Ontwerp voor 60 liter ketel

[Knudde]

Hey medebrouwers,

Het is zo ver, ook ik wil opschalen en dat doe ik naar 60 liter. Voordat ik aan het ontwerpen geslagen ben heb ik voor mijzelf een aantal uitgangspunten neergezet:
- Het moet compact zijn
- Het moet lang mee gaan
- Het moet werken op stroom (240/400VAC max 20A over 3 fasen)
- Het moet voedselveilig zijn (geen certificeringswens of iets dergelijks maar als je het toch niet gaat maken, ach laten we het goed doen)
- Het moet makkelijk te onderhouden en reinigen zijn
- Het mag best een beetje gedimensioneerd zijn (rekening houdend met de achteruitgang van componenten)

Met deze punten in het achterhoofd heb ik het principe aangehouden van de weckketel met een pomp en een uitneembare binnenketel (heeft vast een mooie naam). De ketel verwarm ik elektrisch en werkt als volgt:
- Het wort word rond gepompt zowel in de maisch als de kookfase
- Het wort pomp ik van de bodem af en terug in de binnenketel welke voorzien in van een perforeerde plaat aan de onderkant
- Zodra het maischen klaar is takel ik met een lier de binneketel eruit en zet ik hem op standje koken
- Zodra het koken klaar is sluit ik de pomp aan op een platenwisselaar, tuinslang erop en rechtstreeks in het vat met het wort.

Tot zover simpel toch?

Nu de uitdagingen:
- Als ik elektrisch verwarm ga ik dat met alle waarschijnlijkheid doen met elementen zoals je die in je frituurpan kent echter met zo weinig contactoppervlakte en zo veel vloeistof denk ik dat ik alleen nog maar karamel bier kan brouwen. Een ingeving van mij was om 3 kleinere te gebruiken om de last te delen echter maakt het natuurlijk niet zo veel uit. Ik kan ernaast zitten en misschien zeggen jullie wel dat het prima kan zolang je met X liter per minuut pompt en niet meer dan X kilowatt aan energie over een oppervlakte van X jaagt, echter ik weet het even niet.

Een idee is om de pomp te laten pompen naar een cilinder en in de cilinder het wort door een buis te pompen welke ik in een spiraal buig. Een beetje het tegenstroom effect maar dan verwarmen. In de cilinder zet ik dan een sterk element van 9KW bijvoorbeeld en die hang ik in een olie (n.t.b.). Middels een PT1000 temp sensor in de olie en 1 in het vat kan ik dan heel eenvoudig ingrijpen. De vraag is ook hier weer of het theoretisch te benaderen valt welke afmetingen alles moet hebben.

Ik wil beslist geen 3 vaten vanwege het uitgangspunt "compact".

Een ander idee is om het wort naar zo een zelfde cilinder te pompen met het element erin waardoor er een hoge flow ontstaat langs het element en hij maximaal warmte afgeeft (en hopelijk zo niet aanbakt).

Nog een uitdaging, pomp:
- Ik heb denk ik wel 100 posts gelezen vol zin en onzin over pompen maar niemand beantwoord de vraag: is er een pomp die kokend water kan verpompen, voedselveilig is (of zeer goed schoon te maken is), regelbaar is (dus een pomp zonder poespas, gewoon 3 fasen waar ik een FO voor kan zetten) en die te betalen is voor de brouwer.

En dan:
Koperen buis wordt lelijk. Als het aan de buitenkant als zo lelijk wordt en afgeeft, dan wil ik dat niet in mijn bier. Daarnaast is het verwerken van buis ook met ofwel knelkoppelingen, ofwel solderen wat maakt dat het niet heel flexibel is en onderhoudbaar is. Ik zat zelf te denken aan hydrauliek/pneumatiek koppelen zoals op je compressor of je oliepomp. Klik je zo los en vast, zijn lekdicht en degelijk. Dan weer de vraag: bestaat er slang welke voedselveilig is, tegen 100 graden kan en het fijn vindt om constant in beweging te zijn.

Voor de besturing heb ik een Siemens PLC liggen en een HMI (touchscreen) waar ik een tekening van de installatie op maak en hem daarmee interactief maak. De pomp stuur ik aan via de PLC met een FO, de PLC meet temperatuur met PT1000 sensoren, stuurt de pomp aan en het verwarmingselement middels; ofwel een magneetschakelaar (aan uit) ofwel een regelaar die het traploos maakt.

De ketels heb ik al en zijn van RVS 316, 4mm dikwandig en voorzien van sokken. Afwerking tot u toe alleen gezuurd (nabewerking na lassen). Over de afwerking twijfel ik nog of ik ze laat verchromen, of ik ze polijst of iets anders.

Foto? Natuurlijk

[erwinl]

Misschien kun je eens kijken naar het principe van de 200 L speidel, door de stroming verwacht ik niet snel dat dingen aanbranden.

Voor koppelingen voor mijn nieuwe brouwketel gebruik ik deze allemaal:

[orangeloo]

Ik wil beslist geen 3 vaten vanwege het uitgangspunt "compact".

Een Rims blijft inderdaad compacter als een HERMS.
Maar een HERMS kan ook redelijk compact gemaakt worden hoor. 
Breedte x Diepte x Hoogte  1,3 x 0,5 x 1,3 meter

[Knudde]

Dank voor de inspiratie

[Dirtbag]

Elektrische elementen zijn er met verschillende vermogens per oppervlak. Je kan dus een element hebben van rond 8 mm met een lengte van 1 meter van 2500 Watt maar ook van rond 8 mm met een lengte van 3 meter en 2500 Watt. Engelse term "heat density"

Betreffende een externe buis voor het verwarmen. op het forum heeft iemand dat al eens gedaan.
Rims tube: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,29440.msg450696.html#msg450696

Daar wordt gesproken dat je ook kan koken met zo een opstelling, mijn gevoel zegt dat dit nog problemen kan geven door stoomvorming en daardoor stuwen in de buis.

Als je indirect gaat verwarmen? Waarom dan geen valse bodem onder je buitenketel met daarin een spiraal en thermische olie? Dien je wel een voorziening te hebben voor de uitzetting van de olie. De draagbaarheid wordt daardoor wel iets beperkter.

Pompen zijn standaard oplossingen voor. Echter gaan de meeste pompen tot maximaal 80 graden. Er is echter ook niet veel nut voor pompen tijdens het koken tenzij je een externe verwarming gebruikt.

Koper niet gebruiken en alles in RVS?

Slangen die voedselveilig zijn en bij alle temperaturen goed te gebruiken zijn. Siliconen, neem een dikke wanddikte.

Koppelingen, kijk ook naar RVS camlock/kamlock koppelingen met voedselveilige dichtringen of naar melkkoppelingen.

RVS niet verchromen, gaat je een godsvermogen kosten en je bent net zo goed beter af als je het polijst, of gewoon schoon maakt.

Je ganse systeem kan ook werken met een gasbrander en een pomp tot 80 graden.

Zet een powerfire of paellabrander onder je ketel, een pomp aan je buitenketel en een ?sparge? ring in de binnenketel.

(heb je echter geen goed nut meer voor de PLC en sturingen tenzij je de branders daarin gaat koppelen)

/edit, je kan ook kijken of je elektrische elementen aan de onderkant van de ketel aan de buitenkant "plakt" gelijk de commerciele RIms systemen en weckketels. Ergens op het internet zal vast staan hoe dat kan.

db