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

[Игорь]

ГОГа, то, что мы с тобой считали, те графики, которые рисовали, может быть реализовано только если с одной стороны поверхности теплообмена будет сусло, а с другой - либо пар с неизменной температурой, скажем, 80 градусов, либо ТЭН,температура котрого по мере продвижения жидкости увеличивается.
Если с обратной стороны будет вода, такого эффекта достичь будет сложно. 
Но и не в этом суть. 
Воспользуюсь картинкой коллеги.

[Игорь]

Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

[Игорь]

Большой бак воды, нагретой до 80 градусов, в который встроен ТЭН на 3 кВт, может передать суслу, которое бежит по змеевику,  гораздо больше тепла, чем мощность встроенного ТЭНа. Вода играет роль аккумулятора. Она нагревается ТЭНом долго, а отдает тепло быстро. Это даёт возможность раза в два или три сократить время выхода на температуру паузы. Это плюс, который будет нивелирован, обнулен, если объем воды уменьшить на порядок.

[Игорь]

Быстрый нагрев имеет свои особенности, которые можно считать недостатком, а можно и особенностью.
В процессе достижения первой паузы, сусло входит в змеевик с температурой 50 градусов, а выходит с температурой 80. Такая температура держится очень не долго - как только перегретое сусло попадает в варочник, оно смешивается с 50-градусным и перестает быть перегретым.   
Это позволяет прогонять через змеевик не весь объем сусла, а примерно третью его часть.   

[ДимаС]

Тобто якщо гріти 100С третину контактуючого сусла - це дуже схоже на відварки... Ммм

[Игорь]

Главный и непреодолимый недостаток такой схемы - полная температурная неопределенность. .как определить температуру сусла, если внизу она 50, а вверху - 80? Пытаться дойти до температуры именно 65, а не 63 или 67 - не больше, чем самообман. Потому что если термометр будет в струе, выходящей из змеевика, он сразу покажет 80, а внизу при этом будет всё те-же 50. Если термометр будет над дробиной,  мы постоянно будем видеть завышенную температуру, если под дробиной, то заниженную. И я не вижу в таком случае возможности поддержать паузу точнее плюс минус 5 градусов.
А все почему? Потому что из змеевика выходит перегретое сусло.
Как его не перегревать ?
Только один вариант
Снизить настроенную температуру воды в баке до температуры паузы. Тогда сусло будет не перегретым, но тогда для достижения температуры паузы придется перегнать через змеевик не треть объема сусла, а весь объем, причем дважды. Это наведёт порядок с термометрированием, но размажет надолго нагрев, сделает неопределенным и момент начала паузы, и момент ее завершения.
Никуда не годится. Ищем дальше.

[Игорь]

Кстати,  если объем бака воды уменьшить, а температуру в нем снизить, я не вижу никаких плюсов,и которые может дать теплообменник. Что погружной, что пластинчатый с насосом - пофиг. Будут работать одинаково.

[Игорь]

Похоже, намацал интересный путь.
Основной плюс системы на рисунке - аккумулятор тепла, позволяющий удвоить или даже утроить скорость нагрева. 
Делая систему другой, надо этот плюс либо сохранить, либо усилить.
Как вариант, использовать  бак на 50 литров, и воду в нем кипятить, поддерживать на уровне 100 градусов. Ну пусть 95, чтобы не было лишнего испарения.
ГОГа, не торопись ругаться про перегрев. Есть некоторые соображения.

[Игорь]

Когда длинный змеевик опущен в 80-градусную воду, сусло в нем прогревается почти до 80 градусов, и мы подозреваем, что  это плохо. 
Если мы пропускаем через прямоточник встречными потоками воду с температурой 95 градусов и сусло с температурой 50, происходит нечто иное. Если мы настроим потоки так, чтобы сусло прогревалось до 65 градусов, а насосы будут качать примерно одинаково, то в начальный момент будем иметь такие картины в начале и в конце прямоточника... или пластинчатого теплообменника
На входе греющей воды ее температура 95, через стенку - выходящее сусло с температурой 65 - нагрелась на 15.
На выходе греющей воды ее температура 80(остыла на 15) температура входящего сусла 50.
Хочу разобраться с локальными перегревами сусла - насколько глубокими они будут, если будут вообще.

[Игорь]

Зовём на помощь термодинамику. Без глубокого погружения.
Я отредактировал это сообщение, убрал логические цепочки, оставил выводы.
Наиболее опасное с точки зрения перегрева сусла место - это место входа греющей воды, оно-же место выхода нагретого сусла.
Средняя температура сусла здесь 65 градусов, а воды 95. Температура тонких слоев воды и сусла, прилегающих к металлу, близка к 80 градусам. Такая температура существует доли секунды - турбуленция высокая, слои непрерывно перемешиваются.
Перегрев выражен намного меньше, чем в змеевике на картинке выше.

[Игорь]

Если через прямоточник гнать сусло и кипяток, то локальные перегревы будут очень непродолжительными и в небольших по площади зонах - только на первой по ходу кипятка пластине.
Причем глубина (температура) перегрева сусла не будет больше, чем в змеевике на картинке выше.

Это уже что-то. Нужен только насос, который сможет крутить сусло достаточно быстро, но не быстрее, чем оно фильтруется. И насос, способный крутить кипяток в греющей контуре.
И сразу сомнение. 
Нам нужно быстро прокачать все сусло через теплообменник дважды за время прогрева. Успеет ли оно за это время дважды пройти через дробину?
Брать сусло из-под дробины и возвращать туда -же наверное не лучшая идея. Уже прогретое до температуры паузы сусло будет постоянно охлаждаться непрогретым, которое только что прошло через дробину
добавлено: 18-05-2023, 00:14:27
Конкретные потоки воды и сусла посчитаю завтра. Можно будет подбирать насосы.

[Игорь]

Другие соображения.
Насос сусла не должен замедляться во время пауз. Он инициирует фильтрацию - пусть она продолжается. Основное управление ведём кипяточным насосом. Во время роста температуры он должен гонять кипяток так быстро, чтобы температура сусла держалась на градус (лучше два) выше температуры паузы. Контролировать температуру сусла нужно по двум градусникам - на входе и выходе теплообменника. Отсчет начала паузы начинаем тогда, когда температура входящего в теплообменник сусла станет на градус (лучше два) ниже температуры паузы. По окончании паузы автоматически устанавливаем новое температурное задание кипяточному насосу. И новое задание терморегулятору кипяточной бочки. С этим ещё предстоит разобраться, но это уже не принципиально.

[ДимаС]

У кожній паузі є мінімум та максимум у рамках яких працюють ті чи інші ферменти.
Беремо наприклад паузу 60-65С.
Гріємо воду у гідроакумуляторі до 65С, з того моменту, як зверху на дробину попадає сусло з t=65C починаємо рахувати початок паузи, бо для верхньої частини дробини пауза почнеться майже одночасно з подачею сусла.
Далі дивимось коли знизу буде виходити сусло з t=60C, якщо це буде 5-10 хвилин - це суперово - враховуємо початок паузи з подачі сусла наверх дробини.
Якщо прогрів до 60С буде 30 хвилин і більше, тоді треба дивитись коли 60С буде по середині об'єму затору та відлі культури овувати час з цього моменту...

Хоча мені подобається рахувати що з подачі сусла 65С наверх одразу починається пауза, наприклад, 15 хвилин, або 30 хвилин, і неважливо, чи прогрівся весь затор хоча б до нижньої 60С, бо далі акумулятори треба грітись на наступну паузу, тут його інеоційність стане мінусом... І доки гріється він, затор на наступну паузу теж буде виходити досить довго...

Тому постає питання: а чи ферменти настільки як ми вірять у непохитність до градуса температурних пауз? Відповім - ні.
Вони працюють у межах. І 60-65, яку ми розглядаємо як приклад - працювати починає і при 58С...
Тобто точка відліку початку паузи - дуже спірне питання...
Чому, маючи можливість робити безперервний нагрів, не прорахувати свої паузи, які будуть замість сумарного проходження по 4х паузах за 2 години та нагріву між ними на протязі 1 години - пройти паузи, не зупиняючись на жодній, пройти процес від 52 до 80С за 3 години.
Єдине що саме згідно графіку затирання можна швидше чи повільніше прокачувати теплоносій через сусло чи сусло через теплоносій..

Ми ж історично паузи робимо, бо не маємо нескінченно плавного інструменту проходження пауз.
Бо раніше доливали кип'яток, варили частину затору окремо та додавали - знов ступінчастий нагрів...

Але ж ми маємо йти далі...

[ГОГа]

Тобто якщо гріти 100С третину контактуючого сусла - це дуже схоже на відварки... Ммм

Діма, це як раз зовсім не відварки. Для відварок беруть густішу частину, бо ферменти знаходяться здебільшого в рідкій частині затору.

Ми ж історично паузи робимо, бо не маємо нескінченно плавного інструменту проходження пауз.
Бо раніше доливали кип'яток, варили частину затору окремо та додавали - знов ступінчастий нагрів...

Логіка є, але... Для відтворення конкретного стилю пива необхідно чітко притримуватись як раз тих чи інших пауз. Ти правильно написав, що ферменти діють в широкому діапазоні температур, але з різною силою в діапазоні своєї активності. Окрім бета-амілази є ще альфа амілаза, пік якої приходится на 71-72 градуси і інші, які діють нижче 60.  Змазуючи по твоїй методиці паузи, ми не зможемо чітко попадати в той чи інший стиль, пиво в нас при однаковому засипу буде досить подібним не залежно від обраних пауз. Мало того, раніше використовували і сгладжений метод температур - давали остигати суслу від певної температури до іншої заданої, використовували багатовідварочне затирання і двохкотлове. Ну, і ми не зможемо повторювати рецепти інших пивоварів.  ІМХО.

[Игорь]

Добре, забули тимчасово про змійовики, гідротеплоакумулятори та інші здобутки цівілізації. 
Під фальшдном у нас стоїть чарівний нагрівач з перемішувачем, що гріє, але не викликає локальній перегріва та пригоряння, а насос дуже швидко ганяє сусло крізь дробину.
Починаємо гріти сусло коли його температура становить 50 та малюємо графік "час-температура". Звісно, це буде пряма похила лінія, жодних сходинок на ній не буде. Це ми самі будемо розмічати її, вважаючи умовно деякі участки температурними паузами, а деякі - етапами нагріву.  Побачимо - обсудимо що війшло добре, а що - не дуже. Малюю