Hoe gasdicht is jouw vergistingsvat?

[GeHan]

Het hoeft weinig betoog dat een goede gasdichtheid van je lager/vergistingsinstallatie van cruciaal belang is om oxidatie van het jong-bier te voorkomen, echter naast oxidatie vermoed ik dat een beperkt gasdicht systeem ook Plaato-achtige meetmethoden verstoren als je nauwgezet op kleine details de vergisting wilt volgen ahv ontsnapt CO₂ (zie https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,48047.msg705023.html#msg705023), of dat er een onverwachte onderdruk ontstaat die je blow-off leegtrekt (zie https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,47993.msg704484.html#msg704484).
Op dit forum zijn vele draadjes te vinden rond dit onderwerp echter ik mis en had behoefte aan een meer kwantitatieve en praktische benadering van hoe gasdicht is goed genoeg en hoe test je dat dan. Ik begrijp dat eea misschien wat ver voert voor een hobbybrouwer maar deze hobbybrouwer heeft ooit op een blauwe maandag die 2 jaar duurde zich beziggehouden met het beheersen van gas-contaminatie in vacuum systemen en wil met het beetje kennis dat is blijven hangen in deze draad een voorzichtige poging wagen om tot wat meer praktische richtlijnen te komen tav lekdichtheid van je vergistingssysteem.
Verder ben ik ervan overtuigt dat zonder deze draad verder te lezen menig werkwijze en brouwinstallatie voldoende goed is om een goed biertje mee te maken zonder al te storende bijsmaken, dus voel je vooral niet verplicht om het tegen je zin te lezen. Maar mocht je een beetje nieuwsgierig zijn danwel constructieve suggesties hebt ben je zeker welkom om verder te gaan en aan te vullen.

Vooral om mijn geheugen op te frissen heb ik een middagje met Co-pilot (AI van microsoft) 'gepraat' over oxidatie, vereiste gasdichtheid en geschikte materiaalkeuzes tav hobbybierbrouwen, en moet zeggen dat ik erg onder de indruk ben over de kwaliteit en bruikbaarheid van de aangedragen informatie. Er komen zelfs verwijzingen van dit forum dus kun je nagaan hoe betrouwbaar de informatie is. 

Het resultaat heeft Co-pilot in de bijlagen samengevat en lijkt mij bruikbaar om je over dit topic in te lezen mocht je geinteresseerd zijn.

Samengevat wordt de hoogste gasdichtheidseis gesteld aan het lagervat, omdat er dan onvoldoende CO₂ productie is om eventueel ingelekte zuurstof uit het bier/vat te drijven dan wel onvoldoende actieve gist is om de opgeloste zuurstof (DO Dissolved Oxygen) te verbruiken voordat andere gevoelige bestandelen worden geoxideerd.
Voor de (professionele) brouw/lager-installaties resulteert dit in een lekdichtheideis van minimaal <10⁻⁵ mbar·l/s per kritische schakel (las, flens, appendage), maar voor IPA's of zuurstofgevoelige bieren is <10⁻⁶ mbar·l/s of zelfs lager aanbevolen. De totale zuurstofinslag via tank en appendages tezamen dient lager te zijn dan wat overeenkomt met een dagopname van <10 ppb DO in het bier.
In de lektest-wereld wordt het lekdebiet uitgedrukt in mbar·l/s (millibar*liter per seconde), omdat dit rekenkundige voordelen heeft maar kan ahv algemene gaswet omgerekend worden naar een mol-debiet.

Misschien wat kort door de bocht en dus zeker voor discussie waardig, maar laten we eens voor het gemak aannemen dat voor een goed gist/lager-vat de lekdichtheid orde 10⁻³ mbar·l/s of lager moeten bedragen, dus hiermee hebben we in ieder geval een eerste streefwaarde.

Er zijn een aantal standaard lektest methoden ontwikkeld:


Co-pilot prefereert de drukvervaltest, waarschijnlijk vanwege de eenvoud, waarbij er een overdruk op het systeem wordt gezet en dan gekeken wordt hoe de overdruk vervalt in de tijd. En ik heb Co-pilot gevraagd naar een praktisch voorbeeld voor mijn 30 liter PP (Polypropyleen) Vergistingsemmer.




Dus je ziet dat je een heel nauwkeurige drukmeter nodig hebt en dan nog 24 uur moet wachten om een goed oordeel te kunnen vellen. En in de strengste drukvervaltest die ik op dit forum ben tegengekomen blijkt de uitvoering verre van wat eigenlijk noodzakelijk is: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,19006.0/all.html#msg390180.

Daarnaast moet je systeem wel geschikt zijn om op overdruk te brengen, en daar voldoet mijn vat helemaal niet aan en ik denk ook de vaten van menig hobbybrouwer. Dus helaas heeft mijn middagje met Co-pilot geen praktische test om de strenge lekdichtheidseis tav gist/lager-vat te testen opgeleverd, maar wel veel info om te verwerken.

Ik heb wel nog wat ideetjes opgedaan voor een praktische lektest en bezig om deze te testen en zal tzt de resultaten hier toevoegen.


research-Vergelijking van EVOH met PTFE, Viton en siliconen.pdf
research-Zuurstofdrempel voor oxidatie van bier.pdf
research-Vereiste lekdichtheid van bierlagertanks tegen oxidatie.pdf 

[GeHan]

Zoals beloofd hier nog een alternatieve lektest die naar mijn mening toegankelijker is en hoop met dit bericht tevens het begrip en het balang van lektesten tbv het beheersen van oxidatie risico's onder jullie aandacht te brengen.

Uit de Co-Pilot 'analyse' in het eerste bericht bleek dat de drukvervalstest dan wel vaak wordt toegepast in de professionele lekttestwereld, echter door de noodzakelijke aan te brengen overdruk en nauwkeurige test-range leidt deze tot praktische bezwaren voor een hobbybrouwer om de gasdichtheid van zijn vergisting-/lager-vat te kwantificeren.

Ik gebruik al langere tijd de weegmethode om het ontsnapte CO₂ uit mijn gistvat te meten en kan ahv een model de vergiste suikers en ontstane alcohol berekenen en zodoende de vordering van de vergisting monitoren. Bij deze methode weeg je het gewicht van je hele vat dus inclusief het gewicht van het CO₂ in de kopruimte. Zodra de vergisting volledig stilgevallen is, en er zou CO₂ uit de kopruimte naar buiten diffunderen dan wordt dit weggelekte CO₂ vervangen door lucht, hetzij door terugdiffusie danwel wordt er lucht door het waterslot naar binnen gezogen. Dus bij 1 atm en 20 °C, wordt elke liter CO₂-gas van 1.8 g vervangen door een liter lucht van 1.2 g. Dus door het verschil in soortelijkgewicht tussen beide gassen is een CO₂-lek naar de omgeving meetbaar ahv gewichtsafname van het vat die hierdoor ca een factor 3 x lager uitvalt dan het daadwerkelijke gaslek.
Een CO₂-lek van 10^-3 mbar*l/s komt overeen met een 1.8*10^-6 g CO₂ per seconde of te wel ca 0.16 g CO₂ per dag of te wel een gewichtsafname van het vat van 0.05 g / d. Mijn weegschaal heeft een resolutie van ca 0.1 g en dus kan ik hiermee over een periode van enkele dagen bepalen of mijn gist-vat afdoende gasdicht is voor lagering van bier.

Ik heb hier een test aan gewaagd waarbij ik de gewichtsafname van een met CO₂-gas gevuld leeg polypropyleen gistemmer (wel afgesloten met waterslot en kraan) gedurende enkele weken heb gevolgd. Dus zonder een gistende wort!!!
De emmer heb ik gevuld door het CO₂ afgetapt van het waterslot van een toevallig lopende batch en via de kraan van de emmer door een lege emmer te leiden. Ahv de weegmethode weet ik dat de CO₂-flow gedurende deze spoel-periode ca 9 g/h (ca 5 l/h) bedroeg en heb hiermee het gistvat 9 uur doorgespoeld (dus met totaal 9 x 5 = 45 liter CO₂-gas). Na het CO₂-doorspoelen met ca 1.5 x de inhoud van de emmer was de lege emmer 12.4 g zwaarder geworden of te wel bevatte de emmer (slechts) 36 g CO₂-gas of te wel 20 liter CO₂ of te wel bevat de emmer na het spoelen ca 66 v% CO₂.

Ondanks de 'lage' vulgraad heb ik de gewichtsafname van het vat met mijn weegschaal gevolgd gedurende enkele weken, hetgeen is weergegeven in onderstaande grafiek:



Gedurende de eerste 3 weken laat de grafiek (blauwe meetpunten) een lineaire gewichtsafname van de emmer zien van gemiddeld ca 0.25 g/dag. Dat is dus 5x hoger dan de maximale lekdichtheidseis vastgesteld door Co-Pilot, hetgeen de PP-emmer dus diskwalificeert voor bierlagering.
Na 3 weken heb ik besloten de kraan van de emmer open te draaien (oranje meetpunten) en dat resulteert in een 2x zo groot CO₂-lek. Na 4 wk heb ik de emmer gespoeld met lucht en bleek de met lucht gevulde emmer ca 0.4 g zwaarder dan bij aanvang.

Opmerkelijk is dat gedurende deze periode het waterslot nooit enige activiteit dan wel druk verschil liet zien ahv het waterniveau-verschil, terwijl er naast het CO₂-lek van 0.75 g per dag (250 ml per dag, dus ook terugstroom van 250 ml lucht per dag) ook een aantal atmosferische drukvariaties van 10-tal mbar plaatsvonden.



Resume:
De alternatieve lekttest methode is geschikt voor vaten welke niet belast kunnen worden met (grote) overdrukken, echter vanwege de beperkte resolutie van mijn weegschaal vergt de lektest enkele dagen test-tijd om de gasdichtheid te kunnen kwantificeren. De lektest methode is niet nieuw en valt onder de ook veel toegepaste Bombing lektest methode: https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_mass_spectrometer.
Maar ipv He maakt deze test gebruik van CO₂ als trace gas, waardoor het kwalitatieve waarde van het lek exect past bij het gas-soort zoals toegepast in het lager-vat wat belangrijk kan zijn omdat de gas-diffusie enigszins afhankelijk is van het gas-soort. Daarnaast is CO₂ makkelijker voorhanden en door het dichtheidsverschil met lucht wordt het gaslek meetbaar ahv gewichtsafname die relatief eenvoudig te meten is voor een hobbybrouwer met een weegschaal in zijn instrumentarium.

[Dagobert1966]

Ik vergist in een 30l RVS conisch vat, zo een van €170 (niet de beste dus). Ik had tijdens mijn vakantie een zware blonde in het gistvat. Deze heeft er dus ruim 3 weken ingezeten. Net voor de vakantie burpte de blow-off heel goed.
Bij terugkomst van vakantie was het deksel van mijn gistvat erg ingedeukt en toen ik de blow-off loskoppede zoog het vat met een zware teug lucht aan.
Mijn gistvat lijkt dus behoorlijk gas dicht.

[GeHan]

Ik vergist in een 30l RVS conisch vat, zo een van €170 (niet de beste dus). Ik had tijdens mijn vakantie een zware blonde in het gistvat. Deze heeft er dus ruim 3 weken ingezeten. Net voor de vakantie burpte de blow-off heel goed.
Bij terugkomst van vakantie was het deksel van mijn gistvat erg ingedeukt en toen ik de blow-off loskoppede zoog het vat met een zware teug lucht aan.
Mijn gistvat lijkt dus behoorlijk gas dicht.

Dit lijkt op de ervaring van Jaco in zijn bericht: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,47993.msg704484.html#msg704484

Het is inderdaad verleidelijk om de aanhoudende onderdruk in je gistvat te interpreteren als een omgekeerde drukvervaltest die aantoont dat dat het systeem lekdicht is. Echter ik verdenk de  permeatie/diffusie van CO₂ uit je systeem met name door de Blow-off slang (waarschijnlijk Siliconen slang?) naar buiten als oorzaak van deze onderdruk. Op zich is dat CO₂-lek nog niet zo dramatisch, behalve dan dat je bij het loskoppelen door de ontstane onderdruk lucht aangezogen wordt, echter de siliconen slang is ook permeabel voor zuurstof dat van buiten naar binnen permeeert.

De onderdruk ontstaat omdat de CO₂ sneller naar buiten dan het zuurstof naar binnen permeeert.

Vaten met Siliconen afdichting (Blow-off slang of dekstel afdichting (zoals ook toegepast in mijn goedkoop conisch vat)) zijn hiermee minder geschikt voor lagering van oxidatie gevoelige brouwsels.
Professionele brouwinstallaties gebruiken daarom beter Viton afdichtingen, maar ik weet niet of de duurdere thuisbrouw installaties dit hebben overgenomen.

Zelf ben ik geen blow-off gebruiker, maar met bovenstaande zou ik overwegen om geen siliconen blow-off te gebruiken voor lagering en Teflon (PTFE) slang te overwegen.

Succes met het 'uitblazen' van je vakantie

Hieronder nog wat Copilot info tav dit onderwerp

[hansHalberstadt]

Ik heb hier een test aan gewaagd waarbij ik de gewichtsafname van een met CO₂-gas gevuld leeg polypropyleen gistemmer (wel afgesloten met waterslot en kraan) gedurende enkele weken heb gevolgd. Dus zonder een gistende wort!!!
De emmer heb ik gevuld door het CO₂ afgetapt van het waterslot van een toevallig lopende batch en via de kraan van de emmer door een lege emmer te leiden. Ahv de weegmethode weet ik dat de CO₂-flow gedurende deze spoel-periode ca 9 g/h (ca 5 l/h) bedroeg en heb hiermee het gistvat 9 uur doorgespoeld (dus met totaal 9 x 5 = 45 liter CO₂-gas). Na het CO₂-doorspoelen met ca 1.5 x de inhoud van de emmer was de lege emmer 12.4 g zwaarder geworden of te wel bevatte de emmer (slechts) 36 g CO₂-gas of te wel 20 liter CO₂ of te wel bevat de emmer na het spoelen ca 66 v% CO₂.

Ondanks de 'lage' vulgraad heb ik de gewichtsafname van het vat met mijn weegschaal gevolgd gedurende enkele weken, hetgeen is weergegeven in onderstaande grafiek:



Gedurende de eerste 3 weken laat de grafiek (blauwe meetpunten) een lineaire gewichtsafname van de emmer zien van gemiddeld ca 0.25 g/dag. Dat is dus 5x hoger dan de maximale lekdichtheidseis vastgesteld door Co-Pilot, hetgeen de PP-emmer dus diskwalificeert voor bierlagering.

De kans is groot dat je CO₂ verliest via diffusie door het water in het waterslot en dat kan best meer zijn dan via de wanden van je vat diffundeert.

[hansHalberstadt]

1,92 × 10⁻⁵ cm²/s bij 25 °C en een kooluurdruk van 1,0 atm (drukloos) vermenigvuldigd met oppervlak van het waterslot ca 2 cm² en delen door lengte ca 5 cm kom je dan op eenheid cm³/s met waarde ca 7,7e - 6 cm³/s dat is per dag 0.66 cm³ en per 30 dagen 20 cm³. Jouw grafiekje heeft het over 6 gram per 30 dagen. Dus zelfde ordegrootte.

[GeHan]

1,92 × 10⁻⁵ cm²/s bij 25 °C en een kooluurdruk van 1,0 atm (drukloos) vermenigvuldigd met oppervlak van het waterslot ca 2cm2 en delen door lengte ca 5cm kom je dan op eenheid cm3/s met waarde ca 7.7e-6 cm3/s dat is per dag 0.66cm3 en per 30 dagen 20cm3. jouw grafiekje heeft het over 6 gram per 30 dagen. dus zelfde ordegrootte.

Bedankt voor het meedenken.
Dus met een diffusie-lek voor het waterslot uit jouw rekenvoorbeel van 7.7e-6 cm³ CO₂ /s bij standaard condities 1013 mbar is dat omgerekend naar lektest eenheden (mbar*l/s) is dat ca 8e-6  mbar*l/s. Dit is dus 100x kleiner dan het toegestane lek voor het hele systeem, en voor mijn PP emmer in de lektest is het CO₂-diffusie lek door het waterslot dus verwaarloosbaar.

[GeHan]

Tav het diffusie-lek door een siliconen Blow-off slang:
op internet valt onderstaand overzicht van diffussie gedrag voor food-grade siliconen slang te vinden:



Gerekend met een typische diffusie coefficient van ca 2*10^-9 m²/s voor een blow-off slang met inwendige diameter 8 mm en uitwendig 12 mm, voegt deze blow-off slang een diffusie lek toe aan je systeem van typisch 3*10^-2 mbar*liter/s per meter slang-lengte toe. Of te wel 30x hoger dan het aanbevolen maximale lek voor een gist/lager-vat voor oxidatie gevoelige biertypen (zie eerste bericht in deze draad).

Naast dit hoge diffusie lek valt nog op te merken dat de diffusie snelheid afhankelijk is van het gastype. Zo lijkt het waarschijnlijk dat CO₂ vanwegen de hogere diffusiecoeff harder uit de kopruimte diffundeert dan er zuurstof en stikstof van buiten naar binnen kan diffunderen, hetgeen de onderdruk verklaart die Jaco (https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,47993.msg704484.html#msg704484) en Dagobert (https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,48060.msg705279.html#msg705279) en ondergetekende hebben ervaren.

Met een vereenvoudigd diffusie model voor een gistvat met kopvolume van 20 liter en Si blow-off slang van ca 1.5 m, met inwendige diameter 8 mm en uitwendig 12 mm, verloopt de gassamenstelling per type gas met een andere tijdsconstante, nl voor CO₂ met 4.7 d; Zuurstof 6.6 d en Stikstof 9.1 d zoals weergegeven in onderstaande grafiek:



Dus na een kleine week, na het stilvallen van de vergisting, zal de partiele Zuurstof-druk in de kopruimte al 63% van 200 mbar, ca 130 mbar, bedragen.

Als je alle partieel drukken optelt resulteert dit in een tijdelijke onderdruk die zijn maximum bereikt op ca dag 6 na het stilvallen van de vergisting op ca 220 mbar onderdruk, of een waterkolom in de blow-off slang van ruim 2 m.



Eea is afhankelijke van de exacte diffusiecoeff en of je systeem niet nog andere lekken heeft waardoor door de onderdruk lucht naar binnen gezogen kan worden, maar het is ook een vereenvoudigd rekenmodel.

Verder valt op te merken dat de tijdschaal waarop dit speelt lineair schaalt evenredig met volume kopruimte en omgekeerd evenredig met lengte van blow-off slang. De onderdruk is slechts afhankelijk van de verhouding van de diffusie coefficienten tussen de belangrijkste gassen CO₂, Zuurstof en Stikstof. Als deze onafhankelijk van gastype zou zijn dan is er geen onderdruk te verwachten het CO₂ diffundeert net zo hard naar buiten als de buitenlucht (voornamelijk Zuurstof en Stikstof) naar binnen diffundeert.

Afhankelijk van het oxidatierisico dat je wenst te lopen is het te overwegen om een Si blow-off slang enkel voor een korte duur tijdens de zeer actieve vergisting te gebruiken en zo snel als mogelijk te vervangen door een standaard waterslot. Of eventueel een ander materiaal te overwegen dan Siliconen.

[GeHan]

Nog een overweging in deze reeks tav lekdichtheid van je gistvat.

De gemiddele (hobby)brouwer zal tevreden zijn over zijn investering in een RVS conisch gistvat. En terecht, tov een polypropylene gistemmer is het RVS een zeer geschikt materiaal mbt dit topic omdat het nagenoeg ondoordringbaar is voor alle relevante gassen. Het goedkopere vat dat ik heb, is best dunwandig, wellicht om de kostprijs te drukken maar dit helpt ook in de hanteerbaarheid (gewicht) van het vat. Nadeel is wel dat de deksel een beetje een zadel vervorming heeft die strak getrokken wordt met 4 grendelklemmen en een siliconen rubberen afdichtring in de rand van de deksel. En juist die siliconen rubber vertoont een hoge permeatie voor gassen (zee hierboven: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,48060.msg705681.html#msg705681).
Op basis van de permeatie-waarden voor siliconenrubber en de afmetingen van mijn 60 liter vat bedraagt het permeatie-lek  door de siliconen afdicht ring ca 10^-3 mbar*liter/s waardoor mijn conisch RVS vat door de siliconen afdichting niet/minder geschikt is voor bierlagering vanwege hogere oxydatie risicos.

Ik heb geen totaal overzicht, maar zie en lees dat ook in de gerenomeerde conische gistvaten gebruik wordt gemaakt van siliconen afdichtingsringen en deze hebben in dus hetzelfde oxydatie risico, zie https://brewmonkeykit.com/nl/product/brew-monk-rvs-vergistingsvat-55-liter/.
En dat is een gemiste kans omdat er ook betere/geschiktere alternatieve afdichtingsmaterialen bestaan die minimaal 2 ordes minder permeabel zijn die daarom in proffesionele vacuum systemen (waar permeatie ook belangrijke rol speelt) toegepast worden.
Wellicht dat kosten-overwegingen doorslaggevend voor de fabrikant is om siliconen-rubber te prefereren, maar vanwege de hoge permeatie past dit niet in een oxydatie-arm bier gist/lager design.

[JacoH]

Ik vind tot nu toe de grootste ellende dat je eigenlijk nagenoeg niet kunt bepalen hoeveel zuurstof er doordringt in je gistvat. Ik heb me suf gezocht naar O2 meters voor een redelijke prijs, maar kwam ze eigenlijk alleen in extreme prijsklasses tegen.

Ik ben op dit moment weer aan het vergisten in mijn 'oude' (ok, 1x gebruikt) kunststof gistvat, omdat ik me afvraag of mijn RVS gistvat luchtdicht is. Waarom? Gedrag van het waterslot / het blowoff systeem en regelmatig oranje tinten in mijn bieren. Dat kunststof gistvat doet weer heel andere 'rare' dingen die ik niet kan verklaren, dus of dit beter wordt valt nog te bezien over een aantal maanden.

Ik moet wel zeggen dat het vergisten gedeelte het aspect is waar ik eigenlijk veruit de meeste problemen mee heb, de rest gaat me naar mijn idee aardig af, maar dat vergisten blijft een ellende, en waar het mis gaat vaak heel moeilijk te achterhalen.

[Jacques]

Wellicht dat kosten-overwegingen doorslaggevend voor de fabrikant is om siliconen-rubber te prefereren, maar vanwege de hoge permeatie past dit niet in een oxydatie-arm bier gist/lager design.

Het is de vraag of een lagere prijs de reden is om te kiezen voor een siliconen afdichting. Een tijd geleden heb ik mijn grote afsluitingsring van mijn zeer degelijk uitgevoerde rvs vergistingsvat vervangen. Siliconen was zo'n beetje de duurste optie...
Siliconen wordt vooral gebruikt omdat het gegarandeerd voedselveilig is.

Maar er zijn alternatieven die goedkoper zijn...
Zie https://eriks.nl/nl/know-how-hub/blogs/voedselveilige-afdichtingen-o-ringen/

[hansHalberstadt]

ik heb ook een siliconen afdichting van ca 1 mm dik als afsluiting van het gistingsvat. Als die zoveel zou diffunderen dan zou je dat moeten zien aan het waterslot (of CO₂-productie zoals ik die meet) maar wat ik zie, is dat het gewoon simpel langzaam naar 0 gaat. Als er diffusie zou zijn dan zou je op een gegeven moment meer onderdruk verwachten na einde gisting. Dus ik denk dat het wel meevalt, omdat het oppervlak klein is (1 mm randje rondom) en de lengte groot (ca 5 mm afstand geklemd tussen deksel en gistingsvat)

[GeHan]

Ik vind tot nu toe de grootste ellende dat je eigenlijk nagenoeg niet kunt bepalen hoeveel zuurstof er doordringt in je gistvat. Ik heb me suf gezocht naar O2 meters voor een redelijke prijs, maar kwam ze eigenlijk alleen in extreme prijsklasses tegen.

Ik ben op dit moment weer aan het vergisten in mijn 'oude' (ok, 1x gebruikt) kunststof gistvat, omdat ik me afvraag of mijn RVS gistvat luchtdicht is. Waarom? Gedrag van het waterslot / het blowoff systeem en regelmatig oranje tinten in mijn bieren. Dat kunststof gistvat doet weer heel andere 'rare' dingen die ik niet kan verklaren, dus of dit beter wordt valt nog te bezien over een aantal maanden.

Ik moet wel zeggen dat het vergisten gedeelte het aspect is waar ik eigenlijk veruit de meeste problemen mee heb, de rest gaat me naar mijn idee aardig af, maar dat vergisten blijft een ellende, en waar het mis gaat vaak heel moeilijk te achterhalen.

Ik begrijp je behoefte, maar heb ook helaas niets gevonden voor 'n hobbybrouw budget.

Heb ook op dit forum niets gevonden al is deze poging aardig om terug te lezen: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,42120.msg687328.html#msg687328

[GeHan]

Het is de vraag of een lagere prijs de reden is om te kiezen voor een siliconen afdichting. Een tijd geleden heb ik mijn grote afsluitingsring van mijn zeer degelijk uitgevoerde rvs vergistingsvat vervangen. Siliconen was zo'n beetje de duurste optie...
Siliconen wordt vooral gebruikt omdat het gegarandeerd voedselveilig is.

Maar er zijn alternatieven die goedkoper zijn...
Zie https://eriks.nl/nl/know-how-hub/blogs/voedselveilige-afdichtingen-o-ringen/

Nou ja, ik bedoelde de kostprijs voor de fabrikant en niet over de prijs die de consument mag betalen, die met name bij vervangende onderdelen voor A-merken vaak 'n aantal maal over de kop gaan. Er zijn ook gegarendeerde foodgrade alternatieven die gasdichter zijn maar weet niet of deze voor de consument goedkoper zijn.

[GeHan]

ik heb ook een siliconen afdichting van ca 1 mm dik als afsluiting van het gistingsvat. Als die zoveel zou diffunderen dan zou je dat moeten zien aan het waterslot (of CO₂-productie zoals ik die meet) maar wat ik zie, is dat het gewoon simpel langzaam naar 0 gaat. Als er diffusie zou zijn dan zou je op een gegeven moment meer onderdruk verwachten na einde gisting. Dus ik denk dat het wel meevalt, omdat het oppervlak klein is (1 mm randje rondom) en de lengte groot (ca 5 mm afstand geklemd tussen deksel en gistingsvat)

en een lek......

[Jacques]

Nou ja, ik bedoelde de kostprijs voor de fabrikant en niet over de prijs die de consument mag betalen, die met name bij vervangende onderdelen voor A-merken vaak een aantal maal over de kop gaan. Er zijn ook gegarendeerde foodgrade alternatieven die gasdichter zijn maar weet niet of deze voor de consument goedkoper zijn.

Ook voor de gewone consument zijn die goedkoper heb ik zelf mogen ervaren...
EPDM afdichtringen bijvoorbeeld.

[hansHalberstadt]

Ik begrijp je behoefte, maar heb ook helaas niets gevonden voor 'n hobbybrouw budget.

Heb ook op dit forum niets gevonden al is deze poging aardig om terug te lezen: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,42120.msg687328.html#msg687328

Ik ben ooit eens bezig geweest met zink-lucht hoortoestel batterijtjes. Die dingen kunnen pas stroom leveren als er zuurstof beschikbaar is om de zink te oxideren. Dus kun je die in principe als zuurstofsensor gebruiken. Probleem is alleen dat ze heel snel degraderen door koolzuur omdat de koolzuur reageert met de hydroxide van het elektroliet en daardoor het elektroliet degfradeert waardoor ze ook geen stroom meer kunnen leveren, alleen duurt dan een tijdje (paar minuten) dus wat je kunt doen is zo'n batterijtje afgesloten in je gistingsvat hangen en dan het lipje lostrekken om het celletje te activeren. Dat lipje dekt een gaatje af waar de zuurstof door naar binnen kan. Dus dan kun je heel even meten of er zuurstof is. Stroom = zuurstof geen stroom is geen zuurstof. 

[GeHan]

Aanleiding
Ondanks sluimerende twijfel over de kwaliteit van plastic heb ik afgelopen zomer besloten om te investeren in een 55L FermZilla Tri-Conical Easy-Grip Pressure Fermenter Starter Kit.
De overwegend positieve ervaringen en de betaalbaarheid en de verwachte hogere gasdichtdichtheid waren doorslaggevend en welkom nu ik zo nu en dan wat langer op hout vergist, en de beloofde functionaliteiten lijken goed aan te sluiten bij mijn experimenteel verlanglijstje.

Bovenaan op deze lijst staat om ahv ontsnappend CO₂ de vergisting te kunnen gaan volgen. Omdat ik hiervoor al het geproduceerde CO₂ wens af te voeren via een gasmeter, vereist dit een hoge mate van gastdichtheid van het gistvat, koppelingen en slangen. En Kegland's FZ-starterkit oogt hierin te kunnen voorzien alhoewel specificaties om dat te beoordelen ontbreken. Om hier in te voorzien heb ik mijn FZ geassembleerd en uitvoerig getest op gasdichtheid en wil enkele bevindingen hier delen, voor wie de resultaten dan wel de testmethode interessant vinden.

Voorafgaand de montage van de FZ heb ik eerst de componenten geinspecteert en zag dat er nogal wat bramen op crusiaal critische afdichtplaatsen zaten als gevolg van niet goed sluitende matrijzen die gebruikt zijn bij het vormgeefproces.
Voor een ex-vacuumist gaan hier nogal wat alarmbellen af, echter geheel onterecht omdat alle gebruikte afdichtringen hier voldoende vergevingsgezind bleken om deze bramen voldoende naadloos te volgen om niet tot grote lekkages te leiden.
Desondanks oogt het kwalitatief een beetje pruts en het blijft een potentieel verdachte bron voor lekkages ....

In enkele instructie-video's wordt gesuggereerd dat de Carbonisatie- (Rood) en Bier-Caps (Geel) al voldoende afdichten als deze er handvast opgeschroefd worden. De afdichting van de Kegland Caps op de deksel (of de Gist Container (GC)) zijn gemaakt van technisch hoogwaardige materialen en hebben geen losse rubberen afdichtring welke volgens mij ook wordt toegepast in vele CO₂ houdende frisdrankflessen. In enkele AliExpress Caps zitten wel afdichtringen maar volgens Kegland zijn die juist lekgevoelig, met name bij te hard aandraaien, tgv vervorming van de afdichtvlakken.
Desondanks deze aandraai-moment beperking zijn de Kegland Caps voorzien van een 6-kant en worden er ook multitools geleverd om de Caps harder dan handvast aan te draaien (deze functionaliteit zit zelfs in de Easy Grip deksel van de FZ).
Aangezien er in geen enkele instructie video wordt aangedrongen om de Caps harder dan handvast aan te draaien, was dit voor mij dan ook de start situatie.

Verder heb ik ook ekele Kegland Duotight Ball Locks (8 mm) bij besteld en een EvaBarrier 8 mm slang om de FZ te verbinden met enkele druksensoren om de druk te kunnen volgen.

Lektest methode

Op de Kegland website wordt een werkprocedures voorgesteld betreffende het lektesten van hun fermentors: (https://docs.kegland.com.au/products/kegging-equipment/series-x-or-user-guide/leak-and-pressure-testing).
Hierin dient de FZ (leeg) op 20 psi overdruk (1380 mbar) gebracht te worden met CO₂, en dan mag er na stabilisatie gedurende 2 uur geen afleesbare/meetbare drukdaling plaatsvinden. Er staat niet bij vermeldt wat de afleesbaarheid van de druksensor hierbij hoort te zijn, maar voor de manometer op Kegland's blowtie is dat orde 0.5 psi (35 mbar). Met Kegland's methode kun je dus enkel lekken detecteren die groter zijn dat 35 mbar per 2 uur per 1380 mbar overdruk. Dat betekent dat enkel lekken waarbij de overdruk in minder dan 10 dagen verdwenen is, worden getecteerd (tijdsconstante van ruim 3 dagen).
Nu is dat voor een gemiddelde hoofdvergisting misschien acceptabel, maar als je onder druk wilt fermenteren, dan wel een beetje wilt lageren is zo'n lek niet erg wenselijk en zul je, om de druk vast te houden, behoorlijke wat CO₂ moeten gaan aanvullen.
Ook voor het volgen van de vergisting ahv CO₂-productie is dit ruim onder de maat en dus ben ik op zoek naar een gevoeligere detectiegrens.
Nu kun je de detectiegrens van deze methode bijna 'n factor 2 verhogen door de overdruk te verhogen tot de maximale druk van 2.4 bar voor de FZ en je kunt over een langere periode de drukdaling afwachten. Nadeel is dat de druk meer last krijgt door temperatuurvariaties over de tijd (ruim 11 mbar/°C bij 2.4 bar overdruk) waardoor je de FZ moet thermostreren dan wel de drukmeting corrigeren voor de optredende temperatuurvariaties, waar ik de voorkeur aan heb gegeven. Verder heb ik besloten om ook een gevoeligere druksensor (resolutie van 0.1 mbar of beter ipv 35 mbar) te gaan gebruiken die ik tevens periodiek kan uitlezen en loggen met wat Arduino spul. Tot slot omdat ik nog niet over een CO₂-bron beschik(te) heb ik besloten om de FZ met een beluchtingspomp op drukt te brengen. Helaas is de haalbare overdruk beperkt tot max 200 mbar, maar (on)gelukkig bleek het afdoende voor wat eerste tests. Later heb ik een slangenpomp gebruikt en die met gemak ruim 10x hogere overdruk kan realiseren.

Resultaat



Uit deze drukvalmeting blijkt de FZ in de geteste staat enorm lek is, zo erg zelfs dat deze met gemak ook door Kegsland's test opgemerkt zou zijn geweest.

De vraag is nu: wat veroorzaakt dit lekt?

Hiervoor voorziet Kegland in een 2 tal localiseringprocedures: https://docs.kegland.com.au/products/fermentation-equipment/fermzilla-all-rounder-30l-and-60l-or-user-guide/identifying-and-fixing-leaks

Beide methoden zijn voor de FZ niet erg aantrekkelijk:
Ik beschik niet over een emmer waarin de FZ (55 liter) gedeeltelijk ondergedompeld kan worden en waarbij er zicht is op eventueel ontsnappende luchtbellen.....
Veel potentiele lek-locaties zoals de schroefdraad waarop de Caps zijn geschroefd, of een met een Ball Lock (BL) bezette Cap, of de afdichtring tussen klep en de FZ achter een klem-koppelingen zijn moeilijk bereikbaar voor de zeepsop-oplossing en of slecht zichtbaar.
In iedergaval lukte het mij niet om het lek in mijn FZ met deze methoden te localiseren.

Dus reste niets anders dan alle koppelingen 1 voor 1, harder handvast aan te draaien dan wel te vervangen en herhalen van de drukval test om zo de boosdoener te vinden. Alle Ball Lock's zijn afzonderlijk te lektesten door deze op druk te brengen en dan losgekoppeld van de FZ te drukvaltesten.

Na een veelvuldige reeks van meerdere permutaties bleek:

• Het dekseltje van Kegland's Duotight Ball Lock koppeling, wat toegang moet verstrekken tot de reinigbare/desinfecterende onderdelen van de BL, is ook onderdeel van de afdichting en bleek zoals aangeleverd door Kegland niet afdoende dichtgedraaid en leverde een substantiele bijdrage aan het lek. Na vaster aandraaien werd dit lek significant lager en verwaarloosbaar tov de andere lekken.
• Geen uitsluitsel over de afdichting tussen deksel en FZ-vat, gezien het aantal video's en de documenten van Kegland wellicht een favoriete verdachte leklocatie.
  
• Verder kon er wel uitgesloten worden dat de Gist Container zelf en de afdichting tussen de Gist Container naar klep niet of nauwelijks bijdragen aan het lek.
  
• De grootste variatie van het lek leek gekoppeld aan de Caps, dan wel het 'aandraaimoment' van de Caps. Echter mede door het ontbreken van voldoende strikte administratie van test-permeaties kon deze niet verder toegewezen worden aan 1 enkele Cap of Cap-positie.
  
• Er reste een storend hoog lek van ca 20 mbar per uur per bar overdruk (zou niet gedetecteerd zijn met de Kegland procedure) of te wel een drukval-tijdsconstante van ca 2 dagen. Wat betekent dat de FZ binnen 1 week nagenoeg zijn overdruk geheel verliest zodra de CO₂-productie stilvalt. Echter een duidelijk beeld wat of welke component dit lek veroorzaakt bleef nog steeds een mysterie.

Ten einde raad en eerlijk gezegd beetje aan het eind van mijn motivatie om mijn FZ nog verder te testen kwam ik dit filmpje tegen:

Hierin wordt als alternatief op Kegland's localisering-test een lekkende deksel afdichting opgespoord door de FZ te vullen met water (in dit geval met Starsan) waarna de FZ op overdruk werd gezet. In deze video werd (op ca 6 min) het lek langs de dekselafdichting zichtbaar zodra de FZ op z'n kop werd gehouden en het water door het lek naar buiten druppelde.

Dit bracht me op het idee om dit te combineren met de drukval test, maar dan door slechts een beperkte hoeveelheid water in de FZ te brengen. Door het vat te kantelen kun je alle lek-locaties een voor een van binnenuit met het water in contact brengen. Doordat het water een ander viscositeit en dichtheid heeft, verandert de snelheid van de drukval en zo kun je gerichter het lek localiseren.
Naast de Caps had ik de afdichtring tussen de FZ en de kraan, als ook de afdichting van de deksel nog niet uitgesloten als potentieel lek. Met een vulling van ca 1 liter kon ik zowel de flens naar de klep als ook het deksel onder water zetten indien de fermzilla op z'n kop werd gezet.

Met deze methode bleek het lek in mijn geval in 2 stappen gelocaliseerd, en dit lek zat niet in de afdichtring tussen de FZ en de klep, ook niet in de afdiching tussen de deksel en FZ-container, maar in de afdichting van de Bier Cap op de schroefdraad van de deksel. Naast de enorme wijziging in de drukval (>4x kleiner) door het 'afdichten' van het lek door het water, wordt het lek gemarkeerd door druppels water die langs de draad van de Bier Cap naar buiten sijpelt (in dit geval kon ik 7 ml in 12 uur opvangen).
Hierna heb ik de 'handvast aandraai aanpak' losgelaten en van de 6-kant gebruikt om alle caps met een substantieel hoger aanhaalmoment aan te draaien.

Hierna waren er geen waterdruppels meer zichtbaar en de drukval was nagenoeg nihil binnen een periode van 4 dagen. Of te wel zo klein dat er meettijden van weken tot maanden nodig zouden zijn om deze betrouwbaar te kwantificeren. Of te wel mijn FZ houdt dan ook in deze staat over een periode van enkele maanden nog afdoende zijn overdruk!    

Samenvatting

• De Fermzilla lijkt geschikt om heel lek dicht te zijn en zou in potentie de overdruk maanden moeten kunnen behouden.
• In mijn geval was er een Cap die bij goed handvast aandraaien toch lekt. De andere Caps die ik had gemonteerd sloten wel bij handvast aandraaien af, dus het zou kunnen zijn dat deze Cap niet (helemaal) goed is. Harder aandraaien dmv steeksleutel op de 6-kant leverde wel een lekdichte afsluiting. Vraag is dan of dit product afwijkt dan wel alle Caps beter iets vaster aangedraaid kunnen worden dan wordt voorgeschreven?
• De drukval lektest-procedure van Kegland is erg beperkt en heeft mijnsinziens onvoldoende detectie-capaciteit mede ook om 'onnodige' lekken in vergistingstanks op te kunnen sporen. Om voldoende gasdichtheid te garanderen zijn langdurigere (min 12 uur) drukval testen nodig en die een sensor vragen met een hogere resolutie en nauwkeurigheid dan een manometer, en hierdoor ge-thermostreerde condities dan wel temperatuurdrift correcties op het druksignaal. Ik begrijp dat dit niet voor iedereen is weggelegd maar als je optimaal gebruik wilt maken van de FZ is het het overwegen waard.
• Voor niet gelekteste vergisters zou je eventuele lekken kunnen opvangen door dit systeem op druk te houden met aanvoer van CO₂ uit een cylinder. Echter door wat uitvoeriger te lektesten kun je veel CO₂-verbruik besparen.
• Het localiseren van het lek of identificeren van het lekkende onderdeel vergt uitgebreidde testreeksen, waarbij je een goede boekhouding moet bijhouden en voldoende ervaring hebben om te besluiten welke permutaties je in welke volgorde wilt testen.
  De mogelijkheid om het lek van binnenuit te bevochtigen met water levert je een extra localiseringsmogelijkheid, naast de door Kegland gesuggereerde testen met immersie dan wel zeepsop.
• Tbv drukvaltesten kun je overwegen om met alternatieve manieren het vat op druk te brengen, zelfs een beluchtingspomp heeft al voldoende capaciteit om CO₂-verbruik voor drukval-test te reduceren.
  Nadeel is wel dat CO₂ makkelijker lekt dan wel permeeert (met name door plastic) en dus zou het lektesten met CO₂-vullen nog iets meer inzicht geeft in de gasdichtheid onder praktijk omstandigheden.

[Koenders]

Uitgebreid onderzoek GeHan, hebben we allemaal wat aan 
Ik moet ook zeggen dat de plastic caps bij mij vaak een bron van lekkage zijn, zij het vloeistof, zij het CO2. Ik heb in het verleden ook aan de container een aantal keer lekkage gehad, al was het niet veel (een klein plasje jongbier onderin de klimaatkast), maar toch. Kegland verkoopt ook RVS caps, die dichten naar mijn idee toch beter af. Ik gebruik die sindsdien op de container en nu lekt het niet meer.

[GeHan]

Dank voor de aanvulling.

Ik moet ook zeggen dat de plastic caps bij mij vaak een bron van lekkage zijn, zij het vloeistof, zij het CO2.

Bedoel je dan dat het klepje in de Cap niet afdicht of dat de Cap op de schroef-positie lekt?

Kegland verkoopt ook RVS caps, die dichten naar mijn idee toch beter af. Ik gebruik die sindsdien op de container en nu lekt het niet meer.

De Keland (plastic) Caps hebben blijkbaar een hele evolutie meegemaakt (ie ook: ) en zitten momenteel ook in versie 3:
Geen O-ringen tbv de binnen afdichting enkel nog tussen Cap en Ball Lock.
Met welke plastic-versie caps (aanschaf datum) had jij die lekproblemen?

Zover ik begrijp zijn de Kegland RVS-caps ongewijzigd, die hebben tbv de interne afsluiting nog wel rubber afdichtringen. Ik heb ze niet maar in onderstaande video lijken mij de losse interne afsluit onderdelen niet zo heel makelijk toegankelijk: .
Maak jij ze wel regelmatig open of spoel je ze enkel door? Het RVS-cap ontwerp zoals getoond in bovenstaande video lijkt me gevoeliger dan huidige plastic Cap om vaste delen vast te houden in het afsluitmechanisme wat naast infectie-gevaar niet bevordelijk is voor de afdichting.

Verder wordt in bovenstaande video ook aangetipt dat de afdichting van het slangenpilaar deel van de cap, die je uit de cap kunt schroeven om de delen los te kunnen reinigen, dat als deze afdichting niet goed is dan heb je er voor Carbinisatie caps niet zo veel last van, maar wel voor de BierCaps, omdat dan CO₂ uit de FZ-kopruimte in de bierstroom meegaat wat zorgt voor overmatige schuimvorming bij een transfer.

[Koenders]

Bedoel je dan dat het klepje in de Cap niet afdicht of dat de Cap op de schroef-positie lekt?

Dat laatste. Soms met meer-dan-handvast had ik nog steeds lekkerij. Geen last meer van met die RVS caps.
Ik gebruik een klein borsteltje om in de tule te komen en spoel daarna altijd door met Starsan.

[SBK]

Tof dat dit onderwerp weer even naar boven werd gebracht.

Als super amateur brouwer gaat me dit ver boven de pet. Maar ik lees met interesse mee!

[Woodworm]

Zoals beloofd hier nog een alternatieve lektest die naar mijn mening toegankelijker is en hoop met dit bericht tevens het begrip en het balang van lektesten tbv het beheersen van oxidatie risico's onder jullie aandacht te brengen.

Uit de Co-Pilot 'analyse' in het eerste bericht bleek dat de drukvervalstest dan wel vaak wordt toegepast in de professionele lekttestwereld, echter door de noodzakelijke aan te brengen overdruk en nauwkeurige test-range leidt deze tot praktische bezwaren voor een hobbybrouwer om de gasdichtheid van zijn vergisting-/lager-vat te kwantificeren.

Ik gebruik al langere tijd de weegmethode om het ontsnapte CO₂ uit mijn gistvat te meten en kan ahv een model de vergiste suikers en ontstane alcohol berekenen en zodoende de vordering van de vergisting monitoren. Bij deze methode weeg je het gewicht van je hele vat dus inclusief het gewicht van het CO₂ in de kopruimte. Zodra de vergisting volledig stilgevallen is, en er zou CO₂ uit de kopruimte naar buiten diffunderen dan wordt dit weggelekte CO₂ vervangen door lucht, hetzij door terugdiffusie danwel wordt er lucht door het waterslot naar binnen gezogen. Dus bij 1 atm en 20 °C, wordt elke liter CO₂-gas van 1.8 g vervangen door een liter lucht van 1.2 g. Dus door het verschil in soortelijkgewicht tussen beide gassen is een CO₂-lek naar de omgeving meetbaar ahv gewichtsafname van het vat die hierdoor ca een factor 3 x lager uitvalt dan het daadwerkelijke gaslek.
Een CO₂-lek van 10^-3 mbar*l/s komt overeen met een 1.8*10^-6 g CO₂ per seconde of te wel ca 0.16 g CO₂ per dag of te wel een gewichtsafname van het vat van 0.05 g / d. Mijn weegschaal heeft een resolutie van ca 0.1 g en dus kan ik hiermee over een periode van enkele dagen bepalen of mijn gist-vat afdoende gasdicht is voor lagering van bier.

Ik heb hier een test aan gewaagd waarbij ik de gewichtsafname van een met CO₂-gas gevuld leeg polypropyleen gistemmer (wel afgesloten met waterslot en kraan) gedurende enkele weken heb gevolgd. Dus zonder een gistende wort!!!
De emmer heb ik gevuld door het CO₂ afgetapt van het waterslot van een toevallig lopende batch en via de kraan van de emmer door een lege emmer te leiden. Ahv de weegmethode weet ik dat de CO₂-flow gedurende deze spoel-periode ca 9 g/h (ca 5 l/h) bedroeg en heb hiermee het gistvat 9 uur doorgespoeld (dus met totaal 9 x 5 = 45 liter CO₂-gas). Na het CO₂-doorspoelen met ca 1.5 x de inhoud van de emmer was de lege emmer 12.4 g zwaarder geworden of te wel bevatte de emmer (slechts) 36 g CO₂-gas of te wel 20 liter CO₂ of te wel bevat de emmer na het spoelen ca 66 v% CO₂.

Ondanks de 'lage' vulgraad heb ik de gewichtsafname van het vat met mijn weegschaal gevolgd gedurende enkele weken, hetgeen is weergegeven in onderstaande grafiek:



Gedurende de eerste 3 weken laat de grafiek (blauwe meetpunten) een lineaire gewichtsafname van de emmer zien van gemiddeld ca 0.25 g/dag. Dat is dus 5x hoger dan de maximale lekdichtheidseis vastgesteld door Co-Pilot, hetgeen de PP-emmer dus diskwalificeert voor bierlagering.
Na 3 weken heb ik besloten de kraan van de emmer open te draaien (oranje meetpunten) en dat resulteert in een 2x zo groot CO₂-lek. Na 4 wk heb ik de emmer gespoeld met lucht en bleek de met lucht gevulde emmer ca 0.4 g zwaarder dan bij aanvang.

Opmerkelijk is dat gedurende deze periode het waterslot nooit enige activiteit dan wel druk verschil liet zien ahv het waterniveau-verschil, terwijl er naast het CO₂-lek van 0.75 g per dag (250 ml per dag, dus ook terugstroom van 250 ml lucht per dag) ook een aantal atmosferische drukvariaties van 10-tal mbar plaatsvonden.



Resume:
De alternatieve lekttest methode is geschikt voor vaten welke niet belast kunnen worden met (grote) overdrukken, echter vanwege de beperkte resolutie van mijn weegschaal vergt de lektest enkele dagen test-tijd om de gasdichtheid te kunnen kwantificeren. De lektest methode is niet nieuw en valt onder de ook veel toegepaste Bombing lektest methode: https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_mass_spectrometer.
Maar ipv He maakt deze test gebruik van CO₂ als trace gas, waardoor het kwalitatieve waarde van het lek exect past bij het gas-soort zoals toegepast in het lager-vat wat belangrijk kan zijn omdat de gas-diffusie enigszins afhankelijk is van het gas-soort. Daarnaast is CO₂ makkelijker voorhanden en door het dichtheidsverschil met lucht wordt het gaslek meetbaar ahv gewichtsafname die relatief eenvoudig te meten is voor een hobbybrouwer met een weegschaal in zijn instrumentarium.

Noot: ik realiseerde mij, na het onderstaande in het draadje over zuurstof-absorbers te hebben geplaatst, dat het eigenlijk hier thuis hoort. Het is vandaar, dat ik het naar dit draadje heb overgenomen.


Met voor een nieuweling het risico om een open deur in te trappen, waarvoor dan sorry...

Zou een pH meting geen prima uitkomst kunnen bieden over het percentage CO2 in een vat, en een voldoende indruk kunnen geven van de diffusie-dichtheid van een vat?

Stel dat we een volkomen gesloten vat met slechts "een centimeter" leidingwater (stel: hardheid bekend) of zuiver water met daarboven CO2 langere tijd laten staan en de zuurgraad van het water meten? Koolzuurgas dat zich met H2O bindt tot H2CO3 dat is immers ook een chemisch proces. De CO2 wordt chemisch gebonden, ook al is dat dan een zwakke binding, en is dan uit de gasfase "vertrokken" net zoals zuurstof in ijzer tot roest dat doet .

Er zal zich voortdurend een evenwicht instellen tussen het CO2 in het water en het CO2 in de gasfase. Dat houdt dan ook in, dat het in als H2CO3 gebonden CO2 in het water daalt zodra de atmosfeer erboven minder CO2 bevat. Bij een gesloten vat zal de druk anders zijn dan bij een glas prik op de vensterbank, maar ook die relatie is geen onbekende zodra de temperatuur bekend is.

De pH van dat water is m.i. relatief eenvoudig te meten. Een pH probe met een draadje naar buiten, zou dan geen noemenswaardig lek vormen lijkt mij, en het zou ook samen met wegen kunnen worden ingezet.
En, voor zover het als enige meetwijze onvoldoende nauwkeurig zou blijken, dan verbetert het allicht het resultaat in die combinatie?

Nu bevat het water aanvankelijk maar nauwelijks CO2. Zou de opname van CO2 in een dunne waterlaag niet zeer snel verlopen bij de start (en ook daarna), en er daardoor alleen bij de start van het spoelen met CO2 even met een kort stabiliseren te rekenen is? De pH waarde zou dan in ieder geval "vanaf 0 H2CO3" een compleet beeld geven, als ook het watervolume en het vatvolume bekend is. En de hoeveelheid waterdamp boven het water zou toch ook wel mooi de situatie in een gistingsvat nabootsen zodra er geen CO2 meer wordt gevormd?

Geinig is dan ook, dat vergelijkend meten met grotere waterlagen weliswaar een meetvertraging zouden geven, maar tegelijk een indruk zouden geven over de verhouding tussen diffusie door de wand in gasfase en de wand waartegen water staat, per waterhoogte, in deels gevulde vaten. 

Als "fout" zie dan wel, dat het gas gedurende het proefverloop niet meer uit alleen CO2 zal bestaan, maar dat geldt bij een vat met waterslot zeker ook. Het verlies aan waterdamp kan over de gehele test worden vastgesteld door leeg en gevuld te wegen, en idem na afloop. Na afloop zit er dan nog de wateropname in de wand bij, die dan ook bekend wordt. En ergens is er vast een relatie met het percentage zuurstof en stikstof in de gasfase, en een momentaan percentage CO2 in gasfase en in water, en de druk in het vat? Bij gelijke druk bij alleen CO2 in gasfase zal er vast een lagere pH waarde worden gemeten dan bij  (stel) 60% stikstof, 30% CO2 en 10% zuurstof in de gasfase? Zo bezien, had een pH test bij de proef met waterslot ook niet slecht geweest.

Ik kwam er via een omweggetje op, via https://planted-box.com/blog/CO2-bemesting/CO2-meten-drop-checker/?srsltid=AU7gw4Wwkq55nOkBE_nkHkS7JItqoFC5if8sMzQIKQFXksd-YNT3ncd0 Een "drop checker" voor aquaria.
Het schoot mij te binnen dat een paar van die vloeistoffen in bijvoorbeeld een doorzichtige bufferfles, een geinige visuele indicatie zou kunnen geven, van het percentage CO2. In een tabel op die webpagina zijn de pH- en de KH-(carbonaathardheid) waterwaarden uitgezet, en wordt er alleen een kleurschaal voor 30 PPM CO2 gegeven (0,003% CO2). Precies is zo'n meetmethode dan niet, en dat percentage is natuurlijk onbruikbaar, maar wellicht zijn er indicator-vloeistoffen die wel werken op de voor ons interessante CO2 niveaus? Enfin, dat laatste was alleen even een zijsprong. Hieronder een plaatje van zo'n drop-checker van Ali, die het meetprincipe toch wel aardig uitbeeldt, ook al is het via een omweggetje?

[GeHan]

Noot: ik realiseerde mij, na het onderstaande in het draadje over zuurstof-absorbers te hebben geplaatst, dat het eigenlijk hier thuis hoort. Het is vandaar, dat ik het naar dit draadje heb overgenomen.


Met voor een nieuweling het risico om een open deur in te trappen, waarvoor dan sorry...

Goed idee het bevordert de terug-leesbaarheid.

Zou een pH meting geen prima uitkomst kunnen bieden over het percentage CO2 in een vat, en een voldoende indruk kunnen geven van de diffusie-dichtheid van een vat?

Creatief idee en zou zeggen onderzoek de haalbaarheid al dan niet met AI en maak ons wijzer.

Koolzuurgas dat zich met H2O bindt tot H2CO3 dat is immers ook een chemisch proces.

Heb beperkt chemische kennis maar kan dit nog volgen.

De CO2 wordt chemisch gebonden.

Dit niet meer ..... volgens mij is maar een (heel) beperkt deel van opgelost CO₂ chemisch gebonden rest fysisch opgelost als CO₂. Hoeft misschien geen probleem te zijn maar zou goed onderzoeken of je hierdoor ernstige gevoeligheid verliest als je enkel Chemisch gebonden CO₂ gaat meten ahv pH. Zeg niet dat het zo is maar zou het meenemen in je haalbaarheidsstudie.

De pH van dat water is m.i. relatief eenvoudig te meten.

Voor de een wel voor de ander niet (zoek hier maar 's op 't forum: oa https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php/topic,47144.msg692842.html#msg692842), maar zou dat wel even willen zien.

en het zou ook samen met wegen kunnen worden ingezet.

Zou kunnen vaak wel soms beperkt, maar zou ook eerst kijken of het ook de moeite van al dit werk waard is.

Zou de opname van CO2 in een dunne waterlaag niet zeer snel verlopen bij de start (en ook daarna), en er daardoor alleen bij de start van het spoelen met CO2 even met een kort stabiliseren te rekenen is?

Heb hier ook een blinde vlek die op mijn lijst staat maar zover ik er aan heb gemeten is het juist een storend traag evenwicht en heb dat daarom niet voor niets uit mijn experiment gehaald. En nogmaals voor het doel van het experiment is het minder/niet relevant tenzij ik iets over het hoofd zie....

Geinig is dan ook, dat vergelijkend meten met grotere waterlagen weliswaar een meetvertraging zouden geven, maar tegelijk een indruk zouden geven over de verhouding tussen diffusie door de wand in gasfase en de wand waartegen water staat, per waterhoogte, in deels gevulde vaten.

Ja zou kunnen, maar nogmaals blinde vlek bevreest me dat dit eerder de interpretatie van het experiment compliceert. Verder igv evenwicht bij kamer temperatuur bevindt zich bijna net zoveel CO₂ per liter water als CO₂ per liter kopruimte. Jij had al aangestipt dat Permeatie partieeldruk gedreven is, maar dat is eigenlijk een afgeleidde van de werkelijke drijfveer en dat is concentratie-gradient. Dus het CO2 permeaeert bijna net zo snel vanuit bevochtigde wand als uit de niet bevochtigde wand, behalve dan die dynamische evenwicht de boel vertraagt. Hoe dan ook mijn experiment is dan meer bedoeld als worst case, maar indicatief voldoet het nog steeds als je water achterwege laat.

Als "fout" zie dan wel, dat het gas gedurende het proefverloop niet meer uit alleen CO2 zal bestaan, maar dat geldt bij een vat met waterslot zeker ook. Het verlies aan waterdamp kan over de gehele test worden vastgesteld door leeg en gevuld te wegen, en idem na afloop. Na afloop zit er dan nog de wateropname in de wand bij, die dan ook bekend wordt. En ergens is er vast een relatie met het percentage zuurstof en stikstof in de gasfase, en een momentaan percentage CO2 in gasfase en in water, en de druk in het vat? Bij gelijke druk bij alleen CO2 in gasfase zal er vast een lagere pH waarde worden gemeten dan bij  (stel) 60% stikstof, 30% CO2 en 10% zuurstof in de gasfase? Zo bezien, had een pH test bij de proef met waterslot ook niet slecht geweest.

Goede zelf kritiek, moet je meenemen in je haalbaarheidsstudie.

Ik kwam er via een omweggetje op, via https://planted-box.com/blog/CO2-bemesting/CO2-meten-drop-checker/?srsltid=AU7gw4Wwkq55nOkBE_nkHkS7JItqoFC5if8sMzQIKQFXksd-YNT3ncd0 Een "drop checker" voor aquaria.
Het schoot mij te binnen dat een paar van die vloeistoffen in bijvoorbeeld een doorzichtige bufferfles, een geinige visuele indicatie zou kunnen geven, van het percentage CO2. In een tabel op die webpagina zijn de pH- en de KH-(carbonaathardheid) waterwaarden uitgezet, en wordt er alleen een kleurschaal voor 30 PPM CO2 gegeven (0,003% CO2). Precies is zo'n meetmethode dan niet, en dat percentage is natuurlijk onbruikbaar, maar wellicht zijn er indicator-vloeistoffen die wel werken op de voor ons interessante CO2 niveaus? Enfin, dat laatste was alleen even een zijsprong. Hieronder een plaatje van zo'n drop-checker van Ali, die het meetprincipe toch wel aardig uitbeeldt, ook al is het via een omweggetje?

Moet ik even wat meer tijd voor hebben om hier iets van te vinden ....
Wel een eerst tegenvoorstel er zijn enkele niet al te dure CO₂ sensoren die in de range van ppm ontwikkeld om luchtkwaliteit mee te meten, wellicht zijn die wat aantrekkelijker om te gebruiken. Helaas raken deze bij 5000 - 10000 ppm oververzadigd. Zelf heb ik nog een ideetje en hoop om met geluidssnelheidsensoren CO₂ concentratie te kunnen meten boven de range van deze luchtkwaliteitssensoren: geluidsnelheid in lucht is 340 m/s in 100% CO₂ 240 m/s en bij een mengsel er tussenin, maar ben er nog niet aan toegekomen omdat er iemand op het forum voorsteld om zuurstofabsorbers te gaan inzetten kun je je voorstellen .....

Even in algemene zin gevraagd. Je ziet aan het eind van de meetreeks dat de weegschaal een toename van het gewicht van de emmer "Na 4 wk heb ik de emmer gespoeld met lucht en bleek de met lucht gevulde emmer ca 0.4 g zwaarder dan bij aanvang". Bleef de emmer op de weegschaal?

Nee de weegschaal is netjes getarreerd, alhoewel is de mijne (Sartorius LM34000P oud beeste) ook zeer stabiel maar ben bekend met drift.

Ik moet het experiment nog eens goed doornemen. Maar vooralsnog lijkt mij de uitstroom van waterdamp toch wel aanzienlijk.

Doe dat vooral voor dat je een oordeelt velt...... In het experiment zat in het vat geen water behalve 1-2 ml in het waterslot. Wat er niet in zit kan er ook niet uit en het niveau in het waterslot was aan eind nagenoeg gelijk als aan begin. Dus ik ben redelijk overtuigt dat de gewichtsafname het CO₂ is dat door lucht is vervangen.

Al met al, hoop ik erop dat er een eenvoudiger gasanalyse mogelijk is, die dan veel werk zou kunnen besparen. Het infrarood-licht en de NDIR sensor...?

Sta er voor open maar voor iemand die over een (beetje goede) weegschaal beschikt is het experiment niet zo veel werk. Wel een probleem van deze experimenten is dat je al die tijd het vat niet kunt gebruiken voor BIERMAKEN en ze duren heeel lang. Hoe gasdichter hoe langer je moet meten om kwantitatief te weten hoe gasdicht hij is...

Bedankt, ook voor de goede raad!

Succes,

Geert

[GeHan]

Je meldt "Opmerkelijk is dat gedurende deze periode het waterslot nooit enige activiteit dan wel druk verschil liet zien ahv het waterniveau-verschil" terwijl de atmosferische druk wel wisselde. Zou het kunnen dat de emmer toch nog zo "slap" is dat het als het ware "als een membraan" mee veert en het verschil nivelleert"? Op zich is dat niet waarschijnlijk want de druk waaronder het dan mee-veert zou toch als verschildruk in de waterkolom zichtbaar moeten zijn. Tenzij dat al bij dermate lage verschildrukken zo snel vervormt dat het waterkolom-verschil an uiterst minimaal is?
Ik ben nu even "te duf" om mij erop te concentreren, sorry

OK neem je tijd tot de verdoving tandarts is uitgewerkt ....

Zoals je zelf al analyseert is de mechanische sterkte vd PP-emmer beperkt maar niet zo dramatisch dat deze bij sub-milimeter waterslot onderdruk (<10 Pa) al vervormt.