VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2013-1008-01

Carbon Dioxide Solubility in Beer (1). R. A. Speers (2), The International Centre for Brewing and Distilling, School of Life Sciences, Heriot-Watt University, Riccarton, Edinburgh EH14 4AS, Scotland; and A. J. MacIntosh, Dalhousie University, D401-1360 Barrington Street, P.O. Box 15000, Halifax, NS B3H 2R2, Canada. (1) Presented at the 2012 World Brewing Congress, Portland, OR. (2) Corresponding author. E-mail: <Alex.Speers@dal.ca>; phone: +1-902-494-3146; fax: +1-902-420-0219. J. Am. Soc. Brew. Chem. 71(4):242-247, 2013.

The amount of CO(2) within a beer is a function of CO(2) solubility, which in turn is affected by temperature, containing pressure, and beer composition. Historically, this variable was assessed through empirically derived pressure/temperature charts with the first appearing about 1939. Modern methods often involve empirical or semi-empirical formulas that yield close approximations to the aforementioned charts (at typical storage conditions). Other methods to determine CO(2) solubility incorporate additional variables such as extract and alcohol content. Unfortunately, the origin of various pressure-temperature solubility charts contained in ASBC’s Methods of Analysis or MBAA's Beer Packaging: A Manual for the Brewing and Beverage Industries, are largely unknown, as are the composition of the beers used to create these charts! This discrepancy results in potentially inaccurate CO(2) values for differing beer compositions and is especially problematic when assessing modern methods that incorporate additional parameters. This paper attempts to contrast and compare modern and historical methods while considering the limited CO(2) solubility reports in beer and sugar and ethanol solutions. In this paper, the accuracy of CO(2) solubility charts and formulas are discussed while considering assumptions reported by the original authors. Finally, modern formulae are used with non-linear optimization techniques to generate the likely composition of the “standard beer” used to construct the original ASBC solubility chart. It appears that a “standard beer” of yesteryear is stronger than an average modern beer with an alcohol content of 4.22% (w/w) and a Real Extract of 5.78°P. Keywords: Bunsen coefficient, Carbon Dioxide, CO(2) solubility, Henry’s coefficient

La cantidad de CO(2) dentro de una cerveza es una función de la solubilidad del CO(2), que a su vez se ve afectada por la temperatura, la presión en el envase, y la composición de la cerveza. Históricamente, esta variable se evaluó a través con tablas derivados empíricamente de presión y temperatura con la primera apareciendo sobre 1939. Los métodos modernos a menudo implican fórmulas empíricas o semi-empíricas que producen aproximaciones cercanas a las tablas mencionadas (en condiciones típicas de almacenamiento). Otros métodos para determinar la solubilidad del CO(2) incorporan variables adicionales tales como el extracto y el contenido de alcohol. Desafortunamente, el origen de varias listas de solubilidad de presión-temperatura contenidos en Los métodos de análisis del ASBC o Envasado de la cerveza de MBAA: Un manual para las industrias cervecera y de bebidas, son en gran parte desconocido, ¡al igual que la composición de las cervezas utilizados para crear estos gráficos! Esta diferencia se traduce en valores de CO(2) posiblemente inexactas para las composiciones de cerveza diferentes y es especialmente problemático cuando la evaluando los métodos modernos que incorporan parámetros adicionales. Este trabajo trata de contrastar y comparar los métodos modernos e históricos, mientras que teniendo en cuenta los informes limitados de la solubilidad del CO(2) en soluciones de cerveza y azúcar y etanol. En este trabajo, la precisión de las tablas de la solubilidad del CO(2) y las fórmulas se analizan teniendo en cuenta los supuestos comunicados por los autores originales. Por último, las fórmulas moderna se utiliza con técnicas de optimización no lineales para generar la composición probable de la “cerveza estándar” que fue utilizada para construir la tabla original de solubilidad ASBC. Parece que una “cerveza estándar” de antaño es más fuerte que una cerveza moderno medio con un contenido de alcohol de 4.22% (w/w) y un extracto real de 5.78°P. Palabras claves: Coeficiente de Bunsen, Coeficiente de Henry, Dióxido de carbono, Solubilidad del CO(2)