Допоможіть: чи можна пристосувати РОСА + МАЛЮК до регулювання температури сусла

[ГОГа]

В таких условиях скорость нагрева 40 литров сусла составит чуть меньше градуса за минуту.
Это много, мало, или достаточно?

Реально сусла меньше: не более 35 литров.
Нагрев за 6-7-8 минут вполне устраивает. Например, с 65 до 72. Скорость прокачки горячей воды может быть максимальной.
В моей пивоварке 3 кВт нагрева плоским ТЭНом вполне обеспечивают приемлемую скорость нагрева сусла. (но после варки пива я счищаю коричневый налет....) В теплообменнике эта скорость будет выше. Да и ТЭН там можно поставить 4 кВт.

[Игорь]

Что пришло в голову....
Мы можем без особой рефлексии позволить себе нагреть воду до 70, до 80, да хоть до 90 градусов. Надо только так наладить соотношение потоков, чтобы температура сусла на выходе не превышала температуру очередной паузы больше, чем на 1... 2... 5 градусов. 
С величиной допустимого превышения нужно все-же определиться.

[ГОГа]

Насос сусла качает с заданным потоком (читай - с заданным напряжением). Если поток воды нулевой - температура сусла не изменится.  Поток воды максимальный - температура сусла приближается вплотную к температуре воды.
Отслеживая выходящую температуру сусла - с обратной связью регулируется поток воды. 
Превышение нужной температуры паузы - 0,5-1,0 градус.
Если пауза 72=градуса, то температура выходящего сусла 72,5 - 73,0 градуса. 72,5 предпочтительней.
Устаканивание температуры может длиться минуту-вторую..

[Игорь]

Или так... Как бы покорректней сформулировать?
Среднее арифметическое значение средних температур потоков сусла и греющей воды в любой точке теплообменника не должно превышать целевой температуры паузы, плюс те самые 1-2-5 градусов, которые мы договоримся считать допустимыми.

Надо всё переосмыслить и пересчитать заново. Но не сегодня.

[ГОГа]

Среднее арифметическое значение средних температур потоков сусла и греющей воды в любой точке теплообменника не должно превышать целевой температуры паузы, плюс те самые 1-2-5 градусов, которые мы договоримся считать допустимыми.

..примерно, да, так.
Немного подитожу:
моя пивоварка растягивает выход на паузы и перегревает сусло вплоть до налета на ТЭНе. Кроме того, это чревато сложностью в повторе варок.
теплообменник позволит сократить время выхода на паузу и избежать перегрева сусла на поверхности нагрева. Варки более прогнозируемы и повторяемы.

[Игорь]

И это резко обламывает мой оптимизм.
Выходная температура сусла должна быть не больше, чем целевая температура паузы плюс допустимое превышение.
Иначе врзле стенки в наиболее горячей зоне теплообменника мы получим локальный перегрев.
Значит начальная температура греющей воды должна быть не больше тех самых Тпаузы плюс допуск.
НО... если за цикл нагрева мы не догреваем сусло до задания на ИКС градусов, то можем без опаски держать температуру воды на тот-же ИКС градусов выше температуры паузы. А насосы надо поменять местами. Перекачка сусла на этапе выхода на паузу должна быть максимально возможной.

[Игорь]

Однако ..
Весь процесс нужно рассматривать и считать в комплексе, по всем паузам сразу.
Надо быть уверенным, что за время паузы, пока прокачки горячей воды нет, она успеет накопить тепла столько, сколько необходимо для выхода на следующую паузу, но при этом она не будет горячей настолько, чтобы угрожать перегревом сусла.

[ГОГа]

Выходная температура сусла должна быть не больше, чем целевая температура паузы плюс допустимое превышение.
Иначе врзле стенки в наиболее горячей зоне теплообменника мы получим локальный перегрев.

Игорь, там быстрое и турбулентное течение сусла. Этот локальный перегрев ничто по сравнению с перегревом на ТЭНе штатном пивоварки. Дельта температур составит 80-65=15 градусов. На ТЭНе эта дельта как минимум на порядок больше и практически ламинарное обтекание суслом.

Надо быть уверенным, что за время паузы, пока прокачки горячей воды нет, она успеет накопить тепла столько, сколько необходимо для выхода на следующую паузу.

Пауза длится 30-60 минут. Достаточно для разогрева воды в баке с ТЭНом 4 кВт (для поддержания 80 градусов). С лихвой.

[Игорь]

Габаритний розрахунок по теплу. 
На початок роботи маємо...
40 літрів сусла з температурою 51 градус, та 25 літрів води, заздалегідь нагрітої до 65.
Наприкінці, перед останньою паузою, маємо 40 літрів сусла з температурою 71, та 25 літрів води з такою самою температурою.
Загальна кількість тепла, що потрібна для цього нагріву, складає...
4.2 х 40 х (71-51) + 4.2 х 25 х (71-65) =...
3990 кДж.
Якщо гріти воду теном на 3 кВт, то весь процес вид початку нагріву до початку останньої паузи візьме з урахуванням тепловтрат щонайменше 30 хвилин.  Це при умові, що ми так налаштуємо процес, що тен не буде вимикатися. А це можливо.
Які думки?
30 хвилин на підйом з 51 до 65, на паузу 65, та на наступний підйом до 71 - це як? Забагато, замало, чи нормально?

[ГОГа]

3990
добавлено: 05-06-2023, 22:07:02

На початок роботи маємо...
40 літрів сусла з температурою 51 градус, та 25 літрів води, заздалегідь нагрітої до 65.
Наприкінці, перед останньою паузою, маємо 40 літрів сусла з температурою 71, та 25 літрів води з такою самою температурою.

40 літрів сусла з температурою 51 градус, та 25 літрів води, заздалегідь нагрітої до 80.
Наприкінці, перед останньою паузою, маємо 40 літрів сусла з температурою 71, та 25 літрів води з такою самою температурою 80.
Нехай температура сусла регулюється величиною потока гарячої води (80 градусів)

[ДимаС]

Є підозра що якщо не перейматись тим локальним перегрівом - тоді все значно простіше.
ГОГа, от у тебе зараз локальні перегріви навіть до приставання до ТЕНу дрібних часток. Але ж ти у стиль прпадаєш.
І друге: якщо вже й буде локальний перегрів, я не візьмусь прорахувати який відсоток сусла буде перегрітий й на скільки градусів бо то ніяк не вплине на результат у вигляді попадання у стиль (тобто відношення незброджуваних цукрів до зброджуваних) тому що діастатична сила солоду має як мінімум 30% надлишку ферментів для повного оцукрення, а при бурбонній технології згідно промислових даних достатньо лише 30% солоду для 70% несолоджених матеріалів (звісно там інші цілі, але...)

[ГОГа]

Чи попадаю я в стиль? Майже. Може і не попадаю.
Мало того, часом я не можу повторити варку: занадто розтягнуті паузи і при масштабуванні - виходить щось інше. (масштабування: 20-35 літрів готового сусла).
При використанні несоложенки (жигулівське, пшеничне наприклад) діастатична сила вельми в пригоді.
Якщо я хочу позбавитись карамельного смакоаромату - тут тільки низькотемпературний нагрів...

[Игорь]

Чекай, Діма. Я намагаюсь так побудувати методику управління  нагрівом, щоб локальних перегрівів не було зовсім.
Тобто щоб навіть не було умов виникнення небезпечних перегрівів.
Я вже писав про це.   
Давай ще раз.
Я пронумерую аргументи для можливості прицільного тапкометання, тобто щоб ти, чи хто завгодно, написав... З аргументом √ 4 не згоден.  Або згоден зі всіма.

Уперед.

1. Що ми будемо вважати локальним перегрівом?
Пропоную вважати локальним перегрівом ситуацію, коли температура гарячої стінки на будь-якій ділянці руху сусла вище за температуру паузи, якой ми прагнемо.   
Зауважу, що перегрів невідворотний, бо без нього досягнути цільової температури за осяжний час неможливо.

2. Ступінь перегріву пропоную вимірювати кількістю градусів між температурою гріючої стінки та температуру паузи, якої ми прагнемо.  Саме час застосувати новий термін Бал Локального Перегріву, скорочено - БЛП.
Якщо пауза 65 градусів, а стінка має 66, то можливий локальний перегрів в зоні контакту сусла зі стінкою складає 1 градус, чи БЛП=1.. Якщо стінка має температуру 75 градусів, маємо БЛП 10.
Підкреслюю... Бальність перегріву я пропоную вимірювати не температурою сусла, що ми досягли, а саме температурою стінки,яка МОЖЕ спричинити саме локальний перегрів. 

3. Треба визначитися який БЛП ми можемо вважати припустимим, а який - ні. Градус? Три? П'ять? Це треба обговорити.

4. Яке місце нашого обладнання є найбільш небезпечним з точки зору локального перегріву?
Я вважаю, що таким місцем є зона, де в теплообмінник входить найбільш гаряча вода, а з іншого боку стінки виходить найбільш гаряче сусло.
Якщо в цій зоні локального перегріву нема, то його нема ніде. А якщо там  БЛП=6, то будь-де в нашій системі більше за цю цифру перегріву нема.
Це дуже корисно, бо для визначення наявності чи припустимості локального перегріву достатньо контролювати температуру в двох точках - температуру води на вході в теплообмінник, та температуру сусла на виході з нього.

5. Як визначити БЛП  на практиці?
Як ми вже домовились (чи ще домовляємось), балом локального перегріву (БЛП) будемо вважати різницю температур між гріючою стінкою та температурою паузи, якої ми прагнемо. Лишається визначити температуру стінки. 
Тут я зроблю певні припущення.
Якщо ми використовуємо пластинчастий теплообмінник, через який по двом контурам тече однакова рідина різної температури з однаковою швидкістю, то температура стінки з холодного боку непомітно нижче, а з гарячого непомітно вище середнього ариіметичного температур потоків з двох сторін. Слово "непомітно", конкретне значення, залежить від певних умов, і якщо потрібно, я його ретельно прорахую, але я оцінюю цю різниці в сотих долях градуса.
Отже, якщо з одного боку тонкої сталевої стінки рухається з певною швидкістю рідина з температурою, припустимо, 50 градусів, а з іншого -така саме рідина, з такою самою швидкістю, але з температурою 80, то  температура гарячої стінки складе 65, і якщо наша мета 65, то БЛП дорівнює нулю.
Але треба розуміти, що у нас дуже ефективний неплообмінник, на виході холодної сторони вже за хвилину вода прогріється майже до 80, хай до 7х градусів, середня температура стінки досягне 75, а БЛП сягне 10 балів. Припустимо це чи ні - не знаю, бо про припустимий БЛП ми ще не домовились :)

Так, я розумію. Це ідеальний варіант, коли однакові рідини та однакова їх швидкість. На практиці так не буває.
Але на першому етапі треба розібратися з ідеальним варіантом, та вже потім розібратися як врахувати відмінності реального та ідеального варіантів.


Отже, чекаю на пропозиції щодо припустимого БЛП.

[Сергій Леонідович]

А солод? Хіба він не дає бруду?

після фільтраціі, маїже ні

[ГОГа]

Отже, чекаю на пропозиції щодо припустимого БЛП.

Вважаю, що припустиме БПЛ може сягати від 5 - до 10. І навіть більше.
Вся справа в тому, що бета амілаза солода працює добре в ліапазоні температур  61-67 градусів, але вона працює і нижче 61 градуса і віще 67 градусів: але не так інтенсивно (діапзон 58 - 72). Аналогічно і альфа амілаза: 68 - 72 гадуси, але вона працює і при нижчих, і при вищих температурах (діапазон 65 - 75).
Щодо меш-ауту: 77-79 градусів. Таким чином, бажано, щоб сусло локально нагрівалося до 76 градусів включно.

Spoiler

Коротенький екскурс в історію, зокрема в відварочне затирання.
При відварочному затиранні частина затору (бажано густа частина) нагрівається до 100 градусів і додається до затору, тим самим підіймаючи температуру до наступної паузи. При цьому відбувається стресова ситуація, при якій дезактивується частина ферментів (денатурація білків). Але солод має надлишкову діастатичну силу і це руйнування ферментів не впливає на оцукровування сусла. Головне - немає ніякого пригару і карамелізації. Таким чином, нам, в принципі, начхати на температуру стінки нагріву: аби не вище 100 градусів і щоб контакт з суслом був якнайменш короткий за часом.
Тоді чому я так ретиво б'юся за низбкі температури для розігріву сусла?  А тому, що профіль затирання може мати, наприклад, 20 хвилин паузи 65 градусів. Це означає, що Х бета амілази перетворить на цукор У ланцюгів крохмалю. Якщо чатина бета амілази буде знищено, то за 20 хвилин паузи перетвориться на цукри лише У-n лнцюгів крохмалю і для досягнення попереднього результату нам знадобиться вже 20+к хвилин часу....Це дуже загрублене пояснення, але воно таки пояснює що я хочу. Я вже не кажу про те, щоможе відбуватися та чи інша дизпропорція амілаз...

[close]