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

[ГОГа]

Питання до форумчан, зокрема звертаюся до Батарейкіна та Ігоря.
Задача така:
Для С-HERMS системи є пластинчастий теплообмінник (див. фото). [attach=1]
В нього подається сусло, в зворотньому напрямку насосом качається вода. Фактично теплообмінник з баку горячої рідини ми винесли за бак. Для чого? А для того, щоб більш оперативно контролювати температуру сусла. При звичайній системі HERMS теплообмінник (спираль з нержовійочої трубки, що занурена в кастрюлю з водою, що підігрівається ТЕНом, або газом) через який прокачується сусло, набуває температури води, що є в кастрюлі. Температура води підтримується за рахунок вмикання/вимикання ТЕНу і незважаючи на насос, що ганяє воду в кастрюлі по колу, має певний гестерезис (+-1 - 2 градуси, може і більше..). Відповідно, "гуляє" і температура в суслі. Мало того, той теплообмінник, що є в наявності у мене, має діаметр витків більше, ніж діаметр кастрюлі (бойлера), що є в мене.
При використанні пластинчастого теплообмінника ми  можемо використати малу ємність з водою, що підігрівається, тим самим забезпечивши більш точну температуру води (за рахунок меншого її об'єму). Фактично ми можемо використовувати кастрюлю в два рази меншу, ніж об'єм заторника (кількість промивочної води).
Навіть, якщо перепади температури будуть в кастрюлі з водою великі, нам потрібно, щоб температура була принаймі на 1 - 1,5 градуси вище, ніж потрібно для  текучої паузи затирання: змінюючи швидкість потоку води ми можемо підтримувати вельми точно температуру сусла з теплообмінника (при нульовій швидкості потоку води сусло буде практично однієї температури і на вході, і на виході з теплообмінника, при великій швидкості води сусло буде на виході практично тієїж температури, що і вода в кастрюлі.
От і питання: чи можна навчити РОСА через певні проміжки часу піднімати температуру води, а МАЛЮК, регулюючи оберти насоса, що прокачує воду, підтримувати  задану температуру сусла на виході?
Для простоти можна прийняти, що необхідна температура сусла менше температури води на 1 градус. Тобто, при паузі, наприклад 67 градусів, температура води має підтримуватись 68+ градусів. Всього реально мати 5 пауз: (температура води перед засипом солода, білкова пауза, пауза бета-амілази, пауза альфа-амілази, меш-аут). 
Для чого всі ці рухи?
Ну, по-перше, система HERMS мало годиться для багатопаузного затирання: труднощі з досягненням і витримкою необхідної температури, інерціальність температурних гойдалок. По-друге - необхідність в досить великому баці з гарячою водою.
Щодо системи RIMS, то вона перегріває сусло, навіть мая система К-RIMS (сусло гріється ТЕНом на дні варочника-заторника) все одно трохи підпалює сусло внаслідок прямого контакту ТЕНа з суслом. ТЕН в мене плоський (диск як в бойлері), потужністю в 3 кВт, окрім того, перегрів локальний сусла призводить до деактивації ферментів (хай частково, але призводить).
Тому я й маю бажання переробити свою систему в С-HERMS. Теплообмінники в мене є, насоси є, бойлер 20 - літровий є. Фактично, бойлер може підтримувати температуру сам  +-2,5 градуси, але регулювати рівень температури треба вручну... 

[ДимаС]

Я хоч не Олег та Ігор, але вже бачу що 1С (навіть 5С) різниця температур замала. Як мінімум промивочну воду гріти треба до 80С, та нею ж передавати тепло

[vova0869]

А як потiм промивати теплообмiнник якщо немае  окремоi системи промивки ?

[ГОГа]

Вся справа в тому, що ефективність пластинчатого теплообмінника десь в три (3) рази вище, ніж у кожухотрубного. Розглядаючи необхідний розхід  для сусла  (десь біля 0,00005м3/сек) і приймаючи, що розхід води може бути на порядок більше (0,0005м3/сек), а також поверхню теплообміну пластинчастого теплообмінника, ми можемо підтримувати різницю температур між суслом і водою менше ніж 0,5 градуса. Я сам не рахував, але специ сказали, щоб не мучився: теплообмінник справиться. Може брешуть, але мені здається, що ні.
Тобто досить, щоб температура води була би хоч на 1 градус вище за необхідну температуру сусла при умові, що вхідна температура сусла нижче за необхідну на 1 -2 градуси.
добавлено: 12-05-2023, 18:43:34

А як потiм промивати теплообмiнник якщо немае  окремоi системи промивки ?

Я з тим стикався. Просто знімав теплообмінник і прганяв воду гарячу з крана вперед і назад по кожному контуру. І це бцло для охолодження сусла після варки (і хміль добавлявся, в гранулах, а гранули в марлевому мішку).

PS. Ще поганяю інтернет щодо системи HERMS - може отримаю якісь дані/цифри

[Beaton]

Роса не умеет быть термостатом.
Малюк может поддерживать емпературу скоростью прокачки или сусла.

Алгоритм виду только один и тот кривой.

Используй для поддержания температуры воды  автоматику пивоварки, а малюк для прокачки сусла.

[Батарейкин]

я на форуме не ночую ((
но Алексей все правильно написал....

от себя могу добавить!
варите пиво в кастрюльках с краниками... и не заморачивайтесь!
то как к поршу плуг приделывать..
ну есть конь или мотоблок....   не!!! хочу на порше пахать....
ну паши!
а мы посмеемся... только фото и видео выкладывай

[ГОГа]

Смеётся тот, кто смеётся.

Знайшов я основні "граблі".
Вони полягають в тому, що підтримувати я можу температуру паузи у потоці сусла, що подається на верх заторного чану, але щоб її досягти, мені потрібно розігріти від попередньої паузи а)вільне сусло, б)дробину.
Таким чином, Beaton і ДимаС мають рацію, в тому, що необхідно підтримувати підогрів води в HLT і що температура має бути вище за температуру паузи. Наскільки вище? Гадаю, що після стабілізації температури паузи в MLT, температура води в HLT має бути на градус - два більша температури паузи. Буду експерементувати.
МАЛЮК буде керувати насосом , що ганяє воду в HLT і через пластинчастий теплообмінник, штатний насос з MLT буде включений на повну і ганяти сусло через теплообмінник наверх MLT, надлишок просто зливатиметься через центральну переливну трубу на дно MLT. Температуру МАЛЮК буде міряти на виході сусла з теплообмінника.
Вода в HLT буде грітися штатним ТЕНом бойлера і задавтиметься температура води поки що вручну: термостатом на бойлері (HLT).
Що дасть мені це все?
- не буде проходити деактивація ферментів
- більш точне пападання в заплановані паузи і, відповідно, повторюваність варок
- розвага для мене і Батарейкіна))))

Spoiler

Я трохи пограюсь (знаєте, що це означає на Львівщині? ;) ) з пивоваркою, поки Олег грається з трьохглавою)))

[close]

 

[Игорь]

Увидел. Теперь попытаюсь разглядеть. :)

Георгий предлагает сделать двухконтурную систему с одним ТЭНом и двумя насосами.
ТЭН термостатирует температуру воды на неизвестно каком уровне (идет спор - на 0,5 градуса выше желаемой температуры сусла, или 80 градусов), насос крутит эту воду по первому контуру теплообменника.
Второй насос крутит сусло по второму контуру, и наша цель - определенная и стабильная температура этого сусла. Для этого мы будеи малюком менять скорость прокачки во втором контуре. Или в первом? Или двумя малюками в двух?
Правильно понял поставленные вопросы?
Предлагаю больше не спорить о температуре воды. Система сама подскажет... нет. Сама установит эту температуру если мы сделаем вот так...
Насосы воды и сусла работают без управления, крутят как могут. То есть у нас происходит постоянная прокачка по обе стороны теплообменника
Мы измеряем температуру сусла на выходе, и чтобы держать ее на нужном уровне, меняем мощность нагрева в баке с водой. Какая там будет температура - можем подсмотреть. А можем и не подсматривать.

Что скажете?

добавлено: 14-05-2023, 06:23:14

Наверное для исключения самой возможности перегрева, можно измерять температуру греющей воды и следить чтобы она никогда не была выше имеющейся температуры сусла больше, чем на 3... 5... 10 градусов (настройка).
Готов забацать такую приблуду, только мне нужно знать мощность ТЭНа чтобы подобрать радиатор.
Можно другую прошивку для Росы придумать, там уже есть и радиатор, и два градусника :)
Только это действительно порш для решения такой задачи.

[Игорь]

Понадобится микросхема КР1182ПМ1, с ними сейчас проблемы. Они есть в Карлсонах, можно переделать Карлсона под такие цели.

[ДимаС]

Фішка у тому щоб вода була 80С у тому, що тоді для промивки сусла завжди готовий об'єм під рукою і не треба чекати, доки він нагріється...

[Игорь]

Тримай собі ванну води потрібної температури для промивки. А для нагріву сусла, для чіткої витримки пауз  можна собі дозволити  мати літр води з керованою температурою.

[Игорь]

Якщо з одного боку металевої стінки вода має температуру 80, то як почуваються ферменти в суслі з іншого боку цієї стінки, що нехай тимчасово, але все ж дотикаються до неї?
Не знаю, але підозрюю, що не дуже комфортно :)
А якщо вода за стінкою буде щонайбільше на 5 градусів теплиша за сусло, на мій погляд, буде краще. 
Є ще думки на цю тему, що навіяні конструкцією двоконтурного теплообмінника в моєму котлі, але про це довго писати. Спочатку подумаю :)

[ГОГа]

Большая благодарность коллегам по Форуму, что проявили внимание к моему вопросу.
Для начала я бы уточнил приоритеты и "расставил точки над i".
- давайте сравним наши усилия в получении спирта-ректификата самой высокой степени очистки, получения качественных дистиллятов и варки пива. Борьба за степень очистки ректификата идет и сегодня. Мы разрабатываем, опробываем и внедряем все новвые технологии и технические новшества. При получении дистиллятов мы даже еще сильнее заморачиваемся технологиями сбраживания, дистилляции, выдержки и несть этому конца! В пивоварении тоже присутствуют очень большое количество факторов, влияющих на качество готового пива и одними из важнейших есть прохождение по температурным паузам и сопутствующий фактор денатурации ферментов. О повторяемости варок просто промолчу.. Мы создаем "суперкары" для ректификации и дистилляции, почему бы не создать "бентли" для пивоварения?
- остановимся вкратце на недостатках того или иного способов затирания, не буду приводить преимцщества, только недостатки, кот орые, ИМХО, надо убрать.
а) Метод инфузионного затирания: одна пауза, стресс температурный при закладке солода  - частичная денатурация ферментов, температура затирания "плывет" и это зависит от степени термоизоляции заторника.
б) Метод отварок. Прекрасный метод! Но опять же, трудоемок и присутствует эффект денатурации при нагреве отварок и при внесении 100-градусной отварки в заторный чан (MLT)
в) Метод долива. Доливается кипяток (обычно) для получения в MLT нужной температуры. Как следствие - частичная денатурация ферментов и трудность (практически  невозможность) варки высокоплотных стилей.
г) Методы RIMS, K-RIMS. Опять же - денатурация ферментов частичная в начале затирания, при прогреве сусла в модуле нагрева или на дне MLT. Возможен пригар на нагревательных элементах мучной взвеси.
д) Метод HERMS. В классическом исполнении затруднено проведение многопаузного затирания ввиду инерционности нагрева воды в HLT и сусла в MLT: температура паузы растет слишком постепенно (необходимо греть и воду, и сусло), либо надо повышать мощность ТЭНа в HLT, применять более длинные теплообменники и...опять же, использовать продвинутую автоматику..
     Предлагаемая мной (предлагаемая, я ее позаимствовал из множества статей на эту тему) методика затирания основана на системе C-HERMS.
Пластинчатый теплообменник практически в 3-4 раза эффективнее погружного, он имеет намного меньшие габариты и меньшую заполненность суслом, намного сильнее в нем эффект турбулизации потока.

Георгий предлагает сделать двухконтурную систему с одним ТЭНом и двумя насосами.
ТЭН термостатирует температуру воды на неизвестно каком уровне (идет спор - на 0,5 градуса выше желаемой температуры сусла, или 80 градусов), насос крутит эту воду по первому контуру теплообменника.
Второй насос крутит сусло по второму контуру, и наша цель - определенная и стабильная температура этого сусла. Для этого мы будеи малюком менять скорость прокачки во втором контуре. Или в первом? Или двумя малюками в двух?
Правильно понял поставленные вопросы?
Предлагаю больше не спорить о температуре воды. Система сама подскажет... нет. Сама установит эту температуру если мы сделаем вот так...
Насосы воды и сусла работают без управления, крутят как могут. То есть у нас происходит постоянная прокачка по обе стороны теплообменника
Мы измеряем температуру сусла на выходе, и чтобы держать ее на нужном уровне, меняем мощность нагрева в баке с водой. Какая там будет температура - можем подсмотреть. А можем и не подсматривать.

Что скажете?
Наверное для исключения самой возможности перегрева, можно измерять температуру греющей воды и следить чтобы она никогда не была выше имеющейся температуры сусла больше, чем на 3... 5... 10 градусов (настройка).
Готов забацать такую приблуду, только мне нужно знать мощность ТЭНа чтобы подобрать радиатор.
Можно другую прошивку для Росы придумать, там уже есть и радиатор, и два градусника :)
Только это действительно порш для решения такой задачи.

Вообще-то система имеет два ТЭНа: ТЭН в баке с водой (HLT) и ТЭН в заторнике-варочнике (MLT). Второй ТЭН - исключительно для варки сусла.
Насосов - два: водяной и сусловый. Возможно, что понадобится третий, работающий постоянно,  для перемешивания воды во исключение создания температурного градиента в HLT.
Изменять температуру воды в HLT для регулирования температуры сусла нет смысла: слишком большая инерционность, поэтому температура воды в HLT поддерживается в каких-то пределах и принимает ряд заданных значений, которые расчитываются по простому алгоритму, о котором ниже и которые не превышают температуру денатурации ферментов.
Поток сусла через пластинчатый теплообменник принимает два значения: высокая скорость прокачивания и поддерживающая скорость прокачивания. Поток воды через теплообменник регулируется МАЛЮКом: выше скорость - выше температура сусла, меньше скорость - температура сусла на выходе меньше. Учитывая эффективность пластинчатого теплообменника, при максимальной скорости потока воды есть такая скорость потока сусла, при которой оно принимает температуру паузы, при остановке потока воды - температура сусла не изменится.
Таким образом, задав две скорости прокачки сусла (первая скорость - на этапе разогрева и вторая - на этапе поддержания) и управляя потоком воды, мы можем менять температуру сусла и поддерживать ее в температуре текущей паузы затирания.

Температура в HLT должна быть как средневзвешенная температура общей воды (сусло + вода, впитавшаяся в солод, т.е. заторная вода) в заторнике и воды в HLT, но не превышать некий порог, например, 73 градуса. И только для промывки, прекращается циркуляция сусла, повышаем температуру в HLT до нужной (например, 78 градусов).
Таким образом, нам надо ступенчато и можно довольно грубо регулировать по времени температуру в HLT (при трех паузах, мэш-ауте, промывке  - всего 5 ступеней). Поток воды через теплообменник - четко МАЛЮКом для поддержания нужной температуры сусла. Поток сусла - две ступени: большой и необходимый. Большой - когда идет переход к следующей паузе, необходимый - во время прохождения паузы.
     Можно так же и как предложил Игорь: температуру воды в HLT поддерживать на 5 градусов выше  температуры текущей паузы. Нужно пробовать: будет ли теплообменник обеспечивать нагрев сусла до паузной температуры и при каких скоростях потока воды и сусла.
Мощьность ТЭНа в HLT  до 4 кВт  (проводка квартирная). 
Прекрасный вариант и с HLT маленького объема (скажем, 3 литра), а промывочную воду греть в отдельном бойлере, как сецчас это делается у меня. Тогда все и проще, и сложнее (или мне кажется?): вода греется очень быстро, МАЛЮК реагирует еще быстрее. Главное - что б насосы  (а конкретно водяной насос) обеспечивали большой дтапазон потока. Тогда по факту мы получаем RIMS систему, в которой поток сусла греет не ТЭН, а вода, которая, в свою очередь, греется програмно-регулируемо ТЭНом.

Сколько нужно микрохем КР1182ПМ ?

[Игорь]

Поток воды через теплообменник регулируется МАЛЮКом: выше скорость - выше температура сусла, меньше скорость - температура сусла на выходе меньше.

что-то тут не так...Чем выше скорость прокачки, тем меньше время нагрева каждой капли прокачиваемой жидкости и тем меньше её температура на выходе

[Игорь]

1182ПМ1 нужно по одной штуке на каждый ТЭН.
Два года назад я их брал по 40-60 грн.
Сейчас нашел во Львове на ЗападПроборе по 618 грн. Это запредельно. За эту сумму такую задачу можно решить другим способом.

Несколько штук мне выслал Назим, посылка уже в пути.