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Hallo zusammen,

den letzten Sud (Weizenbock) habe ich mit 27 Litern zum Kochen angestellt. Letztendlich herausgekommen sind lediglich 17 Liter, die ins Gärfass gewandert sind. Wenn ich ca. 1 Liter abziehe für den "Hopfenschlamm", der im Topf geblieben ist, sind 9 Liter irgendwo restlos verschwunden. Das erscheint mir außerordentlich viel.

Habt ihr ne Idee, womit das zusammenhängen kann? Der Gaskocher war übrigens nicht voll aufgedreht, der Kochvorgang also "normal".

LG Mats

Als aller erstes würde ich an einen Messfehler denken. Sicher, dass du 27 Liter Pfannenvollwürze hattest? Wie hat sich der Füllstand vor und nach dem Kochen in deinem Topf verändert? 4 % Verlierst du außerdem durch die Volumenkontraktion beim Abkühlen auf 20 °C.
Bei 10 % Verdampfung und der Volumenkontraktion beim Kühlen komme ich aber immer noch auf 24 Liter, abzüglich des Hopfentrebers von 1 L also 23 Liter. Um den fehlenden Rest zu erklären, hättest du also mehr als 20 % Verdampfen müssen.
Wie war denn der Extraktgehalt vor dem Kochen und danach?

die Würze muss auch nicht wallend kochen. Ich heize hoch bis es einmal aufblubbert und stelle dann die Hendi auf etwas 70% Leistung. Danach kocht es weiter aber nicht mehr wallend. so habe ich einen ca Verlust von 3-4 Litern bei 32 Liter Ausschlag.

Stefan

Welche Masse hat der Topf?

Bei grossem Durchmesser hast Du auch mehr Verdampfung (genügend Energie vorausgesetzt).

Womit heizt du? Wie viel kW steckst du nominell rein?
Mit der Verdampfungsenthalpie von 2257 kJ/kg bei Wasser, kommt das überschlagsmäßig hin?

Das wären bei 90 Minuten kochen 3,8 kW und das noch ohne Verluste durch die Wand.

Mit einem Gasbrenner möglich. Bei einem B16 Automat schon schwer.

Gruß JackFrost

Also ich habe einen Braukessel, der 40 cm hoch ist und auch einen Durchmesser von 40 cm hat...Gekocht wird mit einem Gaskocher...

Noch ein paar Fagen:

Wie lange hast Du gekocht?

Was für eine Leistung hat Dein Gasbrenner?

Bei den Massen: War demnach der Topf nur halb voll?

Gruss, Michu

Habe 75 Minuten gekocht...der Topf war ca. halb voll

Michu hat geschrieben: ↑Donnerstag 13. Oktober 2022, 11:29 Welche Masse hat der Topf?

Bei grossem Durchmesser hast Du auch mehr Verdampfung (genügend Energie vorausgesetzt).

es ist nicht so. Der Topfdurchmesser hat keinen Einfluss auf die Verdunstung. Die Verdampfung hängt allein von der Heizleistung ab. Die Berechnung der Verdampfungsmenge ist einfach: Die zugeführte Heizleistung multipliziert mit dem Wirkungsgrad und multipliziert mit 1,6 (ungefähre Verdampfung aus 1 kW Heizung).

Hi Sergey,

Sergey hat geschrieben: ↑Freitag 16. Dezember 2022, 14:08 es ist nicht so. Der Topfdurchmesser hat keinen Einfluss auf die Verdunstung. [...]

ich denke so allein und ohne Praxisbezug kann man das nicht stehen lassen.
Im Umfeld einer atmosphärischen Kochung bewegen wir uns, je nach Modellierung, zwischen "Verdampfung" und "Verdunstung".

Für einen atmosphärischen Kochvorgang schaut ein mögliches Modell so aus:
Direkt über der Flüssigkeit bildet sich eine mit Wasserdampf gesättigte Gasschicht aus, deren relative Feuchte bei 100 % liegt.
Nimmt man für die Umgebungsluft eine relative Feuchte von 50 % an, dann muss zunächst Feuchtigkeit aus der gesättigten Gasschicht in die Umgebungsluft übergehen, bevor weitere Flüssigkeit in die (gesättigte)Gasphase übergehen kann.
Auf diesem Weg erhöht sich die relative Feuchte der Umgebungsluft (Fenster beschlagen), während weitere Flüssigkeit in die aufliegende Gasschicht diffundiert. Die treibende Kraft für den Verdunstungsgrad ist hier der Gradient der relativen Feuchte, fernab von Energie oder Leistung.

Die Steigung dieses Gradienten lässt sich u.a. über die Fläche und über die Dynamik des Gasaustauschs an den Grenzflächen (Umgebungsluft/Dampf) beeinflussen (wir kennen das vom Wäsche trocknen: mit Wind/ohne Wind).

Das Modell passt auch gut zum Sprachgebrauch und zum Erlebten des atmosphärischen Bierbrauers:
Der beim Kochvorgang aufsteigende Wasserdampf wird als "Brüden"(Dampf-/Luftgemisch) bezeichnet - nicht als Dampf (gesättigt). Für den Austauscheffekt an den Grenzflächen wird in klassischen Sudkesseln "Schleppluft"(Raumluft) angesaugt, um u.a. den Gradienten für die relative Feuchte im Sinne von Eindampfleistung zu erhöhen.

Fazit:
Mehr Verdampfung in derselben Zeit benötigt mehr Energie. Ausdampfung über eine größere Fläche geht schneller. Die Effekte treten zumeist miteinander auf, sind aber grundsätzlich unabhängig voneinander.

Sergey hat geschrieben: ↑Freitag 16. Dezember 2022, 14:08 Die Berechnung der Verdampfungsmenge ist einfach: Die zugeführte Heizleistung multipliziert mit dem Wirkungsgrad und multipliziert mit 1,6 (ungefähre Verdampfung aus 1 kW Heizung).

Könntest Du dazu bitte ein Beispiel machen, die Einheiten mitführen und Quellen für die verwendeten Faktoren/Berechnungen benennen?


Quellen:
M. Vollmer, K.-P. Möllmann, Das langsame Verdunsten von Wasser, Phys. Unserer Zeit 50(2), 97 (2019); https://doi.org/10.1002/piuz.201901541

olibaer hat geschrieben: ↑Samstag 17. Dezember 2022, 12:14 Hi Sergey,

mit der Hoffnung von Google Translator werde ich versuchen zu erklären)))) Es gibt zwei Prozesse: 1) Verdampfung (Temperatur unter dem Siedepunkt) - Dampf wird auf der Oberfläche gebildet; 2) Kochen - Dampf wird im gesamten Volumen der Flüssigkeit gebildet. Wenn ich Ihre Nachricht richtig übersetzt habe, sprechen Sie von Verdunstung, und hier gilt in der Tat, je größer die Oberfläche, desto größer die Verdunstung. Da beim Sieden an jedem Punkt des Flüssigkeitsvolumens Dampf gebildet wird, ist die Oberfläche nicht wichtig. Es gibt einen solchen Wert - die spezifische Verdampfungs- und Kondensationswärme. Für Wasser bei 100 Grad Celsius beträgt dieser Wert 2300 kJ. Formel: L=Q/m Hier werden aus 1 kW Energie bei 100 Grad Celsius unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades 1,56 kg Wasser verdampft. Sie können mich überprüfen, indem Sie einfach bei Google nach "spezifische Verdampfungswärme" suchen, aus welchem ​​​​Lehrbuch ich es als Kind genommen habe, ich erinnere mich nicht)))))

Hi Sergey,

es ging ja darum eine Erklärung dafür zu finden, weshalb zwischen dem, was wir alltäglich sehen und messen können und dem, was lt. naturwissenschaftlichen Ableitungen passiert, kein Konsens zu finden ist. Der Beitrag #11 bietet einen möglichen Lösungsansatz. Der Energieeinsatz und der Verdampfungsvorgang werden im Modell absichtlich getrennt voneinander betrachtet.

Jedenfalls bildet ein L=Q/m(o.ä.) nicht vollständig ab, was in einem Anlagenkontext während eines Kochvorgangs vor sich geht. Welchen Wirkungsgrad du ansprichst, ist mir darüber hinaus immer noch nicht klar. Wechselweise wird mit Gas, Strom oder Dampf beheizt und das mit ganz unterschiedlichen Technologien & Apparaten.

Effizienz .... Angenommen, Sie verwenden ein Heizelement von 3 kW. Die Wände der Pfanne sind jedoch nicht isoliert - ein Teil der Wärme wird zum Erhitzen der Luft und nicht zum Verdampfen aufgewendet. Die Wirksamkeit jedes Systems ist unterschiedlich und hängt von vielen Faktoren ab. Nehmen wir an, dass minus Verluste - 2,5 kW zur Verdampfung gehen. Dann verdunsten 2,5 * 1,6 = 4 Liter in einer Stunde

olibaer hat geschrieben: ↑Samstag 17. Dezember 2022, 17:50 Welchen Wirkungsgrad du ansprichst, ist mir darüber hinaus immer noch nicht klar. Wechselweise wird mit Gas, Strom oder Dampf beheizt und das mit ganz unterschiedlichen Technologien & Apparaten.

Ich vermute er meint den Wirkungsgrad, wie effizient die Energie in den Braukessel geleitet wird. Thermodynamisch, bzw. rechnerisch macht es im isobaren und offenen Zustand keinen Unterschied, ob der Braukessel eine große oder kleine Oberfläche hat. Die notwendige Energie, um ein Volumen V1 in V2 zu Verdampfen (Verdampfung = Sieden) bleibt immer gleich. Siehe dazu Verdampfungsenthalpie und Volumenänderungsarbeit. Die Verdunstung (Phasenübergang im thermodynamischen Kontext) kann hierbei eigentlich vernachlässigt werden.
Um auf meine These zurück zu kommen: Ausschlaggebender ist, wie effektiv ich die Energiequelle am Kessel anbringe. Beispiel großer Kessel-Durchmesser und kleiner Gasbrenner oder kleiner Kessel-Durchmesser und großer Gasbrenner. Oder Induktionsplatte unter dem gesamten Kesseldurchmesser.

olibaer hat geschrieben: ↑Samstag 17. Dezember 2022, 12:14 Die Steigung dieses Gradienten lässt sich u.a. über die Fläche und über die Dynamik des Gasaustauschs an den Grenzflächen (Umgebungsluft/Dampf) beeinflussen (wir kennen das vom Wäsche trocknen: mit Wind/ohne Wind).

Hat die Größe des Kopfraums ebenfalls einen relevanten Einfluss?
Z.B. ein 57l Topf und Damkpfkondensator ist beim Kochen einmal mit 20L gefüllt und einmal mit 30L.
Hat das einen Einfluss auf die Verdunstungsrate beim kochen?

hattorihanspeter hat geschrieben: ↑Sonntag 29. Januar 2023, 12:08

olibaer hat geschrieben: ↑Samstag 17. Dezember 2022, 12:14 Die Steigung dieses Gradienten lässt sich u.a. über die Fläche und über die Dynamik des Gasaustauschs an den Grenzflächen (Umgebungsluft/Dampf) beeinflussen (wir kennen das vom Wäsche trocknen: mit Wind/ohne Wind).

Hat die Größe des Kopfraums ebenfalls einen relevanten Einfluss?
Z.B. ein 57l Topf und Damkpfkondensator ist beim Kochen einmal mit 20L gefüllt und einmal mit 30L.
Hat das einen Einfluss auf die Verdunstungsrate beim kochen?

Ja, hat es, kann ich Dir aus eigener Erfahrung sagen. Mehr Volumen bedeutet geringere Verdampfung. Liegt u.a. am Verhältnis Oberfläche zu Volumen, Temperaturgefälle entlang der Höhe und konstanter Energiezufuhr bei zunehmendem Volumen.

Im GF40 bedeutet das: einfacher Sud mit 21l sind ca. 4,0l pro Stunde, bei Doppelsud mit 40l ca. 2,5l pro Stunde.

Gruß
Tom

Spannend, danke!