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La birra è una bevanda alcolica ottenuta tipicamente dalla fermentazione di un mosto a base di malto d'orzo, aromatizzata con luppolo e fermentata con lievito.
Nella birra troviamo molta matematica: aritmetica, proporzioni, funzioni esponenziali (fermentazione), geometria (bolle),
Le ricette di birra sono basate su rapporti matematici tra malto, acqua, luppolo e lievito. Esempio: il rapporto acqua/malto influenza la densità del mosto. Per i birrifici artigianali valori tipici sono 2,5–3,5 L/kg, per quelli industriali 2,7–4 L/kg
La densità della birra si misura con i gradi Plato (°P) che indicano la percentuale di zuccheri disciolti. Ad esempio: 12°P ≈ 12 g di zuccheri per 100 g di mosto.
L’alcol in volume (ABV) si calcola con formule come:
ABV ≈ (OG−FG)×131
dove OG = densità iniziale, FG = densità finale.
Ad esempio con OG = 1,050 e FG = 1,010 si ha un grado alcolico ABV ≈ 5,25%
L’amaro della birra si misura in International Bitterness Units (IBU).
IBU = (AA×W×U×1000)/V
Dove AA = percentuale di acidi alfa, W = peso del luppolo in grammi, U = fattore di utilità (dipende dal tempo di bollitura, per 60 min ≈ 0.24), V = volume del mosto in litri.
Ad esempio con AA = 0,05, W = 30, U = 0,24, V = 20 si ha IBU ≈ 18 (birra leggermente amara)
I lieviti trasformano zuccheri in alcol secondo una curva che segue la crescita logistica.
Le bolle seguono leggi geometriche (sfere, superfici minimali) e di pressione (legge di Boyle).
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