Chłodzenie brzeczki latem przy pomocy pompki zanurzeniowej

[DanielN]

Cześć, powiem kilka słów o tym jak chłodzę brzeczkę latem. W mieszkaniu 24°C, w kranie niewiele mniej, a brzeczka przyjemne 17°C.

 

Zamieszczam poniższy wpis jako ostatnie echo po I Warszawskim Festiwalu Piwa. Miałem pytanie odnośnie chłodzenia brzeczki latem, jak mi się to udaje mieszkając w bloku. Trochę mi się zeszło z tym wpisem, dopiero wczoraj miałem czas na warzenie witbiera, którego trzeba było schłodzić do tych 17-18 stopni i przy okazji mogłem zrobić kilka zdjęć. Woda w moim kranie jak zobaczysz na zdjęciach ma około 23°C.

 

Do rzeczy. Bohaterem dzisiejszego wpisu jet pompka zanurzeniowa używana w kamperach. Moja ma wydajność wg producenta 10 l/min, ale układ chłodzenia stanowi taki opór, że realnie jest wstanie przepompować 6 l/min.

 

Dzień przed warzeniem przygotowuje 4 butelki PET o pojemności 1,5 litra i zamrażam je. Potrzebujesz około 6 litrów lodu by uzyskać w granicach 30 litrów zmrożonej wody do temperatury bliskiej 0°C. Odkręcam je i w miarę topnienia wylewam wodę i napełniam ponownie wodą z wiadra, by szybciej roztopić lód. Cały proces zajmuje poniżej  2 godzin. Czyli zamrożone butelki trafiają do wody jak tylko zaczynam podgrzewać brzeczkę do gotowania.

 

Trochę matematyki, by pokazać, że nie ma sensu więcej używanie większej ilości lodu, oczywiście przy założeniu, że masz podobne warunki.

 

Wartości z tablic. Ciepło właściwe lodu to ~2,1 kJ/kg, Ciepło właściwe wody to 4,2 kJ/kg, Ciepło topnienia lodu 336 kJ/kg.

Temperatura wody w kranie 23°C. Nie będę wyprowadzał całego bilansu cieplnego, lecę na skróty, porównamy ciepła, będzie łatwiej zrozumieć.

 

W wiadrze mam 24 litry wody z kranu (lód dopełni do 30 litrów). Zatem ciepło wynosi 24 litry * 4,2 kJ/kg * 23°C ~= 2300 kJ. 

Lodu mam 6 litrów  (pomijam, że trochę mniejszą gęstość od wody), po wyjęciu z zamrażalnika miał ~-9°C. Najpierw muszę znać ilość ciepła, aby doprowadzić go do 0°C. Zatem 6 litrów * 9°C * 2,1 kJ kg ~= 110 kJ. W temperaturze 0°C lód topnieje, mam 6 litrów * 336 kJ/kg ~= 2015 kJ. Dodając z ilością ciepła  z poprzedniego kroku mam około 2125 kJ. Wartości bardzo podobne, woda ma lekki zapas, temperatura z bilansu wyniesie trochę powyżej 0. Jakby wody było mniej lód by całkowicie się nie rozpuścił, kawałki lodu by pływały. Tak wygląda po rozpuszczeniu..

 

Mój zestaw chłodniczy wygląda tak:

Woda z kranu leci do plastikowego naczynia. Niebieska pompka wymusza obieg przez chłodnice, wylot idzie albo do zlewu, albo do drugiego fermentora aby odebrać gorącą wodę (przydatna potem przy myciu albo zrobieniu drugiego piwa tego samego dnia). Chłodzę wodą z kranu do temperatury około 28-30°C, bo jest to po prostu skuteczne. Na ostatnie 10-15°C przerzucam pompkę do wiadra z zimną wodą. To ile faktycznie będziesz w stanie schłodzić tymi 30 litrami zależy bardzo mocno od chłodnicy, przepływu i trochę od ekstraktu piwa. Może być mniej lub więcej, musisz sprawdzić.

 

 

 

Tak to wygląda na początku pracy, chłodzenie do około 30°C chłodnicą karbowaną i mieszaniem w garnku zajmuje poniżej 15 minut. Kolejne 5 minut trzeba dodać na wodę zimną i te ostatnie 10-15°C. Stąd też wiem, że moja pompka ma wydajność 6 litrów/min. Bo wiadro opróżnia dokładnie kilka sekund powyżej 5 minut.

 

A tak mam na koniec. Zanim zleję i napowierzę będzie to 18°C.

 

Pirometru używałem tylko do zdjęć, aby pokazać przybliżone temperatury. Błąd pomiarowy w sumie niewielki w porównaniu z porządnym termometrem, biorąc pod uwagę cenę (najtańszy z AliExpress) był to dobry zakup.

 

Przy tak schłodzonej brzeczce wlewanie startera w temperaturze pokojowej byłoby dużym szokiem dla drożdży. Zatem starter zaczynam schładzać już od początku warzenia (w małej szafce gdzie stoi stawiam zamrożoną małą butelkę wody). W kilka godzin różnica między brzeczką a starterem jest poniżej granicy 5°C, czyli można lać.

A na koniec mały bonus. Co zrobić, aby chłodnica karbonowa nie pływała po powierzchni. Nie wiem jak inni piwowarzy, ja po prostu wykorzystuję plastikowe mieszadło/łygę i wykorzystuje sprężystość wyprowadzeń chłodnicy. Łygę kładę po przekątnej garnka w środku chłodnicy. Łopata jest blokowana przez chłodnicę, Zwoje chłodnicy przylegają do ścianki i na niej się blokują. O wystającą część łygi zakładam wyprowadzenia chłodnicy (one działają jak sprzężna i dociskają). W ten sposób przez czas wyparzania chłodnica jest pod powierzchnią. Mała uwaga. Jeżeli zdecydujesz się na takie podejście jak stosuję, to nie zanurzaj pompki w wodzie podczas wychładzania. Bo pod wpływem temperatury będzie Ci chłodnica zasysała wodę i brzeczka przestanie wrzeć.

 

 

Jeszcze mała uwaga. Producent twierdzi, że pompka pobiera  2A, napięcie zasilania 12V. Z doświadczenia mówię, że pobiera więcej prądu i warto mieć zasilacz o obciążalności przynajmniej 3A.

 

Ma nadzieję, że wpis przyda się dla piwowarów takich jak jak, czyli ograniczonych miejscem.

 

 

 

Edited July 15, 2018 by Daniel()

[DarkFireLeaf]

Mógłbyś trochę opisać w jaki sposób połączyłeś zasilacz z pompką ? wymagało to lutowania?

[DanielN]

1 godzinę temu, DarkFireLeaf napisał:

Mógłbyś trochę opisać w jaki sposób połączyłeś zasilacz z pompką ? wymagało to lutowania?

Tak wymagało. Pompka przychodzi z gołymi, pobielonymi cyną kablami. Miałem zasilacz 12 V, o obciążalności ~35 W, czyli prąd jaki może dać to ~3 A. Był zakończony wtykiem 2.1 mm. Dokupiłem gniazdo DC 2.1 mm dolutowałem (plus na bolec, w przypadku mojej pompki, minus na zewnętrzną część) i działa jak trzeba. Jako, pompka działa przez cały czas chłodzenia to nie dodawałem dodatkowych włączników. Po prostu łączę gniazdo z wtykiem i pompka pracuje. Kabel od pompki ma około 1 metra zatem połączenie zasilacz/pompka jest daleko od wody. Kabel jest zamontowany przez producenta przy pompce tak, że nie ma prawa przecisnąć się tam kropla wody. To rozwiązanie działa mi już ponad dwa lata. Jeżeli zdecydujesz się na podobne to polecam dorzucenie kilku złotych i zakup pompki o większej wydajności, takiej 15l/min, będzie szybciej chłodziło.

Może @Pan Łyżwa wypowie się więcej, bo mu taką pompkę z rok temu poleciłem i w sumie przy zasilaczu też trochę pogrzebałem.

Edited July 22, 2018 by Daniel()

[matgier]

 

Złączka zaciskowa gwintowana i nie trzeba lutować.

[Coffeelover]

Potrzebuję porady w bardzo podobnym temacie - planuję okiełznać temperaturę podczas fermentacji, też w mieszkaniu, na ograniczonej powierzchni.

 

Buduję podobny, prosty system oparty o :

1.            Standardowy plastikowy fermentor 30l (zaizolowany karimatą)

2.            Chłodnica z karbowanej rury ze stali nierdzewnej zanurzona w fermentującym piwie. Przyłącza chłodnicy wyprowadzone przez otwory w pokrywie fermentora na zewnątrz.

3.            Lodówka turystyczna wypełniona wodą i zmrożonymi butelkami PET

4.            Zanurzona w wodzie pompka, połączona z chłodnicą

5.            Sterownik temperatury (z sondą zanurzoną w piwie) uruchamiający pompkę gdy temperatura wzrośnie powyżej zadanej

 

Potrzebuję rady w sprawie połączeń wodnych, czyli chłodnica w fermentorze / pompka w lodówce turystycznej. Na bazie jakich złączek/węży/króćców/itp. itd. to zrobić?

 

Priorytetem jest szczelność – system będzie stał w mieszkaniu i przypadkowe wypompowanie całej zawartości lodówki na podłogę w pokoju zrodzi pewne komplikacje…

W drugiej kolejności zależy mi na możliwości demontażu całości i przechowywaniu osobno fermentora i lodówki.

Chłodnica może mieć przyłącza ½ cala, gwint zewnętrzny, lub inne, dostępne do zamówienia i wykonania przez najpopularniejszym na forum sklep z rurami karbowanymi ?

 

myślałem o złączkach ogrodowych ale może macie lepszy i pewniejszy sposób?

[linuxp]

Fajny układ i wykonanie.

Co prawda nie mam jeszcze żadnego doświadczenia z warzeniem piwa... ale kiedyś trochę destylowałem

I przy destylacji też trzeba odebrać pewną ilość ciepła, więc żeby nie marnować wody z kranu, skorzystałem z pompki akwariowej i wiadra z zimną wodą.

Przy destylacji w szkle się to całkiem fajnie sprawdzało, ale kiedy zbudowałem kolumnę (z 316tki) rozbudowałem układ chłodzenia o: większą pompkę i nagrzewnicę (chłodnica) od Golfa... do tego wiatrak zwykły żeby coś tam dmuchał na tę nagrzewniczkę. Powiem, że działało to całkiem dobrze - tzn wymiana wody w wiadrze (ok 15l)  - dwa razy na cały proces destylacji - wcześniej to z 6 wiader szło spokojnie. Wszystko było połączone ze sobą na węże ogrodowe i szybkozłączki.

[ovner]

W dniu 12.09.2018 o 12:56, Coffeelover napisał:

...

2.            Chłodnica z karbowanej rury ze stali nierdzewnej zanurzona w fermentującym piwie. Przyłącza chłodnicy wyprowadzone przez otwory w pokrywie fermentora na zewnątrz.

...

 

 

 

Nie sądzę żeby to było dobre rozwiązanie, ponieważ będzie problem z utrzymaniem chłodnicy w należytej czystości i dezynfekcji po fermentacji. Weź pod uwagę co się stanie na karbach rurki po opadnięciu 5-10 cm piany drożdżowej która będzie zasychała przez kilkanaście dni/ kilka tygodni. Jak to skutecznie usuniesz z pomiędzy karbów rurki jeżeli na końcach będzie zainstalowana pokrywa fermentatora. Lepszym rozwiązaniem jest już komora styropianowa i wymiana butelek pet, bez dodatkowej lodówki oraz monitorowanie temp. brzeczki za pomocą esp8266, arduino lub raspberry pi i serwisu thingspeak oraz widgeta na telefon jak ja to robię.

[Coffeelover]

Dzięki za pomysł, jeśli mój nie wypali, pewnie tak zrobię. 

 

Chcę aby chłodnicę można było zdjąć z pokrywy i umyć w zmywarce, ewentualnie odmoczyć jeśli trochę zajdzie drożdżami. Raczej nie spodziewałem się problemów „na tym odcinku” - może powinienem :-) 

 

Sam sposób połączenia elementów wodnych (z zachowaniem możliwości demontażu) cały czas jeszcze rozkminiam, stąd też zapytanie w tym wątku. 

 

[majlosz]

Jak myślisz, ta pompka da radę? Tak na logikę wszystko jest git, no i nie trzeba lutować zasilacza

https://allegro.pl/pompka-zanurzeniowa-do-oczka-wodnego-450l-h-i7533980967.html

[linuxp]

Warto szukać pompy która ma duża wydajność oraz wysokość podnoszenia - czasami są wykresy wysokość w zależności od wydajności... jeżeli różnica poziomów pomiędzy podłączeniem a najwyższym punktem instalacji będzie mała bądź zerowa to pompa będzie pracowała z cała swoją wydajnością natomiast im większa różnica wysokości tym mniejszy przepływ co za tym idzie może być ona na tyle mały ze chłodzenie będzie nie efektywne. Ilość potrzebnej wody potrzebnej można wyliczyć ze wzoru na ilość ciepła Q=m°Cp(T2-T1). Jeżeli znamy ilość ciepła jaka trzeba odebrać od piwa to można określić jakie powinien być przepływ..

[Coffeelover]

Potrzebuję porady w bardzo podobnym temacie - planuję okiełznać temperaturę podczas fermentacji, też w mieszkaniu, na ograniczonej powierzchni.

 

Buduję podobny, prosty system oparty o :

1.            Standardowy plastikowy fermentor 30l (zaizolowany karimatą)

2.            Chłodnica z karbowanej rury ze stali nierdzewnej zanurzona w fermentującym piwie. Przyłącza chłodnicy wyprowadzone przez otwory w pokrywie fermentora na zewnątrz.

3.            Lodówka turystyczna wypełniona wodą i zmrożonymi butelkami PET

4.            Zanurzona w wodzie pompka, połączona z chłodnicą

5.            Sterownik temperatury (z sondą zanurzoną w piwie) uruchamiający pompkę gdy temperatura wzrośnie powyżej zadanej

 

Mały update z mojej strony - kończę pierwszą burzliwą na zestawie wg pomysłu, który konsultowałem z wami kilka postów wyżej. American Wheat 12 BLG na US-05, fermentacja w 17,5’C, system w mieszkaniu, czyli otoczenie ok. 20-23’ - w końcu mamy lato stulecia tej jesieni

Obserwacje do tej pory:
Temp bardzo stabilna - jeśli w lodówce jest 6-10’C to pompka nie startuje często. Obniża ok 1’ w trakcie 10 min.
Od 2 do 4 doby pet’y wymieniałem co 12h. Teraz wystarczy co 24h.

Trochę zawiedziony jestem temp. w lodówce - nawet ze świeżymi pet’ami lodu, temp spada do max 5’. To stawia pod znakiem zapytania cold crashing czy lagerowanie.
Myślicie że warto ją zaizolować np. karimatą?

Traktuję ten projekt jako proof of concept zrobiony niskim kosztem. Teraz może zmienię lodówkę na taką z aktywnym chłodzeniem, sterownik na craftbeerpi itp.







Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk

[Hanys93]

Daniel troche od artykulu minelo i chcialem sie dowiedziec czy twoja opinia na temat taniego laserowego termometra jest dalej pozytywna? Jak wyglada to z ubiegiem czasu? Czy odczyty nadal sa dobre?

Znalazlem takie termometr doslownie za 15€ poniewaz chcialem zamawiac nowy digitalowy i w sumie jesli ten laserowy jest dobry to wole doplacic te 5€ i miec wygode uzytkowania.

Interesowalaby mnie rowniez dokladnosc przy wysokich temperaturach miedzy innymi zacierania i gotowania, bo z tego co widze po twoim artykule i zdjeciach temperature pokojowa oraz zimno dosyc dokladnie mierzy.

 

Pozdrawiam

[DanielN]

17 minut temu, Hanys93 napisał:

Daniel troche od artykulu minelo i chcialem sie dowiedziec czy twoja opinia na temat taniego laserowego termometra jest dalej pozytywna? Jak wyglada to z ubiegiem czasu? Czy odczyty nadal sa dobre?

Znalazlem takie termometr doslownie za 15€ poniewaz chcialem zamawiac nowy digitalowy i w sumie jesli ten laserowy jest dobry to wole doplacic te 5€ i miec wygode uzytkowania.

Interesowalaby mnie rowniez dokladnosc przy wysokich temperaturach miedzy innymi zacierania i gotowania, bo z tego co widze po twoim artykule i zdjeciach temperature pokojowa oraz zimno dosyc dokladnie mierzy.

 

Pozdrawiam

@Hanys93 nie używam pirometru przy warzeniu, to nie ma sensu. Pirometr jest mi bardzo przydatny przy posiewach na agarze, by wylać szalki tuż przed zastygnięciem pożywki. Wtedy mam bardzo małą kondensację i szalki są gotowe do szybkiego użytku. Do tego celu w moim domowym browarze sprawdza się idealnie.

W powyższym wpisie używałem pirometru tylko do wizualizacji, bo mogłem robić zdjęcie wraz z dość dokładną temperaturą w każdym miejscu w szybki sposób. Pomiar z pirometru jest obarczony sporymi błędami i wiele zależy od tego na jaki obiekt go kierujesz. Im dalej tym bardziej uśredniona temperatura z większej powierzchni. Przykładowo wrząca brzeczka w teorii na ponad 100 °C, jeżeli skierujesz pirometr na pianę, to okaże się, że pokaże Ci o wiele za niską temperaturę. Przy warzeniu nic Ci nie da tak dokładnego wyniku jak pomiar w zacierze. Również pomiar pirometrem górnej warstwy zacieru zawsze da Ci zły wynik.

[Hanys93]

3 godziny temu, DanielN napisał:

@Hanys93 nie używam pirometru przy warzeniu, to nie ma sensu. Pirometr jest mi bardzo przydatny przy posiewach na agarze, by wylać szalki tuż przed zastygnięciem pożywki. Wtedy mam bardzo małą kondensację i szalki są gotowe do szybkiego użytku. Do tego celu w moim domowym browarze sprawdza się idealnie.

W powyższym wpisie używałem pirometru tylko do wizualizacji, bo mogłem robić zdjęcie wraz z dość dokładną temperaturą w każdym miejscu w szybki sposób. Pomiar z pirometru jest obarczony sporymi błędami i wiele zależy od tego na jaki obiekt go kierujesz. Im dalej tym bardziej uśredniona temperatura z większej powierzchni. Przykładowo wrząca brzeczka w teorii na ponad 100 °C, jeżeli skierujesz pirometr na pianę, to okaże się, że pokaże Ci o wiele za niską temperaturę. Przy warzeniu nic Ci nie da tak dokładnego wyniku jak pomiar w zacierze. Również pomiar pirometrem górnej warstwy zacieru zawsze da Ci zły wynik.

 

A jesli chodzi o mierzenie schlodzonej brzeczki to jak sie sprawdzi ten termometr? Bo moj konwencjonalny do mierzenia temperatury radzi sobie swietnie z wyzszymi temperaturami ale niestety ponizej 25 stopni zaczyna swirowac i czasem ciezko mi jest sprawdzic temperature brzecki przed zadaniem drozdzy.

[DanielN]

8 godzin temu, Hanys93 napisał:

 

A jesli chodzi o mierzenie schlodzonej brzeczki to jak sie sprawdzi ten termometr? Bo moj konwencjonalny do mierzenia temperatury radzi sobie swietnie z wyzszymi temperaturami ale niestety ponizej 25 stopni zaczyna swirowac i czasem ciezko mi jest sprawdzic temperature brzecki przed zadaniem drozdzy.

@Hanys93 nie używam pirometru do mierzenia temperatury brzeczki, czy to zimniej czy gorącej. Właśnie sobie przypomniałem, że jest też świetny przy pomiarze temperatury startera, by wlewać starter w odpowiedniej temperaturze i nie stresować zbytnio drożdży. Do mierzenia temperatury zacieru i brzeczki używam termometru LT 101, do mierzenia temperatury w kociołku z wodą do wysładzania używam termometru z IKEA. Nie mogę narzekać na żaden z nich. Wskazują bardzo podobnie. Taka mała uwaga, termometr z IKEA warto uszczelnić, bo ta zgnieciona gumowa uszczelka, w górnej części gilzy, dość szybko zaczyna przepuszczać. Ona zaciska plecionkę, widać są jakieś tam mikro kanaliki. Para i następstwo w postaci kondensującej się wody, po kilku/kilkunastu użyciach znajduje drogę do środka gilzy. Trzeba wtedy rozebrać sondę i wszystko dokładnie osuszyć, bo inaczej przekłamuje z temperaturą.

Pirometr słabo się sprawdza w domowym browarze, lepiej kupić termometr gdzie sonda zamocowana jest na kablu.

[c64club]

Jakby ktos sie napalil na pirometr, to sobie raczej odpucic projekt. Dla pirometru trzeba znac wspolczynnik emisyjnosci badanego obiektu, ktory dla ciala doskonale czarnego wynosi 1, dla obiektow realnych mniej. Co ciekawe, np. ten sam kawalek metalu w zaleznosci od zmatowienia/nablyszczenia ma 0.2 do 0.6, do ustalenia przez porownanie temperatury zmierzonej termometrem z wynikiem z pirometru. Parująca brzeczka będzie miala ten wspolczynnik latający gdzies miedzy 0 a 1, ale zmienny w czasie. To samo z lustrem wody choc ta przynajmniej ma staly w czasie. Dlatego pirometr jest swietny do cial stalych, ale jak kolega zaznaczyl, do warzenia srednio. Jak ktos kupuje tanszy bez zmiany wspolczynnika, to ma ustawiony na 0,95 czyli na matowy asfalt. Scianka gara z gotujacym sie piwem pokaze np 60 stopni.

[Hanys93]

Czyli jednak zostane przy moim konwencjonalnym, a do mierzenia ponizej 20 stopni kupie nowy z sonda.

[paulox81]

Pomysł fajny, zawsze latem dodatkowy pomysł na dochłodzenie brzeczki się przyda gdy kranówka za ciepła. Myślę, że skoro woda nie cyrkuluje w obiegu zamkniętym czyli nie wraca z powrotem do naczynia z zimną wodą to można sobie darować pompkę. Ustawić wiadro z kranikiem wyżej niż chłodnica aby spuszczać lodowatą wodę grawitacyjnie przez chłodnicę zanurzeniową,  jeszcze taka zaleta, że można regulować przepływ kranikiem spowalniając przepływ będzie większa wymiana temperatury. Prostota i zawsze mniej rzeczy do zepsucia jak pompka mniej kabli .