Isolation Gärtank/Gärbehälter

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tacitus
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Isolation Gärtank/Gärbehälter

#1

Beitrag von tacitus » Sonntag 14. Mai 2017, 06:52

Morgen in die Runde,

Gestern interessanter Denkansatz betreffend oben erwähnt. Ausgangssituation stellt sich wie folgt dar:
In einem Raum wo auch die Gärbehälter stehen, gibt es entsprechende Temperaturschwankungen. Nicht hohe wie in einer Gartenlaube oder in einem Dachgeschoss aber doch. Die Idee ist nun, einen polsinelli Gärtank, 75Liter, mittels einer stärkeren Armaflex Isolierung zu versehen, um die Temperatureinflüsse auf den Behälter und deren Inhalt wenn man so will in Grenzen zu halten. Der Vorgang wäre zB. Ein obergäriges auf 15 Grad zu kühlen. In den Gärbehälter zu pumpen, anstellen, vergären lassen. Raumtemperatur wäre im Sommer bei ca 26 Grad tagsüber, nachts dann 18 Grad C .
Ansatz: Kostengünstige Alternative zu Kühlern, etc.
Da die Würze ja auf den "Minimumwert " gekühlt wurde für ein obergäriges, eine entsprechende Isolation des Behälter vorhanden wäre, dürften die Auswirkungen der Temperaturschwankungen minimaler ausfallen.....
Wie seht ihr den Denkansatz?
Tacitus
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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#2

Beitrag von Sura » Sonntag 14. Mai 2017, 07:48

Klappt nicht. Die Arbeit der Hefe selbst erzeugt Wärme. Der Ansatz muss nicht sein die Wärme zu isolieren, sondern abzuführen.
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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#3

Beitrag von Bierjunge » Sonntag 14. Mai 2017, 08:08

Ein Isolierung des Gärbottichs ist genau dann sinnvoll, wenn dieser eine aktive Kühlung besitzt (Kühlmantel oder -Schlange im Innern).
Ohne Kühlung ist das,wie Sura schon schrieb, total kontraproduktiv. Durch die Zuckerverbrennung würde die Temperatur viel zu hoch steigen.
Leg Dir bitte eine gebrauchte Kühltruhe o.ä. zu. Vergärung bei unvorhersehbar schwankender Außentemperatur ist maximaler Murks!

Moritz
Zuletzt geändert von Bierjunge am Sonntag 14. Mai 2017, 09:09, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#4

Beitrag von tacitus » Sonntag 14. Mai 2017, 08:31

Danke für die Antworten. Es ging um den Denkansatz selbst, Quasi als alternative. Ich kühle mit einem Durchlaufkühler von Lindr, CZ. Gebraucht, aber gut. Ich danke trotzdem für die ersten Stellungnahmen zum Denkansatz, weitere willkommen.
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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#5

Beitrag von Bierjunge » Sonntag 14. Mai 2017, 08:43

Welchen Denkansatz? Adiabat zu vergären?
Hier habe ich auch noch etwas Schönes gefunden, zum selber-Nachrechnen: Re: Sehr hohe Gärtemperatur (OG)

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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#6

Beitrag von afri » Sonntag 14. Mai 2017, 22:16

tacitus hat geschrieben:Es ging um den Denkansatz selbst, Quasi als alternative.
Das solltest du vergessen. Es klappt vielleicht für Stunden, nicht jedoch für Tage, die relativ dünne Isolierung wird deinen Sud nochmal mehr erwärmen, als die Umgebungstemperatur es ohnehin täte, das dürfte nicht in deinem Sinn sein.
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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#7

Beitrag von 420 » Sonntag 14. Mai 2017, 22:37

Bei mir realisiere ich es wie folgt.

Holzkiste mit dünner Styroporisolierung an den Seiten, unten 2 bzw. 3 Wärmeplatten a 25 Watt. Vergoren wird im Keller, der im Sommer bei max. 16 Grad liegt. Temperatursteuerung für die Wärmeplatten und gut ist's. Im Anfang kann die Gärung auch mal bei 19 Grad liegen (hohe Aktivität der Hefe). Da der Keller aber relativ kühl ist, wird oben im Ballonbehälter gekühlt. Am Ende der Gärung wird dann von unten gewärmt.

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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#8

Beitrag von Albwoiza » Mittwoch 24. Mai 2017, 09:28

Ich musste wegen mangelnder Gärkapazität einen Sud in einem isolierten Milchkessel vergären lassen.

Pale Ale mit 13,5% Stammwürze
80 Liter
Hefe US-05
Kellerraum konstant 19°C

Die Würzetemperatur habe ich mit einem kalibrierten Thermoelement Typ K gemessen und das ganze mit dem PC aufgezeichnet.

Die Würze hatte beim Start 19°C und stieg während der Gärung innerhalb von 2 Tagen auf 24.5°C an.
Unten im Diagramm ist die Temperatur über der Datumsachse aufgezeigt.

Verlauf.jpg
Gruß Jürgen

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Re: Isolation Gärtank/Gärbehälter

#9

Beitrag von DrG » Sonntag 28. Mai 2017, 14:29

Hallo Jürgen,

ich habe mir Deine Messkurve gerade mal angeschaut und überschlagsmäßig ausgewertet.

Wenn man Deine Kurve in zwei Abschnitte (Erwärmung durch Gärung bis zum Temperaturmaximum / Abkühlung nach Ende Gärung) aufteilt, kann man an Hand einiger Temperatur- und Zeitangaben interessante Parameter ermitteln.

Mit dem Newtonschen Abkühlungsgesetz (das auch mit umgekehrten Vorzeichen funktioniert) kannst Du die spezifische Abkühlzeit für Dein System berechnen:

T(t) = T_Umgebung + (T(t0) - T_Umgebung) * exp( -lambda*(t-t0) )

oder umgestellt nach der Systemkonstanten lambda:

lambda = - ln ( (T(t)-T_Umgebung) / (T(t0) - T_Umgebung) ) / (t-t0)

Für Deine Kurve erhält man für die beiden Bereiche somit:

a)Erwärmung
T(t0=15.05.17 ; 00:00 Uhr)= 19.5 °C
T(t=16.05.17 ; 22:00 Uhr) = 24.5 °C
(t-t0) = 46h*3600 s/h=165600 s
lambda = 14,48 E-6 1/s

b) Abkühlung
T(t0=17.05.17 ; 00:00 Uhr)= 24.8 °C
T(t=19.05.17 ; 00:00 Uhr) = 21.5 °C
(t-t0) = 48h * 3600 s/h=172800 s
lambda = 4,87 E-6 1/s

Diese Systemkonstante steht in einem Zusammenhang zur mittleren Wärmedurchgangszahl der Behälterwände Ue [J/(m^2*s*K)] (mit der Behälteroberfläche A [m^2], der Behältermasse inkl. Würze m [g] und der spezifischen Wärmekapazität cp [J/(g*K)] angenommen für Wasser)

lambda = Ue*A/(m*cp)

bzw. Ue*A = lambda*m*cp [J/(s*K] = [W/K]

So dass man für die beiden Abschnitte der Messung mit der erfreulicherweise von Dir angegeben Würzemasse von 80l also ungefähr 80kg (den Zucker lasse ich der Einfachheit mal weg) folgende Wärmeleistungen pro Kelvin Temperaturunterschied erhält:

a) Erwärmen: (Ue*A) = 4,85 W/K (positives Vorzeichen, da Wärme in die Würze fließt)
b) Abkühlen: (Ue*A) = -1,63 W/K (negatives Vorzeichen, da Wärme aus der Würze fließt)

Bem.: ich habe für meinen isolierten Behälter einen vergleichbaren Wert für Ue*A von etwa 1,28 W/K bestimmt.

Unter der Annahme, dass sich die Erwärmung im ersten Abschnitt aus der Gärungswärme und dem Wärmestrom in die Umgebung zusammensetzt, kann man aus der Differenz der beiden oberen Werte und der mittleren Temperaturdifferenz von Würze und Umgebung von ca. (24,8 -19)/2. = 2,9 K die mittlere Wärmeleistung durch die Gärung abschätzen:

(4,85 W/K - 1,63 W/K)*2,9K = 9,34 W

Damit erhält man mit den 80 kg Würze für die mittlere Wärmeleistung pro kg Würze einen Wert von P = 0,1167 W/kg

Und was daran jetzt wirklich schön ist, ist dass dieser Wert ziemlich gut mit dem Wert für die Wärmeleistung durch Gärung von 0,11 W/l übereinstimmt, denn ich hier versucht habe abzuschätzen: viewtopic.php?p=198427#p198427

Hach ist das schön, wenn die Physik funktioniert :thumbsup

Beste Grüße,

Gero

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