맥주 제조 과정_맥즙 냉각 Refroidissement du moût

맥주 제조 과정_ 맥즙 냉각 Refroidissement du moût

 

Budding yeast cells. (출처 : https://www.britannica.com/science/yeast-fungus)

 

맥주 제조 과정에서 "맥주"라고 부를 수 있는 시점은 법적, 문화적, 그리고 맥주 양조 맥락에서 다를 수 있습니다. 하지만 일반적으로 맥주가 발효 음료이기 때문에 맥즙(moût)이 발효되는 시점부터 "맥주"가 탄생한다고 볼 수 있습니다. 

 

맥아(malt) 제조는 맥주 양조와 분리되어 전문업체에서 대부분 진행하기 때문에 맥주 제조 과정에서는 분리 시키고, 맥주 양조에 필요한 맥즙을 제조하기 위한 맥아의 분쇄(Cocassage), 분쇄된 맥아와 물을 섞어 전분을 당화시키는 매싱(empâtage), 여과(filtration)-헹굼(rinçage), 맥즙 끓이기-홉추가(Ebullition-hublonage), 냉각(refroidissement)을 거치고 비로소 발효(Fermentation)에 접어든다.

 

맥즙을 발효 시키기 전에, 만들어진 맥즙을 냉각시켜야 하고 냉각을 진행하기 전 맥즙에 포함된 다 사용한 홉과 응고된 단백질등 불순물(트럽Trub)을 제거해야만 한다. 이를  청징(맑게하기 Clarification) 이라고 부른다. 이 과정은 최대한 빠르게 진행해야하며, 디켄팅(décantation), 필터링(filtration), 원심분리(centrifugation), 월플(whirpool)을 통해 진행할 수 있다.

 

원심분리(centrifugation) 방식은 맑은 맥즙과 잔여물의 분리를 쉽게 진행할 수 있는 방법으로 공간의 제약이 적고, 잔여물 제거와 청소가 쉬우며, 맥즙이 원심분리 중 오염원에 노출되지 않고 살균 소독이 쉽다. 응고된 단백질 및 홉 잔여물 등의 불순물(Trub)은 치밀한 덩어리로 만들어져 처리가 쉽우며 맥즙의 손실이 거의 없다. 다만 이 방식의 적용을 위해 기기를 마련하는데  많은 비용이 소요되는 유일한 단점이 있다.

 

월플(Whirlpool) 방식_chatgpt AI 참조 이미지

 

월플(Whirlpool) 방식은 일반적으로 불순물(Trub) 제거하기 위해 사용하는 기술입니다. 월플은 맥즙을 끓이기 위한 탱크(la cuve d'ébullition) 내부에서 원심력으로 회전시키는 과정을 말하고 이로 인해 불순물이 자연스럽게 탱크 중심부로 모이게 됩니다. 1. 측면분사(injection tangentielle) 즉, 맥즙을 탱크의 벽을 따라 순환시키기 위해 특정 각도로 탱크 측면 벽면에 분사하거나 펌프를 사용하고 이를 통해 안에 소용돌이(Whirlpool)가 형성됩니다. 2. 소용돌이로 불순물(Trub)이 중심부에 모이고 일정시간동안 가라앉으면서 맑은 맥즙과 가운데 모이는 불순물이 분리(decantation) 됩니다. 3.깨끗한 맥즙은 탱크 외곽에서 먼저 배출되고, 불순물(Trub)이 모여 있는 중심부는 최대한 건드리지 않도록 천천히 배출해야합니다.

 

맑은 맥즙을 얻은 후에 냉각(refroidissement)을 진행하는데 이때 발생하는 현상은 1. 맥즙이 갖고 있는 열기가 배출되고, 2. 냉기로 인해 불순물 층(Cassure)이 형성되며, 3. 맥즙에 공기 접촉이 이뤄진다. 냉각시 모든 박테리아, 세균 등으로 부터의 감염 위험을 피하면서 불순물 층을 제거 해야한다. 상면발효(fermentation haute)진행시 냉각은 18도~21도로, 하면발효(fermentation basse)시 6도~9도로 진행되어 야합니다. 40도~20도 구간은 맥즙에 위험한 온도 범위로 세균이나 불필요한 반응이 발생하기 쉽습니다. 냉각 중에 특히 불순물층(cassure)을 잘 제거해 맥주 품질을 유지하고 충분한 산소를 흡수시켜 효모가 발효 과정에서 제대로 작용하게 할 필요가 있습니다. 다만 맥즙이 고온 상태에서 산소와 접촉하면 산화되어 맥주 품질이 저하 될수 있지만 40도 이하에서는 산화 위험이 현저히 줄어들고 효모에 필요한 산소만 흡수 될 수 있습니다. 현대 설비에서는 밀폐형 기기에서 맥즙을 냉각하고 무균 상태를 유지합니다. 산소 흡수는 멸균 공기가 주입되어 이뤄지고 이는 효모가 발효를 위한 생장에 최적의 환경을 제공합니다.

 

판형 열교환기(출처 : RS Components )

 

냉각에 사용하는 냉각기는 쉽게 세척할 수 있어야 하고 따라서 깨끗한 위생상태를 유지해야합니다. 완전 밀폐되어 외부 오염 혹은 누출을 방지할 수 있어야 합니다. 또한 높은 열 전달 효율을 제공해 빠른 냉각이 가능해야합니다. 판형 열교환기(refroidisseur à plaques) 는 스테인리스 스틸로 제작되고 얇은 판들이 연속적으로 배열되어 판사이로 맥즙과 냉각액이 교대로 흘러 냉각을 극대화 합니다. 각 판의 모서리에 구멍이 있고 맥즙유입구와 배출구 냉각액 유입구와 배출구 총 4개의 채널이 형성됩니다. 냉각 효율을 높이기 위해 맥즙과 냉각액은 반대 방향으로 순환하며 열 교환을 이룹니다. 열교환과정에서 70도 전후 온수가 생성되고 매싱 혹은 세척시 재사용해 물 절약을 실천할 수 있고 청소는 분해없이 진행하고 맥즙 관로에 뜨거운 세정제 용액을 순환시킨 다음 스팀을 주입하여 장비를 살균합니다. 모든 맥즙 냉각기는 청소가 용이하고 완전 밀폐되어야 하며 높은 열교환 효율을 제공해야합니다.

 

앞서 설명한 산소 첨가(oxygénation)는 건강한 효모의 세포막(membrane)을 형성하는데 없어서는 안될 요소입니다. 세포막은 이중 지질층으로 구성되어 있으며, 이는 지방산(acides gras)으로 만들어 지는데, 지방산의 합성 대사 과정(métaboliseme anabolique)에 산소가 필수적입니다. 냉각기가 밀폐되어 산소 공급이 어렵다면 산소를 주입해야하고 공기로부터 산소가 용해되지 않으므로 열교환기 통과해 배출된 맥즙에 멸균 공기를 주입해야합니다. 작은 구멍을 통해 멸균 공기를 주입하고 공기가 맥즙에 균일하게 분산되어 산소가 효과적으로 용해될 수 있도록 하며 산소량은 6~8mg/L 입니다. 혹은 효모가 성장하는 단계에서 산소를 공급할 수 있습니다. 이경우 효모는 지방산을 저장하게 되며, 이를 통해 맥즙의 산화 문제를 방지할 수도 있습니다.