, il fut d’abord préconisé par Georges Fix pour les brasseurs amateurs. Ce brassage produit de hauts rendements et une bonne fermentabilité. La palier à 40°C améliore la liquéfaction et favorise l’activité enzymatique.
Comme nous pouvons le voir sur l'illustration "79 – plages enzymatiques", plusieurs enzymes sont alors au travail, fluidifiant la maîsche, découpant l’endosperme de l’amidon de sorte qu’il puisse être dissous. Comme mentionné au chapitre précédent dans la partie consacrée au palier acide, il a été montré que faire un palier à cette température améliore le rendement, indépendamment des malts utilisés.
Moduler les temps des paliers à 60 et 70°C peut vous permettre également d’ajuster le profil des sucres fermentescibles. Par exemple, un palier de 20 minutes à 60°C combiné avec un palier de 40 minutes à 70°C donne une bière douce, dense, avec des dextrines ; alors que si l’on inverse la durée de ces paliers on obtient une bière sèche, au corps léger et plus alcoolisée à partir des mêmes quantités de grains.
Si vous utilisez moins de malts déjà modifiés, tels que des malts allemands (Pils), un brassage multi-paliers produira une bière au goût malté bien que ces malts aient besoin d’un palier protéinique pour développer pleinement leurs potentiels. Dans ce cas le programme de brassage suggéré par Fix est le 50°C – 60°C – 70°C, toujours avec des paliers d’une demi-heure.
Le palier à 50°C se substitue au palier de liquéfaction à 40°C et constitue le nécessaire palier protéinique. Cette combinaison est bien adaptée pour la production de bières Lager continentales.
Ces combinaisons sont données à titre indicatif bien sûr.
En tant que brasseur vous avez un contrôle total sur ces étapes et pouvez choisir tout ce que vous voulez. Amusez-vous donc à jouer avec les durées et les températures et comparez les résultats.
Le brassage multi-paliers implique que vous apportiez de la chaleur au brassin pour atteindre les différents paliers de températures.
Vous pouvez le faire de deux façons : soit par infusion, soit par chauffage direct. Si vous utilisez une marmite comme cuve matière, vous pouvez la chauffer directement sur la cuisinière ou sur un réchaud indépendant (voir la figure 84).
La température du premier palier est atteinte par infusion comme décrit précédemment pour le brassage par infusion à température unique. On atteint les autres paliers en ajoutant avec précaution de l’eau chaude et en mélangeant constamment pour éviter des points chauds dans la maîsche et la caramélisation. Le brassin peut être placé dans un four préchauffé entre 51 et 65°C (125 -150°F) par exemple pour éviter les pertes de chaleur durant le palier.
Une fois la conversion achevée, le brassin est délicatement versé ou transféré à la louche de la cuve matière à la cuve de filtration puis filtré. La maîsche et le moût sont susceptibles d’être oxydés à cause de l'aération du moût encore chaud (Hot Side Aeration - HSA) due aux remous durant le transvasement, qui peut entrainer à long terme des problèmes de stabilité du goût.
Il vaut mieux donc éviter les gros splash !
Figure 84 : Brassage sur la cuisinière – Le grain concassé est ajouté à une marmite d’eau chaude placée sur le fourneau pour le premier palier. Le brassin est ensuite mis dans un four (chaud) pour aider au maintien de la température pendant toute la durée souhaitée. Ensuite la marmite est remise sur le fourneau afin d’être chauffée pour atteindre le palier suivant, l'opération est renouvelée ainsi pour chaque nouveau palier souhaité.
Une fois le brassage achevé, le tout est transféré dans la cuve de filtration, filtré vers la cuve d’ébullition. La cuve matière est ensuite utilisée pour le chauffage de l’eau de rinçage des drêches.
Si vous utilisez une glacière comme cuve matière, le brassage multi-paliers est un peu plus délicat. Vous devez démarrer avec une maîsche épaisse (soit 1,5 à 2 l par kg), pour laisser suffisamment de volume libre dans le récipient pour pouvoir y ajouter de l’eau. Généralement seuls deux paliers de température sont possibles avec cette méthode car la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température croît à chaque nouvel ajout d'eau chaude. Atteindre un troisième palier n'est possible que si l’élévation de température n’est que de quelques degrés.
Par exemple, atteindre la température de brassage pour environ 3,5 kg de grains de 65 à 72°C à un ratio de environ 4 litres/kg nécessiterait environ 3 litres d’eau bouillante.
Calculs d'ajouts d'eau chaude pour l'infusion
Ces calculs vous permettent de déterminer la quantité de chaleur fournie par un volume d’eau chaude de sorte que vous puissiez prévoir de combien de degrés s’élèvera la température de la maische avec cet apport de chaleur. Cette méthode comporte quelques simplifications, l’une d’elles est que l’on suppose qu’il n’y a aucune perte de chaleur due à l’environnement, mais nous pouvons aussi minimiser cette erreur en préchauffant la cuve.
La plupart des constantes thermodynamiques utilisées dans les équations suivantes ont été arrondies à un seul chiffre après la virgule pour faciliter les calculs mathématiques. La différence dans les résultats est au plus d’une tasse d’eau chaude et de moins de 1°C. L’expérience a cependant montré que cette équation restait fiable et cohérente d’un brassage à l’autre.
Lorsqu’on mélange de l’eau chaude avec des grains secs pour la première infusion, l’équation est algébriquement simplifiée de sorte que la quantité de grains n’a pas d’importance, uniquement la température initiale du grain, la température choisie pour le palier initial et le ratio eau/grain en litres par kilo.
Remarque : Ces équations peuvent être utilisées avec des unités du système US ( Farenheit, Tasses et Livres). La seule différence est que la constante thermodynamique passe de 0,41 à 0,2.
Equation pour l’infusion initiale
Température Ta = (0,41/r)(T2-T1) + T2
Equation d’infusion de brassage
Ea = (T2-T1)(0,41G + Et) / (Ta-T2)
Où :
R= ratio eau/grain en litres par kilo,
Ea= quantité d’eau ajoutée (en litres),
Et= Quantité d’eau totale dans la cuve (en litres),
T1=Température initiale du brassin (en °C),
T2= température cible de brassin (en °C),
Ta= température actuelle de l’infusion (en °C),
G= masse de grain (en kilos)
L’eau pour l’infusion n’a pas besoin d’être bouillie, on utilise couramment de l’eau à 77°C. Alors, si Ta devient 77°C, il y aura besoin de plus d’eau pour apporter la quantité de chaleur requise.
Exemple :
Cet exemple explorera les limites du multi-paliers avec 3 différentes températures. Nous voulons brasser 3,65 kg de grains en 3 paliers de 40, 60, et 70°C.
Pour les hypothèses de cet exemple, nous considérons que le température du grain est de 21°C.
La première infusion nécessitera de porter la température de la maîsche de 21 à 40°C. Nous commencerons avec un ratio initial eau/grain de 2 litres/kg.
La température de l’eau d’apport est :
Ea = (0,41/r)(T2-T1) + T2 = (0,41/2)(40-21) + 40 = 43.9
Pour la seconde infusion, pour élever la température à 60°C, il nous faut employer l’équation d’infusion du brassin.
A 2 litres/kilo, Et est de 7,55 litres. Nous considérons que notre eau bouillante pour l’infusion a refroidi jusqu’à 99°C.
Ea = (T2 - T1) x (0.41G + Et) / (Ta - T2)
soit Ea = (60 - 40) x (0,41 x 3,65 + 7,55) / (99 - 60)
soit enfin Ea = 20 x 9,05 / 39 = 4,6 litres
Pour la troisième infusion, la volume total d’eau Et dans la cuve est maintenant de 7,55 + 4,6 = 12,15 litres
Ea = (70 - 60) x (0,41 x 3,65 + 12,15) / (99 - 70)
soit Ea = 10 X 13,65 / 29 = 4,7 litres
Le volume total d’eau pour conduire ce programme de brassage est de
7,55 + 4,6 + 4,7 = 17 litres. Le ratio final eau/grain est passé à 4,8
Brassage par décoction
Le brassage par décoction est une solution pour réaliser un brassage multi-paliers sans ajout d’eau chaude ni chauffage direct de la cuve matière. Il consiste à soustraire environ un tiers du brassin dans une autre marmite où il est porté à la température de conversion puis à ébullition et à le remettre dans la cuve matière. La partie soustraite doit être assez épaisse, aucune eau libre ne doit se trouver au dessus du grain.
Cette méthode permet de réaliser trois choses : premièrement, l’addition de gruau bouillant au brassin principal élève la température jusqu’au palier suivant, deuxièmement, le processus d’ébullition fractionne l’amidon non converti de la mouture et permet d’atteindre un degré d’extraction plus important pour les malts continentaux moins transformés, enfin, il rend possible de produire des bières de style Oktoberfest allemandes au caractère frais, sec et malté et autres Lagers continentales.
Pour plus d’informations sur la méthode de brassage par décoction, reportez-vous à l’annexe consacrée aux ouvrages recommandés.
En résumé
En fin de compte, comme vous l'avez vu, le brassage par infusion mono palier est la méthode la plus simple pour produire un moût tout grain. Le programme le plus courant de brassage comporte un ratio eau/grain de 3 à 4 litres par kg, et à maintenir le brassin à 65-68°C pendant une heure. Il est fort probable même que 90% des styles de bière produits aujourd’hui dans le monde le sont avec cette méthode.
Références
Fix, G., Principles of Brewing Science, Brewers Publications, Boulder Colorado, 1989.
Noonen, G., New Brewing Lager Beer, Brewers Publications, Boulder Colorado, 1996.
> Vers la : Le chapitre 17 : La filtration
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