2 verschillende manieren gebruikt om de gisting te volgen van 1 bier

Gestart door hansHalberstadt, 05-11-2022 19:42 u

Vorige topic - Volgende topic

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

hansHalberstadt

Meetmethodes krijgen extra waarde als je via 2 onafhankelijke methodes op hetzelfde resultaat komt. Dat geeft namelijk vertrouwen dat de methodes kloppen.

Ik gebruik al een tijdje een Excel sheet om de gisting te volgen met de refractometer. Wat je dan doet, is een monstertje nemen, filteren en dan via de gemeten Brix waarde terug rekenen hoe ver de gisting is.

Nu heb ik in diezelfde sheet nog een 2e methode toegevoegd waarbij je meet hoeveel volume koolzuur er ontsnapt en op basis daarvan reken je dan uit hoeveel suiker is is vergist en reken je dat weer om naar afname van de Brix.

Dus dan krijg je 2 Brix waardes, namelijk 1 die je meet met de refractometer en een die je berekent op basis van de gemeten hoeveelheid ontsnapte koolzuur.

Die koolzuur meet ik met een soort pompje met een bekend volume per slag en een balg die een microswitch bedient die dan weer de pomp aanzet als de balg door de koolzuur gaat opzwellen.

Ik gebruik een pompje met 30ml per slag. En ik meet hoeveel seconden het duurt tussen 2 slagen. Dat is bv 20 seconden.
Daaruit reken ik de hoeveelheid koolzuur uit in grammen per dag

gram CO2 /dag=(volume ml per slag)/(seconden per slag)*3600 sec/uur*24 uur/1000 (gram/liter) *(dichtheid koolzuurgas g/liter)
=$S$2/P16*3600*24/1000*1,977 in de sheet

vervolgens reken ik dan uit hoeveel suiker er dan is omgezet volgens de reactievergelijking
1 mol glucose (180g) ==> 2 mol CO2 (88g) + 2 mol ethanol (92 g) dus krijg je:
suikeromzet/dag=(gram CO2 /dag)*180/88

Dan berekenen hoeveel de Brix waarde afneemt per gram omgezette suiker.
Daarvoor heb ik mijn reken demo gebruikt, tab 'losse berekeningen':
daar zie je dan een oplossing van 100g suiker in 1000ml oplossing een Brix waarde heeft van 9.65
als je dat omzet naar alcohol dan krijg je een oplossing van 92/180 x 100= 51.1g alcohol in 1000ml oplossing en dat geeft een Brix waarde van 2.31. je mag de Brix waardes van de afzondrlijke stoffen bij elkaar optellen volgens de theorie, dus heb je een afname van de Brix met 7.42 punt voor elke 100 g vergiste suiker/1000ml oplossing dus 0.042 brix punt/g/l suikeromzet
bv 0.0742*(gramsuiker/dag)/(totaalvolume in ml/1000)
=0,742*R18/(10*$E$2/1000)
co2.gif
co2a1.gif
co2_versus_refracto.xlsx   

thepsych

Goed om te zien dat de Brix methode overeenstemt met de koolzuurmethode, die wel wat ingewikkelder is lijkt me.
Voor het gemak houd ik het op de Brix metingen, maar goed dat er mensen zijn die wat experimenten doen!

hansHalberstadt

Citaat van: thepsych op 05-11-2022  20:22 uGoed om te zien dat de Brix methode overeenstemt met de koolzuurmethode, die wel wat ingewikkelder is lijkt me.
Voor het gemak houd ik het op de Brix metingen, maar goed dat er mensen zijn die wat experimenten doen!
Het ingewikkelde is de manier hoe je koolzuurvolume meet. Daar zijn op het forum al wel diverse manieren voor besproken.

hansHalberstadt

Gisteren kwam ik op het idee om mijn apparaatje op de koolzuur te meten uit te breiden met een rekenmachine. Elke slag wordt het = knopje van de rekenmachine ingedrukt via een motortje met stroombegrenzing (gloeilampje) wat via een draadje om het asje een pennetje beweegt wat  het = knopje indrukt.  Door steeds het antwoord te verrekenen met een constante kun je zo diverse zaken volgen, bv pulsen, CO2, volume, SG, Brix etc. door de juiste constante te nemen.
Bijvoorbeeld SG=ANS-k waarbij k de constante is (SG afname per CO2 puls) en ANS het laatste antwoord.
1.jpg
2.jpg   

hansHalberstadt


hansHalberstadt

Voor de rekenaars hier nog een beschrijving hoe je eea berekent:
conclusie:
SG neemt af met 0.963 SG punt /gram CO2/liter wort opgevangen koolzuur
Brix via refractometer afneemt met 0.1415 Brix punt /gram CO2/liter wort opgevangen koolzuur

1 pompslag is 46 ml met dat spuitje en CO2 heeft een dichtheid van 1.97g/liter dus 46ml is dan 90.4 mg. en volgens de chemische vergelijking voor alcohol zet 1 mol suiker (180 g) om naar 2 mol alcohol (92 g) plus 2 mol CO2 (88 g) dus van CO2 naar suikeromzetting is een factor 180/88 = 2.045. Dus elke 90.4 mg CO2 betekent dat er 184.9 mg suiker is omgezet naar 94.5 mg alcohol. Nu kun je uitrekenen (zie reken demo tab 'losse berekeningen' : http://www.wiki-hobbybrouwen.nl/software/Bierrekenen/) dat het SG afneemt met 0.963 SG punt /gram CO2/liter wort opgevangen koolzuur. Voor de gemeten Brix via de refractometer is dat 0.1415 Brix punt/gram CO2/liter wort dus in mijn geval met 50 liter is het dan 0.963/50*0.0945 = 0.00182 SG punt afname per slag of 0.1415/50*0.0945 = 0.0002674 Brix punt afname/slag. Dus als ik dat invoer op de rekenmachine dan kan ik het SG zien afnemen met een resolutie van ca 0.0002 SG punten. Heeft niet zoveel nut maar wel grappig.

Voor het volgende brouwsel wil ik beide methodes gedurende de hele gisting vergelijken. Ik verwacht vooral interessante verschillen te zien in het begin als een deel van de suikers gebruikt wordt voor cel opbouw en de koolzuur eerst oplost in het wort voordat die vrij komt. Ook is er dan nog wat zuurstof zodat de chemische omzetting iets anders gaat naar CO2. Ook moet er tijdens de gisting een overmaat zijn van opgeloste koolzuur. (vergelijk met een leeglopende lekke band. In de band moet meer druk zitten dan de omgeving anders kan er geen lucht uit) Aan het einde van de gisting zal de overmaat aan opgeloste koolzuur vrij moeten komen dus dat moet je kunnen zien als de koolzuurproductie nog doorgaat terwijl de Brix niet meer zakt.

Bijvoorbeeld er lost 0.17% koolzuur op aan het begin (dat is per liter wort dus 1.7 gram=860 ml gas). Dat is 1.6 SG punt aan omgezette suiker. Dus wat ik dan verwacht te zien is dat eerst het SG gaat zakken met 1.6 Sg punt of 0.23 Brixpunt en dat daarna het de koozuur flow pas op gang komt. Gelukkig is dat dus maar heel weinig.

tdp

Hans, ik blijf jou knutselprojecten (positief bedoeld, je kent me) fascinerend vinden!

Brouwerij De Stichting

Citaat van: tdp op 14-11-2022  09:04 uHans, ik blijf jou knutselprojecten (positief bedoeld, je kent me) fascinerend vinden!

Helemaal mee eens!

hansHalberstadt

Gisteren heb ik een tripel gebrouwen en ga daarmee nu tijdens de hele gisting beide methodes (refractometer en CO2 volume meting) met elkaar vergelijken.
Hier nog een link naar een video hoe het er nu uitziet.


De teller staat inmiddels al op ruim 8000 slagen wat dan als het goed is overeen komt met een SG daling van 1080 naar 1073.
Ik verwacht wel wat verschillen te zien omdat het even duurt voordat de koolzuur vrijkomt omdat die eerst gaat oplossen in het wort en ook nog wat gaat oververzadigen. Dat komt omdat de hoeveelheid koolzuur die vrij kan komen per tijdseenheid een oververzadiging moet hebben. Dat kan je ook zien als je bv een fles cola opendoet. Daar zit een oververzadigde oplossing in en als je dan het dopje open doet dan komt de koolzuur maar langzaam vrij. 



hansHalberstadt

Voor de zekerheid, maar een blowoff ertussen gemonteerd want het gaat wel erg hard nu. de CO2 meter kan het maar net bijhouden.
Img_8616.jpg
je wil niet dat er schuim in de CO2 meter komt en de balg.

hansHalberstadt

Misschien alvast 1 interessant tussen resultaat.
De grafiek met meting via CO2 volume lijkt wat achter te lopen bij de andere grafiek via de refractometer.
Waarschijnlijk komt dat omdat de CO2 eerst in het water blijft opgelost en pas bij een behoorlijke oververzadiging begint vrij te komen. Als ik het terugreken dan kom ik op een hoeveelheid opgelost koolzuur van 2 x het totale volume dus in dit geval 47 liter wort en bijna 100 liter opgelost koolzuur.   

status1212.gif

hansHalberstadt

Inmiddels weer iets verder.
Het blijkt dat de gemeten vergisting iets achterloopt op basis van de koolzuur meting vergeleken met de refractometer meting.
Dat is het verschil tussen de rode en de blauwe curve. Dat verschil kan niet komen door fouten in de volumemeeting want die heb ik geijkt.
In de groene curve neem ik ook het effect mee dat er koolzuur oplost.
We weten dat er bij 20 graden 0.18% koolzuur oplost in de gistende wort. Dat is in dit geval voor 47 liter wort gelijk aan 84 g koolzuur en geeft een verschuiving van 0.2 Brix naar beneden. Als ik daarnaast nog een 2e effect meeneem dat er oververzadiging van de opgeloste koolzuur nodig is om een bepaalde hoeveelheid koolzuur per dag vrij te laten komen en ik neem daarvoor als waarde 0.25 x gram/dag geproduceerde koolzuur dan krijg ik de groene grafiek die vrijwel identiek is aan de blauwe curve. Dat betekent dus dat tijdens de hoofdgisting er naast de 84 gram koolzuur nog ca.  170 g koolzuur extra opgelost moet zitten om het mogelijk te maken dat de hoeveelheid koolzuur vrij kan komen die de gist produceert.   
status1412.gif
Dat betekent dus ook dat die hoeveelheid van 170 g koolzuur alsnog vrij moet komen als het bier is uitgegist. Dat is erg gunstig want het beschermt het bier tegen toetreding van zuurstof, maar betekent ook dat het waterslot nog een beetje blijft borrelen voor een tijdje als het bier als is uitgegist.   

hansHalberstadt

Of deze theorie klopt, zal blijken tijdens de rest van de gisting, in het bijzonder tegen het einde als de suiker is vergist. Dan zouden de rode en blauwe curve dus naar elkaar toe moeten buigen en de groene dus weer gaan overlappen met de rode.

pincopallino


hansHalberstadt

Vandaag weer een update
status1612.gif
beide methodes (groen=CO2 vol, blauw=refracto) geven nu vrijwel hetzelfde resultaat.
Met een kleine correctie van 9% op de CO2 volumemeting en aannamen dat 15% van de CO2-productie per dag in het bier blijft (ca 100 g CO2 per 47 liter wort naast de 80 g die er al van nature oplost (=0.18%)).
Verder heb ik ook een schatting toegevoegd wanneer het bier ongeveer uitgegist is als het zo snel blijft gisten (dag 12 e het is nu dag 5). Daarbij gebruik ik het gegeven dat de eindbrix bij normale vergistingsgraad van 75% op ca 0.53 x beginbrix ligt. Die verhouding is geldig voor zowel licht als zwaar bier (daar komt dus geen hydrometer aan te pas)

hansHalberstadt


hansHalberstadt

Inmiddels weer wat verder gekomen. Ik heb de sheet iets aangepast zodat ik via de theoretische omzetting van suiker naar alcohol en koolzuur en via de praktische waarden (via wat Balling ooit had bepaald) en nog een correctie daarop eea in beeld kan brengen.
mbt de theorie geld voor anaerobe vergisting:
Glucose==>alcohol+koolzuur
C6H12O6==> 2C2H5OH+CO2
180gsuiker==>92galcohol+88gkoolzuur
180g==>92g+44.8 liter koolzuur
1g suiker==>0.51g alcohol+0.489g koolzuur
0.51 noem ik in mijn sheet 'alcohol omzet ideal'
0.489 noem ik in mijn sheet 'CO2 omzet ideaal'

Balling had ooit dit gemeten:
Balling1.gif
Daaruit haal ik dan de 'Balling correctie'=0,947. die is gelijk voor zowel alcohol als CO2 volgens Balling.
Daarnaast gebruik ik dan nog een tuningconstante 'extra balling corr'
Dus dan is
CO2 (g)= suiker (g) x (CO2 omzet ideaal) x (Balling correctie) x (extra balling corr)
Alcohol (g)= suiker (g) x (alcohol omzet ideaal) x (Balling correctie) x (extra balling corr)
en dan heb je nog het effect dat
-er ca 0.18g/liter gevormde koolzuur blijft opgelost
-er wat oververzadiging nodig is om de koolzuur vrij te laten komen. (via 'co2opslag constante'): CO2  opgeslagen (g) =0.18g/liter + co2opslag constante x (gramCo2/dag vrijgekomen)

Al die effecten bij elkaar levert dan het volgende plaatje op:
status2412.gif
en om de gemeten Brix waarde via de refractometer dan goed te laten passen bij Brix via de CO2 meting moet ik dan de volgende aanname doen voor de extra Balling correctie:
status2412_extr_corr.gif
dus t/m dag 4 werkt het geheel volgen wat Balling voorspelde. Daarna produceert de gisting minder koolzuur dan je volgens Balling zou verwachten en het verschil loopt op tot 10%. Dat betekent dus dat de gist voor dezelfde hoeveelheid omgezette suiker in CO2 en alcohol dan dus minder CO2 produceert.
De vraag is dus hoe je dat kunt verklaren.

       

hansHalberstadt

Wat evt een verklaring kan zijn is dat de gist gedurende de 1e 4 dagen nog wat zuurstof heeft en dus deels werkt met Aerobe vergisting. In dat geval heb je een andere omzetting:

aeroob.gif
Dus 1 mol suiker (180g)+ 6 mol zuurstof(192) levert dan 6 mol CO2 (264g) plus 6 mol water (108 g)
dus dan is in dat geval Co2gewicht= suikergewicht x 1.07 en wordt er geen alcohol gemaakt.
Als ik dat instel dan krijg ik
[id=9985]Image5.gif[/attach] 
dat de extra balling correctie dan 21% hoger is in het begin zou dan betekenen dat het percentage Aerobe vergisting dan is:
0,484(1-x)+1,07x=1,21 * 0,484. dat lever op dat x=0.83 dus dan zou 83% in het begin anaeroob vergist worden en 17% Aeroob. en dat loop dan langzaam terug naar 100%. Maar op dit moment weet ik niet zeker of mijn volumemeting wel  zo nauwkeurig is (staat dan op 20% meer volume)
 Image5.gif
Ik denk dat er ook niet voldoende zuurstof aanwezig blijft om dit gedrag te kunnen verklaren want zodra er koolzuur komt, wordt de zuurstof verdreven dus effect kan niet langer dan een dag of zo blijven lijkt mij.

hansHalberstadt


hansHalberstadt

Hier nog het plaatje zonder enige correctie, alleen +10% aanpassen van de volumemeting
status2412nocorr.gif
groen is de Brix grafiek op basis van CO2 meting en blauw= met refractometer.

Sigurd

Wat onwijs gaaf dit! Knap hoor :groots: Ik snap van de berekeningen niets, dus mij niets vragen  ;D  ;)

Tot hoe ver kan je eigenlijk op deze manier blijven meten, of heb je ook wat verzonnen in deze opstelling om drukverschillen mee op te vangen? Nu ik dit schrijf komt er nog een vraag opborrelen: in hoeverre kunnen de metingen door heersende luchtdruk worden beïnvloed?

hansHalberstadt

Citaat van: Sigurd op 24-12-2022  16:47 uTot hoe ver kan je eigenlijk op deze manier blijven meten, of heb je ook wat verzonnen in deze opstelling om drukverschillen mee op te vangen? Nu ik dit schrijf komt er nog een vraag opborrelen: in hoeverre kunnen de metingen door heersende luchtdruk worden beïnvloed?

Luchtdruk betekent dat de kopruimte bij 1 mBar wijziging van de luchtdruk 0.1% in volume varieert. Met 20 liter wort in een 30 liter gistingsvat is dat dus 10000 ml kopruimte en dat is dus 10ml volume per mBar drukveraandering. Maar 10 ml komt overeen met een Brix verandering op enkele decimalen achter de komma, dus zal geen meetbaar effect hebben tijdens de hoofdgisting.
In het bier zelf lost ca 1.5 liter koolzuur op en ook dat gaat dan maar een paar ml koolzuur schelen.
Je kunt meten totdat het waterslot niet meer borrelt. Bij mij gaat de rekenmachine uit als een toets een paar minuten niet wordt ingedrukt. Over een paar dagen is dat waarschijnlijk zover. Dan post ik nog wel een laatste status.
     

hansHalberstadt

Overigens, de meesten gebruiken alleen de vorm van de grafiek om te zien wanneer de gisting afgelopen is. dus de exacte waarde van het berekende SG of Brix is dan minder van belang zolang je maar kunt zien of de gisting niet halverwege al is vastgelopen. Met deze methode haal je zeker wel beter dan 0.5 Brix nauwkeurigheid oftewel ca 3 SG punten. Dat is al beter dan je kunt halen met bv een float hydrometer. Zojuist gemeten SG=1024 (met pycnometer en labweegschaaltje)), berekend SG uit 11.1 Brix gemeten met refracto en 11.16 Brix berekend met CO2 meting=1021     

hansHalberstadt

Vandaag weer een update:
Gisteren stopte de CO2 productie ineens. Toen bleek dat het deksel van de gistingsketel niet helemaal afsloot en er dus CO2 weglekte. Na wat strakker aandraaien en de slang doorvoer controleren kwam de CO2 productie weer op gang. Omdat er eigenlijk geen goede andere verklaring was moet dit het wel geweest zijn.
Daarom heb ik de sheet wat gewijzigd zodat ik zowel de Ballingcorrectie alsmede het weglekken van CO2 per regel kan instellen.
    status2512.gif
Hieruit blijkt dat er waarschijnlijk op dag 3 al een klein lek was en na dag 8 werd dat ineens groter. Gisteren heb ik het lek gedicht en staat de factor weer op 1.
Morgen ga ik nog een weizen brouwen en op dezelfde manier volgen. Die gaat echter gisten in een sodakeg dus zal lekken van de afsluiting niet kunnen gebeuren.  Vandaag ga ik ook nog eens het exacte volume per slag bepalen door de CO2 op te vangen in een fles met water op zijn kop in een emmertje. 

hansHalberstadt

Het blijkt dat de 2 klepjes die het volume CO2 de goede kant op moeten sturen lekken in de omgekeerde richting. Ik had daarvoor 2 oude fietsventieltjes van een recacefiets bandje genomen (frans ventiel)  en die op zijn kop gezet zodat het gewichtje het klepje vanzelf dichtdrukt. Maar dat is dus onvoldoende. Dit verklaart waarom ik minder volume verpompte en ook onregelmatig volume per slag. Dat probleem had Jacques ook ooit met terugslagklepjes op een gistingsvat die ook in omgekeerde richting langzaam lekten.

Op dit moment ben ik aan het experimenteren met een alternatief: een dun slliconenslagetje van 3mm inwendig en 5mm uitwendig en daar een sneetje in geven met een scheermesje tot ca 2/3 van de diameter en dan het utieinde van het slangetje afsluiten (met wat siliconenktit) Dat werkt wel goed en lekt niet in omgekeerde richting.   

Tags:

Zoeken met Google op deze site.
Brouwspullen zijn ook te koop via Bol.com.
Als je iets bestelt bij Bol.com (ook andere zaken dan brouwspullen) via deze link steun je het forum.


Het boek van de beheerder van deze site.