VIEW ARTICLE    DOI: 10.1094/ASBCJ-61-0037

A Comparative Nuclear Magnetic Resonance and Rheological Study on Mash and Spent Grain Suspensions, Worts, and Carbohydrate Solutions. Joachim Götz (1) and Jan Schneider, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Technische Universität München, Weihenstephaner Steig 22, 85350 Freising-Weihenstephan, Germany; Petra Först, Lehrstuhl für Fluidmechanik und Prozessautomation, Technische Universität München, Weihenstephaner Steig 23, 85350 Freising-Weihenstephan, Germany, and Horst Weisser, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Technische Universität München, Weihenstephaner Steig 22, 85350 Freising-Weihenstephan, Germany. (1) Corresponding author. Phone: +49/8161/71-3597; Fax: +49/8161/71-4515; E-mail: <Joachim.Goetz@wzw.tum.de> J. Am. Soc. Brew. Chem. 61(1):37-47, 2003. Accepted October 8, 2002.

Nuclear magnetic resonance (NMR) was used to determine the T(2) NMR relaxation times of mash and spent grain suspensions, worts, and carbohydrate solutions. T(2) characterizes the molecular mobility of fluids. The T(2) values, furthermore, correlate with both the zero-shear-rate viscosity and the viscosity at high shear rates that have been determined with a rotational rheometer. Thus, NMR provides the possibility to determine characteristic viscosities of materials during the brewing process by means of T(2) experiments. The viscosities of the mash and the wort are important process parameters, since they are used 1) as a process and quality control of the brewing and filtering/lautering processes, and 2) for the determination of the wort density as a measure of the dissolving process of carbohydrates in spent grain. This NMR application, which has comparatively short measuring times, is especially interesting for use with dispersal systems in which the use of conventional rheometric techniques may cause great errors. The only prerequisite for measuring viscosities using NMR is a previous calibration. Keywords: Aqueous sugar solution, Flow behavior, Process and quality control, Process viscometry, Viscosity

Un Estudio Comparativo de Resonancia Magnética Nuclear y Estudio Reológico de Macerado, y de Suspensiones de Grano Gastado, Mostos, y Soluciones de Carbohidratos

La resonancia magnética nuclear (RMN) fue utilizada para determinar los tiempos de relajación de RMN T(2) de macerado y las suspensiones de grano gastado, mostos, y soluciones de carbohidratos. El T(2) caracteriza la movilidad molecular de los líquidos. Los valores T(2), además, correlacionan con la viscosidad velocidad-cero-corto y la viscosidad de altas velocidades de corto determinadas con un reómetro rotatorio. Así, RMN proporciona la posibilidad para determinar las características de viscosidad de materiales durante el proceso de elaboración de cerveza por medio de experimentos T(2). Las viscosidades del macerado y el mosto son parámetros de proceso importantes, puesto a que se utilizan 1) como proceso y control de calidad en la elaboración de la cerveza y los procesos de filtración/lauter, y 2) para la determinación de la densidad del mosto como medida del proceso de disolver carbohidratos en granos gastados. Este uso de RMN, que tiene mediciones de tiempo breves, es especialmente interesante para el uso con sistemas de dispersión en los cuales el uso de técnicas reométricas convencionales pueden causar grandes errores. El único requisito requerido previo a usar RMN para mediciones de viscosidades es una calibración anterior. Palabras claves: Solución de azúcar en agua, Comportamiento de flujo, Control de calidad y proceso, Viscometría y viscosidad de proceso