Wykresy chłodzenia czyli Science, bitch...

[ktoZjarany]

Zainspirowany rozważaniami na forum o skuteczności chłodzenia lodem postanowiłem dogłębniej przyjrzeć się sprawie. Wykonałem parę obliczeń i oto owoc mojej pracy.

Starałem się być dokładny, brałem pod uwagę takie rzeczy jak gęstość brzeczki czy ciepło właściwe cukru. Nie obyło się jednak bez uproszczenia pewnych spraw:

-ciepło właściwe cukru zmienia się z temperaturą - ja brałem średnią z interesujących mnie zakresów.

-gęstość brzeczki zmienia się z temperaturą - wziąłem stałą, dla 20°C

-zamiana BLG -> OG ze wzoru: OG=1+((0,082636+3,848°Blg+0,014563°Blg^2)/1001)

-brak wymiany ciepła z otoczeniem

-zerowe ciepło właściwe naczynia.

 

Wykres No. 1

Spadek temp 20 l brzeczki 15 BLG o temp 80°C w zależności od masy użytego lodu o temp -10* / wody o temp 10°C

 

 

 

 

Wykres No. 2

Spadek temp 20 l brzeczki 15 BLG o temp 80°C w zależności od temp użytego lodu o masie 1 kg

 

Z wodą podobnie, też liniowo, tylko "niżej" na wykresie. Nie pokazałem, bo by zwiększyło skalę i nie było by tak czytelne.

 

 

 

Wykres No. 3

Spadek temp brzeczki 15 BLG o temp 80°C przy użyciu 1 kg lodu o temp -10°C w zależności od objętości brzeczki

 

Nieliniowo, jak mogło by się wydawać, ponieważ stały jest poziom BLG, czyli zawartość cukru na kilogram, a nie litr. Ciepło właściwe cukru bardzo niskie.

 

 

 

Wykres No. 4

Spadek temp 20 l brzeczki o temp 80°C przy użyciu 1 lg lodu o temp -10°C w zależności od BLG

 

 

 

 

Wykres No.5

Porównanie spadku temp 20 l brzeczki 15 BLG o temp 80°C przy użyciu 1 kg substancji w zależności od jej temp

 

Etyloamina jest niebezpieczna, więc zalecam zdobycie skraplacza i używanie freonu R-11 ;P

 

 

Edytowane 27 Września 2013 przez ktoZjarany

[kantor]

Brakuje jednostek na osiach

[ktoZjarany]

Ale jest opisany, więc chyba nie ma problemu ;P

objętość w litrach, masa w kilogramach, temp w °C, Blg w Blg

Edytowane 27 Września 2013 przez ktoZjarany

[Gość tomato]

czy ja dobrze to czytam?

wykres 4, że im większe blg tym większy spadek tmeperatury?

[tibek]

Ciepło właściwe cukru mniejsze niż wody, czyli im więcej cukru w brzeczce, tym mniejsze jej ciepło właściwe, więc i spadek większy

[copytko]

Fajne opracowanie, takie rzeczy lubię. Dołożyłbym tylko jednoski na wykresach, jak sugerują poprzednicy, i poprawił tytuły poszczególnych wykresów. Np. "Spadek temp 20 l brzeczki o temp 80°C 1 kg przy użyciu lodu o temp -10°C w zależności od BLG" - rozumiem, że chodzi o 1 kg lodu. Ale to drobny błąd.

 

Zastanawia mnie natomiast czemu spadki temperatury chcesz opisywać jednostką stopnia. Powinny być one wyrażone jako stosunek różnicy temperatur do czasu, w którym ta różnica nastąpiła. Wtedy możnaby też skomponować wykresy ilości materiału chłodzącego od czasu chłodzenia, co również przydałoby się naszej społeczności.

[Zbynek80]

Ciekaw jestem tylko poco takie wyliczenia, w czym są pomocne itd. Chyba że masz zamiłowanie do cyferek i zrobiłeś to dla "hobby"

Dodam, że sam chłodziłem swoje brzeczki ok 15l lodu zalanymi wodą w wannie i wkładałem fermentor. OK 1,5h i brzeczka miała ok 23-25°C i poco mi takie wykresy?

[Rafek00]

Ciekaw jestem tylko poco takie wyliczenia, w czym są pomocne itd. Chyba że masz zamiłowanie do cyferek i zrobiłeś to dla "hobby"

Dodam, że sam chłodziłem swoje brzeczki ok 15l lodu zalanymi wodą w wannie i wkładałem fermentor. OK 1,5h i brzeczka miała ok 23-25°C i poco mi takie wykresy?

Kolega policzył te wykresy najprawdopodobniej jako odpowiedź na ten temat: http://www.piwo.org/topic/7086-chlodzenie-brzeczki-inaczej/page__st__60 - dyskusja o używaniu lodu zaczyna się od #72 postu (4 strona).

[areks1111]

a jest jakiś wykres obrazujący zależność pomiędzy szybkością schłodzenia brzeczki a ulotnością aromatu? (bo chyba po to się szybko chłodzi by aromat był - ale może się mylę) takie rozważanie byłoby ciekawe. Wtedy byłby wniosek czy to szybkie schłodzenie jest właściwie takie ważne czy może nie, wszak zachodu trochę z tym jest.

[r2less]

A jakby tak jeszcze suchy lód zaprządz do chłodzenia? Ciepło sublimacji jest raczej spore, dwutlenek węgla sobie odparuje i śladu po nim nie będzie. A jakie widowisko! Tylko chyba to za drogie rozwiązanie by było.

[Bzdzionek]

Ciepło sublimacji jest raczej spore

-78,5 C

 

Tylko chyba to za drogie rozwiązanie by było.

 

Z tego co mi pisał bnp to 1kg suchego lodu kosztuje 7 zł

[tibek]

A o ile schłodzi taki1kg suchego lodu? tutaj 10kg kosztuje 77pln (z dostawą na terenie wawy)

http://www.suchy-lod...l/?page_id=1241

 

edit: pomylily mi sie ceny za m3 z litrami , wyedytowalem posta zanim cml odpisał

Edytowane 27 Września 2013 przez tibek

[cml]

A o ile schłodzi taki1kg suchego lodu? tutaj 10kg kosztuje 77pln (z dostawą), moze sie okazac ze to taniej niz woda+scieki

 

nie wiem ile zużywasz wody + ścieków do chłodzenia ale mi w lecie wystarcza ok 90l (x2 bo ścieki) wody a w zimie nawet 40-50l (x2 bo ścieki)

metr sześcienny wody + ścieki kosztuje 12zł

czyli w zimie kosztuje mnie to 1,2zł - a w lecie 2,16zł

do każdej z tych kwot trzeba doliczyć 6,6zł bo chłodnica kosztowała 100zł a zrobiłem już 15 warek używając jej - wartość ta będzie malała

Edytowane 30 Września 2013 przez cml

[tibek]

Ech, wyedytiowałem posta zanim umieściłeś odpowiedź. Oczywiście masz rację, pokręciły mi się ceny za metr sześcienny z litrami

Gdyby stosowanie suchego lodu miało sens ekonomiczmy to w browarze byłyby dwa magazyny

[ktoZjarany]

a jest jakiś wykres obrazujący zależność pomiędzy szybkością schłodzenia brzeczki a ulotnością aromatu?

Na mnie nie licz, nie mam pojęcia jak schładzanie ma się do aromatu

Niedługo dodam dodam jeszcze wykresy czasu chłodzenia na powietrzu/w wodzie/w lodzie. Suchy lód też dodam. Tak się zastanawiam, czy nie można by go wrzucić po prostu do brzeczki, bo to przecież czyste co2. Pobulgotałoby trochę i od razu brzeczka schłodzona.

A te wykresy zrobiłem, bo "lubię cyferki"

[Wiktor]

Ciepło sublimacji jest raczej spore

-78,5 C

 

to co piszesz to temperatura sublimacji. Ciepło sublimacji to koło 290 KJ/kg - czyli odparowanie kg suchego lodu ochłodzi 20 litrów brzeczki około 3,5 stopnia....

 

Ogólnie jakby do chłodzenia brzeczki używać wyłącznie lodu (z wody) to kg lodu ochłodzi kg brzeczki o 80 stopni - tak plus minus.

Edytowane 27 Września 2013 przez Wiktor

[Bzdzionek]

to co piszesz to temperatura sublimacji. Ciepło sublimacji to koło 290 KJ/kg

 

tak oczywiście masz rację, moje niedopatrzenie, od początku myślałem, że chodzi o temperaturę a nie ciepło, dzięki za sprostowanie

[ponury fermentaThor]

bardzo ciekawe. wykres nr 3: szkoda że nie ma wykresu poniżej 20 l. ja robiłem ostatnio na zagęszczonej do 16 l i uzupełniałem 4,5 kg lodu. mogłoby się okazać, że gra warta świeczki.

 

tak na marginesie: jaką temperaturę ma lód ze standardowej zamrażarki w chłodziarko-zamrażarce? te 10C?

[copytko]

ponury fermentaThor, zależy na ile masz ustawioną zamrażarkę.

 

Jak na razie widać, że najlepiej jest chłodzić lodem. Obliczenia uwzględniały jakąś barierę termiczną w postaci np. ścianek plastikowego fermentora, czy po prostu bezpośredni kontakt czynnika chłodzącego z brzeczką jakby został on tam po prostu wrzucony?

[ktoZjarany]

bardzo ciekawe. wykres nr 3: szkoda że nie ma wykresu poniżej 20 l. ja robiłem ostatnio na zagęszczonej do 16 l i uzupełniałem 4,5 kg lodu. mogłoby się okazać, że gra warta świeczki.

 

tak na marginesie: jaką temperaturę ma lód ze standardowej zamrażarki w chłodziarko-zamrażarce? te 10C?

 

Zaraz wrzucę kolejny wykres, bo rzeczywiście to może się okazać dobrym rozwiązaniem.

 

copytko, pisałem w założeniach, że brałem zerowe ciepło właściwe naczynia

 

 

Przy 15 l brzeczce wrzucenie 1 kg lodu obniży temp 0 11,5 stopnia, więc wrzucenie 5 kg lodu (do objętości 20 l) obniży temp z 80 °C do 31 °C (z wykresu 1).

 

Chłodzenie suchym lodem nie opłaca się w ogóle.

Za 1zł mamy 83 l wody lub 150 g suchego lodu. Liczyć chyba nie trzeba co jest tańsze.

Edytowane 28 Września 2013 przez ktoZjarany

[ponury fermentaThor]

ktoZjarany: doskonale! o to chodziło. w tym tygodniu będę zacierał, to sprawdzę termometrem jak to działa w praktyce.

 

ponury fermentaThor, zależy na ile masz ustawioną zamrażarkę.

mam lodówkę z zamrażarką, bez regulacji, w dodatku pewnej tureckiej firmy regulacji zamrażarki/termometru: NIET. sprawdzę moją podręczną termoparką

[r2less]

Chyba jedyną wadą chłodzenia lodem jest to, że lód w postaci wody zostaje w brzeczce i ją rozrzedza. A jakby tak lód nie zostawał tylko go stamtąd wyjąć? Np. zanurzyć kilka petów (oczywiście czyściutkich i sterylnych) z lodem, a potem je wyjąć? A może użyć dwóch petów 5-litrowych? Trzebaby mieć wielki zamrażalnik, albo bardzo mroźny balkon.

 

Tak tam sobie kombinuję, sam z pomysłu nie skorzystam, bo mam chłodnicę zanurzeniową.

[ponury fermentaThor]

Tak tam sobie kombinuję, sam z pomysłu nie skorzystam, bo mam chłodnicę zanurzeniową.

 

pet nie jest odporny na wysokie temperatury, zalewany wrzątkiem się kurczy. inny materiał może by i zdał egzamin, ale to już wchodzą kombinacje, przy których wygrywa bezsprzecznie chłodnica zanurzeniowa ten wątek to trochę cd. tematu http://www.piwo.org/topic/7086-chlodzenie-brzeczki-inaczej/

[ktoZjarany]

Chyba jedyną wadą chłodzenia lodem jest to, że lód w postaci wody zostaje w brzeczce i ją rozrzedza. A jakby tak lód nie zostawał tylko go stamtąd wyjąć? Np. zanurzyć kilka petów (oczywiście czyściutkich i sterylnych) z lodem, a potem je wyjąć? A może użyć dwóch petów 5-litrowych? Trzeba by mieć wielki zamrażalnik, albo bardzo mroźny balkon.

 

Tak tam sobie kombinuję, sam z pomysłu nie skorzystam, bo mam chłodnicę zanurzeniową.

 

ale po co kombinować? Rób rak jak pan ponury. Brzeczkę gęstszą, a lodem schłodzisz i od razu rozrzedzisz do docelowej gęstości.

Edytowane 30 Września 2013 przez ktoZjarany

[cml]

bardziej przydałyby mi się obliczenia na ile wystawić brzeczkę 30st 12blg na balkon 7st żeby uzyskać 17st brzeczkę