Von Neuling: SPS Automatisierte Brauanlage

[Mavo]

Guten Tag zusammen,

ich bin neu hier im Forum, da ich mich dazu entschlossen habe mit dem Bier brauen zu starten. Natürlich bin ich kein Profi, kenne aber (glaube ich) die wichtigsten Abläufe im Prozess.

Da ich aus dem Bereich Automatisierungstechnik komme und Besitzer einer SPS bin, musste ich nicht lange überlegen was mein nächstes Projekt wird.

Folgenden Plan habe ich mir ausgedacht:

- Zum Maischen einen 40l Einkochtopf von Royal Catering (1.Erfahrungen?), Deckel Eigenbau (Edelstahl) mit Scheibenwischermotor als Rührwerkantrieb. Ein großes an den Deckel angeschweißtes Edelstahlrohr mit unten angebrachter Klappe+Magnetschieber für das Einlassen des Malz (Bei erreichen meiner 55°C). Thermometer ist natürlich ebenfalls an die Steuerung angebunden, um Rastzeiten einzuhalten.

-Da das ganze ganz von alleine stattfinden soll, kann ich den Treber natürlich nicht abschöpfen, deshalb läuft die Würze beim Abmaischen mittels Magnetventil in einen zweiten 40 l Einkochtopf mit Temperatursensor. Sobald die ganze Würze (Ohne Treber) darin ist, wird dieser eingeschaltet und auf 100°C erhitzt. Im Eigenbau-Deckel befinden sich 4 eingeschweißte Edelstahl-Rohre für max. 4 verschiedene Hopfensorten (2. mehr/weniger?) mit öffnenden Magnetschiebern, diese werden zu den entsprechenden Zeiten geöffnet. Nach dem Hopfenkochen würde ich die Würze dann direkt durch einen Hopfenfilter (Monofilament) in meinen Gärbehälter mit Kühlspirale laufen lassen, wo dann nach abkühlen die Hefe zugeführt wird (3. Bei wieviel °C kommt die Hefe rein?).

Soweit zur Theorie!
Das ganze wird in den nächsten Wochen/Monaten aufgebaut, und dann das Programm geschrieben.
Evtl. finde ich noch eine Lösung um den Treber mittels elektrisch hochziehenden Sieb aus der Würze zu heben um das Hopfenkochen ebenfalls im 1. Kocher durchzuführen (Würde mich einen Einkochtopf ersparen €)

Hat sonst jemand Erfahrung mit der Automatisierung mittels SPS?
Die 3 Fragen oben wären mir noch wichtig
Tipps nehme ich sehr gerne an! Kann mit meinen 22 Jahren schließlich noch viel lernen

Liebe Grüße
Marvin

[Hpm]

Hi

ich bin neu hier im Forum, da ich mich dazu entschlossen habe mit dem Bier brauen zu starten. Natürlich bin ich kein Profi, kenne aber (glaube ich) die wichtigsten Abläufe im Prozess.

Ein ambitionierter Plan, der, so glaube ich, so nicht ganz gelingen kann.

Ich braue nun seit 1/1/2 Jahren mit dem Royal Catering (30l) und bin damit zufrieden, er hat aber auch seine Tücken. Die Abläufe des Hobbybrauens sind mir geläufig, aber ich bin kein Profi.

-Da das ganze ganz von alleine stattfinden soll, kann ich den Treber natürlich nicht abschöpfen

Wenn ich es richtig verstanden habe willst Du ein „Voll-Vollautomatisches“ Brausystem erfinden, welches über die anderen Brausysteme hinausgeht. Die anderen regeln die Rasten und sagen wann es weiter geht etc. und Steuern die Pumpen und so. Du willst aber auf den Knopf drücken und gehen. Wenn du wieder kommst, soll das Bier quasi fertig sein. Das wird nicht klappen. Du schreibst Du kennst die Abläufe. Nur eine paar kritische Gedanken dazu.

Zuerst einmal ist eine SPS auch nur eine Steuerung die halt anders zu Programmieren ist wie eine Arduino, eine Rasperry oder per PC mit C#, C++, VB oder sonst etwas. Das macht das Automatisierungsproblem nicht kleiner oder einfacher sondern nur anders.

Einmaischen bei 55 °C? Das gilt für eine paar Bierrezepte, aber nicht für alle. Daraus folgt schon, Du benötigst zwingend eine Rezepturverwaltung also eine visuelle Eingabe und die Verwaltung verschiedener Parameter. Klar bekommt man das für fast jede SPS mit Excel hin oder mit 100 anderen Sachen.

Nachguss willst Du nicht geben? Kein Ton davon in deinem Konzept. Die Nachgussmenge und das Läutern hangt von der Schüttung ab, diese bestimmt deine Sudhausausbeute, diese kannst Du aber nicht online messen zumindest nicht so einfach und deine Anlage darauf abstimmen. Oder Du kennst deine Sudhausausbeute so gut, das du dieses Vorhersagen kannst – hat bei mir noch nie geklappt. Geläutert wird bis Pfanne voll (bei mir). Du müsstest auch den Fülllstand in der Läuterpfanne messen um zu erkenne wenn das Läutern beendet ist und/oder die Pfanne voll ist.

Weiterhin fragst Du bei welcher Temperatur die Hefe zu zugeben ist? Na halt so zwischen 7°C und 28°C, je nach dem was für ein Bier Du brauen willst. Spätestens jetzt stellt sich die Frage nach der Kühlung. Es stellt sich aber auch die Frage wie du vollautomatisch den Kühler aus dem Kessel bekommst und den Kessel luftdicht schließt, damit die Gärung starten kann, soll das nicht automatisiert gehen, brauchst Du auch die Hefe nicht automatisiert einbringen. (günstige Industrieroboter gibt es auch in der Bucht, suche mal nach Fanuc)

Und zu Frage 2: 4 reichen aus, selbst wenn du mit 8 verscheiden Hopfensorten braust, wirst du meist mit 4 Hopfengaben (Zeitpunkten) auskommen. Du musst halt vormischen oder der Roboter macht das automatisiert.

Ich denke Du solltest dein Konzept dringen noch einmal überlegen und kleiner anfangen. Wenn du die Rasten optimiert fahren kannst und nix anbrennt, dann gehe an den nächsten Schritt.

Gruss Klaus

[Mavo]

Hallo Klaus,

danke erstmal für deine Kritik,
dass das ganze auf Erfahrungen basiert ist mir klar. Mein Rezept ist bereits erstellt und ich werde Anfangs natürlich mit dabei sein um Notizen zu machen, die ich mit der Zeit der Anlage anpassen werde. Vermutlich wird es enorm viele Brautage brauchen, bis ich mich auf das automatisierte Brauen verlassen kann. Mit der S7 sehe ich da persönlich überhaupt kein Problem, zumal die um einiges umfangreicher ist als die Microcontroller und im Industrieeinsatz (Auch in Brauanlagen) als Standard zum Einsatz kommt.
Zum Thema Nachguss, ich hab schon ein paar Beitrage gelesen, dass einige auf den Nachguss verzichten. Ob das wirklich sinnvoll ist, wird sich dann feststellen. Anderenfalls würde eben eine Pumpe zum Einsatz kommen die für den Nachguss sorgt (Menge basierend auf die vorherigen Erfahrungen).
Die Zeitversetzte Hopfeneingabe wird mittels 4 Hubzylinder gelöst.
Nach dem runterkühlen übernehme ich natürlich das rausheben des Kühlers, und verschließen des Behälters. Ganz ohne menschliche Hand geht es dann doch nicht (Mal abgesehen von den Industrieanlagen).

Ich kann mir gut vorstellen, dass das Projekt einige als unmöglich sehen, aber wie gesagt das ganze beruht au Erfahrungen und muss im Laufe der Zeit immer weder neu angepasst werden. Solange bis ich mich darauf verlassen kann, dass etwas genießbares als Endprodukt rauskommt.


Gruß

[hopfenschluerfer]

Im Eigenbau-Deckel befinden sich 4 eingeschweißte Edelstahl-Rohre für max. 4 verschiedene Hopfensorten (2. mehr/weniger?) mit öffnenden Magnetschiebern, diese werden zu den entsprechenden Zeiten geöffnet.?[/color]).

Moin Marvin,

zum Hopfenkochen hätte ich auch noch eine Anmerkung.

Bei mir haben in der Vergangenheit 4 Hopfengaben (können bei einem single hop Bier auch aus einer Sorte Hopfen bestehen) ausgereicht, hängt aber auch immer vom Rezept ab. Ich habe auch schon Rezepte mit 6 und mehr Hopfengaben gesehen. Wenn du dein System also von vornherein größer dimensionierst oder so auslegst, dass es später erweitert werden kann, wäre das bestimmt von Vorteil. Haben ist ja bekanntlich besser als brauchen.
Auf die Umsetzung bin ich auf jeden Fall gespannt, da ich selbst auch schon einige Gedanken daran verschwendet habe.

Bei deinem Eigenbaudeckel solltest du drauf achten, dass der Wasserdampf gut abziehen kann und am Deckel nichts kondensiert. Du willst beim Kochen ja Wasser verdampfen um auf deinen Stammwürzegehalt zu kommen und zum anderen das in der Würze enthaltene Dimethylsulfid austreiben. Da gibt's hier im Forum ja sogar Leute, die extra deswegen einen Kondensatabscheider an Ihre Anlage bauen, damit bloß nix zurück in die Pfanne tropft.

[motocamp]

Hallo,

habe eine automatische Steuerung mit einer Siemens Logo! (Modell 0BA6) gebaut. Ist das interessant für Dich?

Gruß,

René.

[Sura]

Ich empfehle dir erstmal von Hand zu brauen und das Projekt auf nächsten Winter zu verschieben. Dir fehlen ganz offensichtlich Kenntnisse aus Erfahrungen.

[Neubrauer]

Wenn ich es richtig verstanden habe willst Du ein „Voll-Vollautomatisches“ Brausystem erfinden, welches über die anderen Brausysteme hinausgeht. Die anderen regeln die Rasten und sagen wann es weiter geht etc. und Steuern die Pumpen und so. Du willst aber auf den Knopf drücken und gehen. Wenn du wieder kommst, soll das Bier quasi fertig sein.

Eigentlich muss Mavo nicht ein "Voll-Vollautomatisches" Brausystem erfinden. Einige sind ja schon am Markt – siehe z.B. https://brewfuse.com/best-automated-bre ... -for-2017/

[Mavo]

Also, die Anlage steht, funktioniert alles. Eine Herausforderung war es, die Servos zum öffnen der Schieber (Hopfengabe) anzusteuern. Aber soweit so gut, funktioniert. Das ganze aktiviert durch einen Impuls der S7. Heute wurde das erste mal gebraut!
Im Anhang das Protokoll. Mein S7 Programm läuft ohne Probleme, Das ganze wurde ohne Nachguss durchgeführt (Deshalb hohe 17% Brix?), dadurch nsgesamt 10l Flüssigkeit verloren. Beim Kochen ca. 2l verkocht, scheint normal. Nächstes mal mit Nachguss.
Tipps zum Ablauf nehme ich gerne an :)

[Mavo]

Ganz vergessen:

Dieses Rezept: https://www.maischemalzundmehr.de/index ... Kellerbier

Wasser Restalkalität 0,6° dH (Edeka Quellwasser)

Gärröhrchen blubbert momentan alle 20-30s. Hefe scheinbar korrekt dehydriert und gepitched

[Malzknecht]

Moin
also wenn du das verlinkte Rezept genommen hast und den Nachguss einfach weg gelassen hast, dann ist ja klar, dass dort 10l fehlen ;)
Hast du denn ein Läuterblech o.Ä im Maischekessel?
Und Kochen mit Deckel ist nicht gut. Da solltest du dir noch mal etwas anderes überlegen, so dass der Dampf abziehen kann.

MK

[Mavo]

Moin
also wenn du das verlinkte Rezept genommen hast und den Nachguss einfach weg gelassen hast, dann ist ja klar, dass dort 10l fehlen ;)
Hast du denn ein Läuterblech o.Ä im Maischekessel?
Und Kochen mit Deckel ist nicht gut. Da solltest du dir noch mal etwas anderes überlegen, so dass der Dampf abziehen kann.

MK

Hab ein Läuterblech im Kochkessel, das dann rausgehoben wird samt Treber. Ich koche ohne Deckel. Der Dampf zieht voll ab.

[Malzknecht]

OK, vielleicht kannst du das dann so bauen, dass du einfach von oben den Nachguss draufrieseln lässt. Dann sollte das schon passen nach einiger Zeit mit der Stammwürze. Musst halt überprüfen, ob du die gewünschte StW schon in der Pfanne hast. Diese muss niedriger sein, als die im Rezept, da durch das Kochen ja noch Flüssigkeit ausdampft und somit die StW wieder steigt.

OK, ich hatte es so verstanden, als würdest du einen Deckel drauflegen, der dann die 4 verschiedenen Hopfen automatisch hinein gibt.

[Mavo]

Das mit dem Nachguss habe ich soweit verstanden, aber wenn ich jetzt schon 17 % Brix habe, wird das bei dem abfüllen ja noch einen recht hohen Wert haben, dadurch höherer Alkoholwert?!

[Malzknecht]

In deinem aktuellen Fall wirst du mehr Alkohol haben, ja. Die Frage ist, ob das schon so viel ist, dass das Bier nicht mehr schmeckt.

Hier kannst du es berechnen lassen:
https://www.maischemalzundmehr.de/index ... 17&fgbrix=
Du hast also 16.5°P also 16,5% Stammwürze.

Die Mangrove Jack's Workhouse hat einen Vergärungsgrad von 78%
https://brauerei.mueggelland.de/hefe-de ... s/234.html

Ich schätze es werden um die 7 Vol% Alkohol. Berechnungen findest du hier https://brauerei.mueggelland.de/vergaerungsgrad.html

Beim nächsten Mal verdünnen, oder halt mit Nachguss arbeiten.

[Mavo]

Alles klar vielen Dank!
Habe die Nottingham verwendet.
Ich werde mal durchrechnen.

[Mavo]

Die Würze jetzt noch zu verdünnen wird nicht gehen, oder ? Da bereits die Gärung stattfindet

laut dem Rechner: http://www.brumas.com/wassergabe.html
könnte ich ja noch um die 5l Wasser dazugeben nach der Gärung, wenn sich der Wert nichtmehr ändert, sodass ich am ende auf 5,5% vol. komme.
Oder doch ein Tag nachdem die Gärung begonnen hat?

[Malzknecht]

Nachträglich verdünnen geht auch. Schau mal hier
https://hobbybrauer.de/forum/viewtopic.php?t=12436

[Mavo]

Die zweite Messung ergibt ca 9 Brix %.
Ich hoffe dass es noch ein gutes Stück runtergeht!

[Malzknecht]

Lasse es aber richtig ausgären. Mindestens 3 Tage ohne Änderung!

[Mavo]

Stand heute ca 7,8 Brix %, SEVG 80%, 6,7 vol.%
Schaum an der Oberflöche hat stark abgenommen.

Gärkessel