Design av nytt bryggverk

Saker som är bra, var man köper eller hur man bygger

Moderatorer: martinb, Staffan Ulfberg, Webbgrupp

Design av nytt bryggverk

Inläggav Morgan » tisdag 2018-07-31 09:23

Jag tycker att teknik och hårdvara är lika kul som själva bryggningen och funderar ofta på förbättringar och nya bryggverk. Det bryggverk som jag beskriver här nedan har jag inte för avsikt att bygga, i alla fall nu, men jag vill gärna att det blir en diskussion kring designen.

Först en skiss...
Bryggverket.jpg


Storleken
En diameter om 60 cm samt en höjd överkant-kon om 60 cm så blir volymen knappt 170 liter. Räknar man med konen så blir det drygt 10 liter till. Tanken är att kapaciteten ska vara stor men ändå inte så stor att det blir svårt för en person att hantera bryggverket. Då bryggverket bygger på höjden är det yteffektivt men kräver också förankring i golv, vägg eller tak för att inte riskera att välta när maltkorgen är upphissad och svängs ut över grytans kant.

Varför en konisk botten?
Lite maltdamm tenderar att lägga sig på en platt botten vilket är tråkigt om man ska koka i samma kärl. Med en konisk botten och uttag i lägsta punkten så följer allt med tillbaka upp till toppen av maltbädden och blir kvar där. En del av vörtflödet från pumpen leds till "whirlpool-munstyckena" i dödutrymmet under maltkorgen. På så sätt säkras att inget lägger sig till ro på botten. Efter koket används samma munstycken för whirlpool och druvkonen dumpas via bottenuttaget innan den klara vörten tappas av.

Maltkorgen
Täta sidor och en falskbotten. Maltkorgen lämnar inte mer än någon cm mellanrum på var sida till insidan av grytan. På så sätt maximeras mängden malt som går att få i bryggverket så att det går att brygga större batcher än bryggverkets volym med hjälp av spädning i jäskärl (high gravity brewing). I maltkorgen finns ett överflödesrör med teleskopfunktion. Teleskopfunktionen samt det minimala dödutrymmet bidrar till att relativt små satser, såväl som stora, går att brygga i samma verk.

Värmeelement
Bryggverket bör ha så hög effekt som möjligt men ändå gå att koppla in i de flesta lokaler. Den bästa kompromissen tror jag är 3-fas 16 Ampere. För att kunna reglera effekten på ett enkelt sätt tänker jag mig att elementen körs på 240 volt (Y-koppling). Här finns det lite olika vägar att gå: Y/D-växling med kontaktor medger bara två effektlägen men är ganska enkelt. Om man kör helt på 240 volt kan man t.ex. reglera effekten med hjälp av en kontaktor som seriekopplar två element, alternativt kopplar förbi det ena. Men då krävs ett fjärde element. I ett 240-voltsutförande går det dock att alltid bestämma hur många element som ska vara aktiva. Det som kommer att avgöra detta är antagligen vilken sorts automatisk styrning som kommer att användas. En av de viktigaste egenskaperna för värmeelementen kommer dock vara att de är lösa doppvärmare som får plats mellan maltkorg och gryta. Poängen med detta är att de är lätta att plocka upp och rengöra och dessutom inte kräver håltagning i grytan. Jag tänker mig doppvärmare som liknar Humlegårdens, de på 3,2 kW, de måste dock specialtillverkas för bryggverket. 3 st tänker jag mig, en för varje fas.

Pump, rör och ventiler
Pumpen behöver tåla kokande vätska så mycket mer är inte att säga. Samtliga rör dras upp på utsidan av grytan till en "korsning" med ventiler. Detta för att man lätt ska komma åt att reglera utan att behöva ner på knäna. Vört från uttaget i botten kommer alltså upp via pumpen och fördelas sen till: recirkulation, whirlpool och kylning. Under mäskningen går det mesta av flödet till recirkulation och lite till whirlpool. Efter koket plockas doppvärmarna ur och sen körs enbart whirlpool tills en fin druvkon bildats. Druven kan sen dumpas via röret för kylning innan plattvärmeväxlaren kopplats på. Sen blir ju kylning sista steget.
När jag tänker på detta ser jag en risk i att druvkonen kanske är svår att dumpa helt utan att mycket vört går förlorad. Det kan alltså vara värt att ha ytterligare ett uttag, då i sidan på konen med ett vridbart rör så man kan börja med att plocka vört högre upp i konen och sen plocka det sista närmast druvkonen mot slutet när vörtnivån kommit ner så långt att man kan se druvkonen.

Styrning
Jag är själv ett fan av STC-1000 Brew och den skulle funka väldigt bra med det här bryggverket efter att man kompletterar med kontaktorer för matning till elementen, dimmer till pumpen, strömställare för manuell styrning av pump och värmeelement. Det skulle naturligtvis gå att använda en annan styrning med ett mer lättanvänt gränssnitt och som t.ex. skulle kunna hålla koll på recept och liknande.

Sammanfattning
Bryggverket ovan är en mix av Braumeister, Grainfather och egna erfarenheter. Jag tar gärna emot synpunkter, teorier, förbättringar för att designen ska bli helt ultimat.
Medlem i Ekens Bryggerisällskap och bryggkursledare i SHBF
Läs gärna min blogg: bruggarn.blogspot.se
Användarvisningsbild
Morgan
RIMS-byggare
RIMS-byggare
 
Inlägg: 487
Blev medlem: torsdag 2013-05-09 16:37
Ort: Skarpnäck, Stockholm

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav Snow » onsdag 2018-08-01 00:22

Låter som ett bryggverk helt enligt mina egna tankar runt det ultimata bryggverket.

Tankar som jag tar med mig från eget bygge är att nödvändigheten att kunna styra
värmeelementen steglöst eller i många steg är onödig, man värmer vatten med högsta möjliga, kokar upp vörten med högsta möjliga, mäskar med
en del av effekten, kokar kontinuerligt med en annan (i mitt fall värmer jag och kokar upp med 400V D-kopplat, fortsätter kok med Y-kopplat.)

Tankar till förbättring/ändring tycker jag är:
Gör en trefas doppvärmare med hög effekt, typ 9kw, denna används vid uppvärmning och kok. Y/D-koppla denna.

För mäskning, gör en termostatstyrd genomströmmingsvärmare. En fördel är om man kan magnetventilstyra flödet, så att
varm vört pumpas ner i malten när det är en rast med temperaturhöjning, detta för att få mer precis och snabbare ändring av temperatur i maltbädden.
Snow
RIMS-byggare
RIMS-byggare
 
Inlägg: 590
Blev medlem: söndag 2016-02-21 20:25
Ort: Tyresö

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav assistredo » onsdag 2018-08-01 14:41

Jag har nu byggt ett allt-i-ett-bryggverk med maltpipa genom att bygga om 50-liters kokkärlet i min tidigare HERMS-uppsättning. Det har en 3300 W enfas element. Maltpipan är ett slaktat rostfritt honungskärl. Då jag bor i lägenhet finns bara 16A i tre-fasuttaget till spisen. Jag har därför byggt en fördelare som ligger bakom spisen med div. perilexkontakter mm så att jag inte behöver koppla bort spisen när jag brygger. Jag har hittills bara tagit ut en fas men har nu funderingar på att uttnyttja alla och även 400V-möjligheten. Detta gäller dock bara i detta skede ett nytt hetvattenkärl.

Jag hade inte nu tänkt använda omkoppling till 400V vid värmning/kokning av mäsk/vört då den då tredubblade effekten även ökar yteffekten tre gånger vilket ökar risken för vidbränning.

Jag gissar att du tänker använda en flerpolig kontaktor med både NC och NO-utgång för att åstadkomma kopplingen för växling mellan 230 och 400 V (Y till D-koppling). Det har jag tänkt (alternativt reläer).

Vid dimensioneringen av 230/400V-elementet får jag inte heller glömma att omkopplingen till D även ökar strömstyrkan med en faktor kvadratroten ur 3.

Som pump har jag en kina-solar-pump på 12-24 V i plast. Den har funkat tillfredsställande men jag har tänkt uppgradera till en 24 V Tops-Flo pump. Den har rostfritt pumphus, är betydligt tystare än March/Chuggerpumparna och säljs hos flera hembryggarbutiker. Sen finns ju för den som önskar och har råd Blichmanns Rolls-Royce-pump.

https://store.brewpi.com/mashing/brewin ... ewing-pump
https://shop.humle.se/utrustning/bryggn ... ptide-pump

Jag använder min tidigare kontrollbox för HERMS- anläggningen med PID och effektregulator från Auber. PID-en har pensionerats för att enbart sköta hetvattnet. Effektregulatorn klarar både stegmäskning med tids-/temperaturreglering och avancerad automatiserad effektkontroll för kokning.

https://www.auberins.com/index.php?main ... cts_id=670
https://www.auberins.com/index.php?main ... cts_id=239

Det var svårt först att hitta passande rostfria rör med små dimensioner. Där fick jag gå utanför boxen och hittade perfekta (och billiga!) på IKEA, loppis och gardintillbehörsbutik. IKEA hade (tyvärr nu förut men kunde kompletteras på loppis) handduks-, kökstillbehörshängare mm i serien GRUNDTAL. Efter slaktning erhölls 16 mm fina polerade rör. Hos gardinbutiken fanns rostfria teleskop- gardinstänger. Perfekt till det justerbara överflödesröret i maltpipan. Räcker till åtskilliga bryggverk (3,4 m utdraget)!
Björn Petersson
Användarvisningsbild
assistredo
Maltrostare
Maltrostare
 
Inlägg: 1483
Blev medlem: torsdag 2007-01-04 21:50
Ort: Linköping

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav Morgan » onsdag 2018-08-01 15:58

Snow skrev:Tankar som jag tar med mig från eget bygge är att nödvändigheten att kunna styra
värmeelementen steglöst eller i många steg är onödig, man värmer vatten med högsta möjliga, kokar upp vörten med högsta möjliga, mäskar med
en del av effekten, kokar kontinuerligt med en annan (i mitt fall värmer jag och kokar upp med 400V D-kopplat, fortsätter kok med Y-kopplat.)


Jag håller med. Det är bara vid varmhållning under mäskning samt under koket som jag inte behöver full effekt.

Snow skrev:Tankar till förbättring/ändring tycker jag är:
Gör en trefas doppvärmare med hög effekt, typ 9kw, denna används vid uppvärmning och kok. Y/D-koppla denna.


Det är ju en enkel lösning som funkar för koket.

Snow skrev:För mäskning, gör en termostatstyrd genomströmmingsvärmare. En fördel är om man kan magnetventilstyra flödet, så att
varm vört pumpas ner i malten när det är en rast med temperaturhöjning, detta för att få mer precis och snabbare ändring av temperatur i maltbädden.


Kolla bilderna nedan! :-) Jag har redan tidigare varit inne på detta men har inte använt genomströmningsvärmaren än. Röret är 40mm och omslutss av en värmeslinga. Värmaren är en reservdel till en diskmaskin, inhandlad på Ebay. Den har exponerade anslutningar för fas, nolla och jord så därför köpte jag en burk på IKEA att kapsla in den i. Jag har också silikonpluggar som passar i 40mm-röret. I silikonpluggarna stoppar jag in John Guest stam-slangnippel så kan jag sen få ner dimensionen till lämplig silikonslang. Nåt som en sån genomströmningsvärmare krävs nog för varmhållningen under mäskningen, Y-kopplingen blir nog för hög effekt och riskerar därmed temperatursvängningar. Vad du menar med att styra flödet med magnetventiler vet jag inte riktigt.
3.jpg

1.jpg

2.jpg


assistredo skrev:Jag har nu byggt ett allt-i-ett-bryggverk med maltpipa genom att bygga om 50-liters kokkärlet i min tidigare HERMS-uppsättning. Det har en 3300 W enfas element. Maltpipan är ett slaktat rostfritt honungskärl. Då jag bor i lägenhet finns bara 16A i tre-fasuttaget till spisen. Jag har därför byggt en fördelare som ligger bakom spisen med div. perilexkontakter mm så att jag inte behöver koppla bort spisen när jag brygger. Jag har hittills bara tagit ut en fas men har nu funderingar på att uttnyttja alla och även 400V-möjligheten. Detta gäller dock bara i detta skede ett nytt hetvattenkärl.

Jag hade inte nu tänkt använda omkoppling till 400V vid värmning/kokning av mäsk/vört då den då tredubblade effekten även ökar yteffekten tre gånger vilket ökar risken för vidbränning.

Jag gissar att du tänker använda en flerpolig kontaktor med både NC och NO-utgång för att åstadkomma kopplingen för växling mellan 230 och 400 V (Y till D-koppling). Det har jag tänkt (alternativt reläer).

Vid dimensioneringen av 230/400V-elementet får jag inte heller glömma att omkopplingen till D även ökar strömstyrkan med en faktor kvadratroten ur 3.


Y/D är ju smidigt då det bara är två lägen och därför lätt går att automatisera. Däremot kan/bör man väl inte koppla till/från olika element om de är D-kopplade? Då blir det ju snedbelastning, men gör det något? Det borde det ju bli även vid Y-koppling... Det där med snedbelastning kanske bara har med motorer att göra då det förskjuter frekvensen va?
Hur menar du att effekten tredubblas vid Delta jämfört med Y? Så stor är ju inte effektskillnaden.
Jag är inte så haj på detta med kontaktorer och deras benämningar men förstår att jag måste använda kontaktor som bryter innan den sluter för att undvika kortslutning. Är det det du menar kanske?

assistredo skrev:Som pump har jag en kina-solar-pump på 12-24 V i plast. Den har funkat tillfredsställande men jag har tänkt uppgradera till en 24 V Tops-Flo pump. Den har rostfritt pumphus, är betydligt tystare än March/Chuggerpumparna och säljs hos flera hembryggarbutiker. Sen finns ju för den som önskar och har råd Blichmanns Rolls-Royce-pump.

https://store.brewpi.com/mashing/brewin ... ewing-pump
https://shop.humle.se/utrustning/bryggn ... ptide-pump

Jag använder min tidigare kontrollbox för HERMS- anläggningen med PID och effektregulator från Auber. PID-en har pensionerats för att enbart sköta hetvattnet. Effektregulatorn klarar både stegmäskning med tids-/temperaturreglering och avancerad automatiserad effektkontroll för kokning.

https://www.auberins.com/index.php?main ... cts_id=670
https://www.auberins.com/index.php?main ... cts_id=239

Det var svårt först att hitta passande rostfria rör med små dimensioner. Där fick jag gå utanför boxen och hittade perfekta (och billiga!) på IKEA, loppis och gardintillbehörsbutik. IKEA hade (tyvärr nu förut men kunde kompletteras på loppis) handduks-, kökstillbehörshängare mm i serien GRUNDTAL. Efter slaktning erhölls 16 mm fina polerade rör. Hos gardinbutiken fanns rostfria teleskop- gardinstänger. Perfekt till det justerbara överflödesröret i maltpipan. Räcker till åtskilliga bryggverk (3,4 m utdraget)!


Jag har en liknande 24-volts plastpump från Kina, funkar utmärkt! Det hade ju dock varit skönt med en pump som tål 100 grader så man inte klantar sig och sabbar pumpen mitt i en bryggning. Dessutom krävs det ju förresten om man vill köra whirlpool direkt från kokslutet.

Idén att använda gardinstång för överflödesrör med teleskopfunktion är ju briljant! Det hade ju varit schysst med ett tredelat teleskoprör så man kan brygga med mindre än halvfull maltkorg, för gardinstången har väl bara en skarv vilket då betyder att du kan ha som minst halvfull maltkorg?
Medlem i Ekens Bryggerisällskap och bryggkursledare i SHBF
Läs gärna min blogg: bruggarn.blogspot.se
Användarvisningsbild
Morgan
RIMS-byggare
RIMS-byggare
 
Inlägg: 487
Blev medlem: torsdag 2013-05-09 16:37
Ort: Skarpnäck, Stockholm

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav assistredo » fredag 2018-08-03 10:37

Däremot kan/bör man väl inte koppla till/från olika element om de är D-kopplade?

Hur menar du att effekten tredubblas vid Delta jämfört med Y?

men förstår att jag måste använda kontaktor som bryter innan den sluter för att undvika kortslutning. Är det det du menar kanske?


Jag utgår ifrån ett trefaselement med tre "slingor" (tre element i ett). Idén är att med med hjälp av tre växlande kontakter (som kan sitta i en flerpolig kontaktor eller tre reläer etc.) växla mellan y- eller d-koppling. Alla elementdelarna ska alltså kopplas om samtidigt. Denna kontaktor eller reläernas enda funktion är att kunna växla mellan y- eller d-koppling. Den automatiska temperatur-/effektstyrningen sker via ett trefas halvledarrelä (SSR) som sitter innan.

Att effekten tredubblas vid d-koppling förklaras i Ohms lag och effektlagen.

Ohms lag: Resistansen (Ohm) i elementet multiplicerat med strömstyrkan (Ampère) ger spänningen (Volt).
Effektlagen: Spänningen (Volt) multiplicerat med strömstyrkan (Ampère) ger effekten (Watt)

Resistansen är densamma vid y- resp. d-koppling. Vid y-koppling är spänningen över respektive elementdel 230 V. Vid d-koppling är den 400V.

Låt oss säga att resistansen är 25 Ohm. Strömstyrkan vid 230 V blir då 9,2 A. Effekten blir 2 116 W.

Strömstyrkan vid 400 V blir 16 A. Effekten blir 6 400 W.
Björn Petersson
Användarvisningsbild
assistredo
Maltrostare
Maltrostare
 
Inlägg: 1483
Blev medlem: torsdag 2007-01-04 21:50
Ort: Linköping

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav Morgan » lördag 2018-08-04 11:46

assistredo skrev:Jag utgår ifrån ett trefaselement med tre "slingor" (tre element i ett). Idén är att med med hjälp av tre växlande kontakter (som kan sitta i en flerpolig kontaktor eller tre reläer etc.) växla mellan y- eller d-koppling. Alla elementdelarna ska alltså kopplas om samtidigt. Denna kontaktor eller reläernas enda funktion är att kunna växla mellan y- eller d-koppling. Den automatiska temperatur-/effektstyrningen sker via ett trefas halvledarrelä (SSR) som sitter innan.

Att effekten tredubblas vid d-koppling förklaras i Ohms lag och effektlagen.

Ohms lag: Resistansen (Ohm) i elementet multiplicerat med strömstyrkan (Ampère) ger spänningen (Volt).
Effektlagen: Spänningen (Volt) multiplicerat med strömstyrkan (Ampère) ger effekten (Watt)

Resistansen är densamma vid y- resp. d-koppling. Vid y-koppling är spänningen över respektive elementdel 230 V. Vid d-koppling är den 400V.

Låt oss säga att resistansen är 25 Ohm. Strömstyrkan vid 230 V blir då 9,2 A. Effekten blir 2 116 W.

Strömstyrkan vid 400 V blir 16 A. Effekten blir 6 400 W.


Ok, jag hänger med helt och hållet. Av någon anledning trodde jag att det inte gick att göra det så enkelt för sig när man räknar på just trefas. Det du skriver betyder då att maximal effekt man kan ta ut av 3*16A i Deltakoppling är 3*6400 W, dvs 19,2 kW? Det är ju ganska mycket.

Jag googlade lite och hittade flera som påstår att formeln för maximal effekt av 3*16A ser ut så här: Spänning * Ström * Roten ur 3 = 400 * 16 * 1,73 = 11 kW
https://www.maskinisten.net/viewtopic.php?t=17872
Medlem i Ekens Bryggerisällskap och bryggkursledare i SHBF
Läs gärna min blogg: bruggarn.blogspot.se
Användarvisningsbild
Morgan
RIMS-byggare
RIMS-byggare
 
Inlägg: 487
Blev medlem: torsdag 2013-05-09 16:37
Ort: Skarpnäck, Stockholm

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav Morgan » söndag 2018-08-05 10:20

Jag bifogar några bättre illustrationer

Från sidan.jpg

Bryggverket är väldigt kompakt för den mängd malt som får plats i maltkorgen. Principen för att lyfta ur maltkorgen är densamma som för större Braumeister-bryggverk. Självklart måste bryggverket förankras i golv, vägg eller tak för att inte välta när man svänger ut maltkorgen över grytans kant. Kanske kan man ha en fläktkåpa som kan svängas in över grytan via samma arm som används för maltkorgen. Det måste då göras efter att maltkorgen kopplats loss under pågående uppkok.

Eftersom bryggverket är så kompakt så behövs ett rejält lakvattenskärl så att man kan laka ut en volym som är större än hela bryggverkets. Spädning kan också göras i jäskärlen. Sammantaget är det ett bryggverk som ska kunna brygga stora volymer för den lilla yta verket kräver.

Uppifrån.jpg

Doppvärmarna är alltså lösa och hänger på grytans kant och får plats mellan grytan och maltkorgen. På så sätt är de lätta att plocka ur efter koket så att de inte hindrar en whirlpool. Dessutom blir det lätt att rengöra doppvärmarna eftersom de är lösa.

Fördelaren, ställningen för lyft av maltkorg samt styrenhet sitter alla monterade samlat på sidan av grytan i en lämplig höjd. Maltkorgen lyfts med hjälp av en handvev.

Fördelare.jpg

Under mäskning är ventilen till kylaren stängd, ventilen till whirlpool fullt öppen och ventilen för recirkulationen lite öppen så att lagom recirkulationsflöde uppnås. Det mesta av flödet skapar alltså en rörelse under maltkorgen som ser till att alla partiklar så småningom följer med i recirkulationen och fastnar i maltbädden.
Medlem i Ekens Bryggerisällskap och bryggkursledare i SHBF
Läs gärna min blogg: bruggarn.blogspot.se
Användarvisningsbild
Morgan
RIMS-byggare
RIMS-byggare
 
Inlägg: 487
Blev medlem: torsdag 2013-05-09 16:37
Ort: Skarpnäck, Stockholm

Re: Design av nytt bryggverk

Inläggav assistredo » måndag 2018-08-06 15:09

Morgan skrev:
Ok, jag hänger med helt och hållet. Av någon anledning trodde jag att det inte gick att göra det så enkelt för sig när man räknar på just trefas. Det du skriver betyder då att maximal effekt man kan ta ut av 3*16A i Deltakoppling är 3*6400 W, dvs 19,2 kW? Det är ju ganska mycket.

Jag googlade lite och hittade flera som påstår att formeln för maximal effekt av 3*16A ser ut så här: Spänning * Ström * Roten ur 3 = 400 * 16 * 1,73 = 11 kW
https://www.maskinisten.net/viewtopic.php?t=17872

Det jag mer grundläggande ville beskriva var varför d-koppling ger tre gånger så hög effekt som y-koppling. Men hur den verkliga effekten på ett inkopplat trefas-element blir kan kanske beräknas på ett lite annorlunda sätt - dock ger d-kopplingen tre gånger högre effekt.

https://www.relek.se/page/elpatronelement-kopplingar
(lite knepigt dock här att begripa hur dom kommer fram till slutsatsen ifråga)
Björn Petersson
Användarvisningsbild
assistredo
Maltrostare
Maltrostare
 
Inlägg: 1483
Blev medlem: torsdag 2007-01-04 21:50
Ort: Linköping


Återgå till Utrustning, byggtips och mekande

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 33 gäster