举个栗子:啤酒厂如何测量啤酒中的酒精度?

啤酒厂如何测量啤酒中的酒精度?的头图

啤酒厂要确定所生产的啤酒含多少酒精,只需比较啤酒在发酵前后的比重。比重是某一种液体与水的密度比。水的密度是每升1千克,因此,如果某液体的比重为1.06,一升的该液体重1.06千克。

制作啤酒的液体叫做麦芽汁。由于麦芽汁含很多溶解的糖,它的比重始终高于水的比重。麦芽汁中添加的酵母会把部分溶解的糖转化成普通酒精。当啤酒发酵完后,部分糖已经变成酒精(酒精的密度小于水,为0.79千克/升),因此其比重总是小于发酵前的比重。

葡萄糖是转化成酒精的主要糖类。很多反应发生在酵母内部,酵母最终把每个葡萄糖分子转化为两个普通酒精分子和两个二氧化碳分子。

根据元素周期表,可以计算出这两种分子的分子量。普通酒精的分子量是46.0688,二氧化碳的分子量是44.0098。你需要这两个数字来计算啤酒中的酒精含量。

在发酵过程中,反应生成的大多数二氧化碳以气泡形式逸出溶液,并经过通风孔离开发酵桶。可以说所有的二氧化碳都离开了发酵桶,因为留在啤酒中的量与离开的量相比是微乎其微的。

查看反应方程式,会发现每个葡萄糖分裂为两个普通酒精分子和两个二氧化碳分子。也就是说,每当有一个二氧化碳分子离开发酵桶,发酵桶中就形成一个普通酒精分子。按分子量计算,每当有44.0098克的CO2离开发酵桶,就会形成46.0688克的普通酒精。换算一下,每当1克CO2以气泡逸出时,就会生成约1.05克的普通酒精。

比较初始比重和最终比重。如果麦芽汁的初始比重是1.06,那么发酵后的比重是1.02。从初始比重减去最终比重,可算出离开发酵桶的CO2的重量。它等于0.04千克/升。然后再乘以1.05,可算出容器内的酒精重量。它等于 0.042千克/升。现在,你已经知道溶液的质量(1.02 千克/升)和酒精的质量(0.042 千克/升),通过两数相除,可算出酒精百分比。计算得到 0.042/1.02,等于0.041 (4.1%)。

需要注意的是,按质量计算的酒精百分比高于按体积计算的百分比,因为等量酒精的体积比水大。因此,如果要将按质量计算的酒精百分比换算成按体积计算的酒精百分比,只需除以酒精密度。此时,按体积计算的酒精百分比的结果为4.1/0.79 (5.2%)。

在科罗拉多州,食品杂货店中出售的啤酒必须是“3.2”的低度啤酒。按质量计算,低度啤酒的酒精含量不得高于3.2%。不过,酒类专卖店出售的啤酒按体积计算酒精度,大多数啤酒的酒精含量在5%左右。不过,如果将重量换算成体积,会发现“3.2”的啤酒按体积计算酒精含量为4%。虽然它们之间的差别较大,但可能不像想象得那么严重。

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