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

[Игорь]

Просмотрел паузы. Самый большой нагрев - это когда за 7 минут (420 секунд)  нужно 40 литров нагреть на 14 градусов.
Мощность...
4.2 х 40 х 14 : 420 = 5.6 киловатт. 
Если ТЭН будет на 3 кВт, нагрев с 51 до 65 займет почти вдвое дольше времени.

[Игорь]

Что делаем? Наращиваем нагрев, или смиримся с 15-ю минутами выхода на первую паузу?
Чего мы добиваемся, используя эту "спирто-паровую баню"? 
Двух моментов.
Не превышаем температуру греющего агента 80 градусов.
Имеем одинаковую температуру греющего агента от начала до конца потока сусла, то есть теплопередача значительно увеличивается. Чуть ли не вдвое.
Насколько важны эти два момента?
Нельзя ли добиться того-же эффекта другим путем?

[ГОГа]

не хотелось бы снижать поток сусла. Мы теряем оперативность контроля температуры.
А что если брать сусло ниже дробины, а возвращать выше?
С простым релейным терморегулятором я - пожалуй, поторопился. Нагрев с ПИД - управлением по температуре возвращаемого сусла.
Нагрев меняем плавно, по ПИД закону, а вот обороты насоса - по двум ступеням. Полные обороты до достижения температур пауз, и малые во время пауз.

Сусло и берется ниже дробины и возвращается на неё вверху. Под действием силы тяжести оно просачивается через дробину вниз заторника. Можно, конечно же, не снижать поток сусла, а разделить его на две части: большую часть пускать по кругу, меньшую часть подавать вверх заторника. Но тут есть одна заковыка: в зависимости от засыпи, кчества помола, типа солода мы имеем разную скорость фильтрации через дробину. Поэтому на практике поток сусла выставляется вручную или примерно, чуть больше или чуть меньше оптимальной. В некоторых моделях пивоварок это осуществляется путем вставки в трубку диафрагм различного проходного диаметра. 
добавлено: 17-05-2023, 07:06:47

Что делаем? Наращиваем нагрев, или смиримся с 15-ю минутами выхода на первую паузу?

Ясное дело, что с выходом на первую паузу смиримся)))
И то: она не всегда нужна, я просто описал полный цикл.
Для высокомодифицированного солода пауза в 51 градус не нужна. Сразу же пауза бета-амилазная: 62 - 69 градусов.

[Игорь]

Пусть фильтрационный поток осуществляется штатным насосом. Для нагрева можно использовать другой насос, он будет брать сусло из-под дробины и возвращать туда -же. Объем сусла в контуре нагрева будет очень небольшим

[ГОГа]

Пусть фильтрационный поток осуществляется штатным насосом. Для нагрева можно использовать другой насос, он будет брать сусло из-под дробины и возвращать туда -же. Объем сусла в контуре нагрева будет очень небольшим

Это просто осуществить: штатный насос у меня работает постоянно на полную мощность, а подача сусла регулируется краном вверху заторника (так и предусмотрено). С крана выхода (слива) заторника - на насос в димрот: он у меня магнитный высокотемпературный. Слив в заторник - через центральную трубу. А что делать во время паузы?
Остановить насос в контуре нагрева? И включать его по падению температуры внизу заторника?

[Игорь]

Надо всё упрощать.
Используя имеющуюся данные по ректификации.   
Допустим, мы вставим в нержовую трубку д.12-16 мм воздушный ТЭН, загерметизируем края, и скрутим трубку в бублик. В боковые выводы трубки возле загерметизированных краев будем подавать и отбирать сусло.   
Гоняем сусло, даём напругу на ТЭН, сусло прогревается.
Что напрягает?
Неизвестная "температура теплоносителя" за стенкой ТЭНа.
Если бы мы были уверены, что она не больше 80 градусов, мы были бы спокойны. Без этого - тревожно.   
Надо разбираться.
Разбираем дефлегматор ректификационной колонны.
Там трубка такого-же диаметра и толщины, что и воздушный ТЭН, на каждый метр которой призодится примерно 700 ватт нагрева.
При этом разность температур с двух сторон трубки при полной утилизации мощности составляет градусов 10-15, а температура греющего теплоносителя +пара) никогда не превышает 79 градусов.
Делаю вывод. Если я создам те-же условия движения воды (сусла) - температуру и скорость, и ту-же мощность нагрева греющего теплоносителя, то его температура по свою сторону стенки будет одинаковой, что у спиртового пара, что у засыпки воздушного ТЭНа.
Убедил или нет?

[Игорь]

Остановить насос в контуре нагрева? И включать его по падению температуры внизу заторника?

насос пусть крутит на пониженных оборотах. В контуре его циркуляции мы измеряем температуру. Если она падает во время паузы, даём ПИД управляемое напряжение наТЭН

[ГОГа]

Убедил ))

[Игорь]

Смущает вот что. 
Если насос имеет производительность 3 литра в минуту, то прогнать через нагрев 40 литров сусла можно не скорее, чем за 13 минут. А с учётом того, что мы непрерывно смешиваем прогретое и непрогретое сусло, процесс выхода на паузу затянется минимум вдвое.
Выход есть. 
Для каждой паузы нужно назначить ДВЕ температуры - максимальную и минимальную.
Максимальную мы поддерживаем на выходе из нагревателя, а момент выхода на нужную температуру определяем по выходу на минимальную температуру потока на входе в нагреватель.
И объединяя соображения...  Чтобы не допустить перегрева "твердого теплоносителя)...
Скорость прокачки держим на максимуме при мощности нагрева выше 10%. Если ниже - а это будет при достижении паузы - переходим на дежурные обороты следки за температурой.

[Игорь]

Убедил ))

Тогда созрел вопрос к тем, кто имел дело с гибкими сухими ТЭНами. Если его скрутить в змеевик, какой минимальный диаметр может быть в этого змеевика?

И второй вопрос - Георгий, дай минимумы и максимумы для пауз.

[ГОГа]

Наверное, это может сказать только производитель ТЭНов.
Наверное, особо скрутить его не удастся: все-таки засыпка и центральный стержень.
Я просмтрел множество предложений: самый мощный 2метра и 2кВт. . А нужно порядка 3кВт и длиной 6 метров. Или нет?

Минимумы и максимумы пауз: чем они ближе друг к другу, тем лучше. Суть в том, что действуют ферменты (альфа и бета амилазы) одновременно, просто с разной эффективностью, зависящей от температуры. Желательно соблюдать хотя бы +- 1 градус. Меньше диапазон - лучше.

[Игорь]

Гибкие ТЭНы можно гнуть с радиусом не меньше трёх диаметров. Диаметры бывают 6.5 и 8.5 мм. Значит согнуть в диаметр миллиметров 100 можно без проблем. Кроме начальных участков, в которых стержень.
Было бы весьма полезно перед скруткоый внутри трубы намотать на ТЭН спираль из проволоки  чтобы исключить залегание ТЭНа на трубу - рубашку. Не по размеру зазора, как в прямоточнике, а просто чтобы оставить зазоры между ТЭНим и трубой.
Вопрос. Не будет ли эта спираль провоцировать тромбоз?

[ГОГа]

опрос. Не будет ли эта спираль провоцировать тромбоз?

Смотря с каким шагом намотки.
Меня смущает иное: длина и гидравлический радиус (просветность между ТЭНом и стенкой трубы). При большой длине мы можем получить большое гидравлическое сопротивление и как следствие - малый поток, недостаточный, что б утилизировать всю энергию при разогреве. Или брать намотку с более толстой проволокой и трубу внешнюю с большим диаметром

[Игорь]

Продолжим позже. Надо переспать с этими соображениями. Вижу слишком много неувязок, связанных в первую очередь с жёсткими требованиями по температуре паузы. Надо посчитать в Экселе

[ГОГа]

При трубке в димроте 6мм внутренний и стенке 0,5мм и при внешней трубке внутренним диаметром 9 мм мы имеем просвет в 1мм. Действующий зазор во внутренней трубке 28mm2, между трубками 25 мм2
добавлено: 17-05-2023, 08:38:39

связанных в первую очередь с жёсткими требованиями по температуре паузы. Надо посчитать в Экселе

Именно поэтому я и заморочился. Можно, конечно же плюнуть на жесткость в температуре паузы, но тогда идет на смарку и стилистика, и повторяемость.
Ранее шли простым путем: отварки. Да, был температурный шок при внесении нагретой до 100 градусов отварки в затор и потеря части ферментов, но температура поднималась за пару минут (время внесения отварки и перемешивания).
Мы можем позволить некоторое размазывание в достижении температуры, оптимально - это время, за которое сусло пройдет самотеком скозь дробину раза два-три (один раз мало, ибо сусло отдает тепло дробине). Меньшее время - нет смысла, да и невозможно без перегрева сусла, а большее - это размазывагие паузы.
Время прохождения - порядка минуты, полутора (следует учесть, что дробина может пропустить огоаниченый объем в единицу времени). Итого 3 - 4,5 минуты на подъем температуры, пусть даже 6-7 минут. С этим надо смириться. 
Предлагаемая тобой система позволяет сразу же подавать нагретое до нужной температуры сусло вверх заторника, одновременно нагревая сусло внизу заторника. И это очень хорошо, ибо позволяет сжать время нагрева дробины в заторнике (именно в дробине происходит ращепление молекул, хотя и в самом сусле - тоже). А на температуру сусла вне дробины нам наплевать: пускай себе поднимается, пока не достигнет температуры паузы, благо сксла в заторнике под фальш-дном не так уж и много: порядка 5 литров.