Hoe plaats je een foto op dit forum, klik hier voor nadere uitleg.

Steun het forum. Koop via deze links: Nederlandstalige bierboeken, Engelstalige bierboeken, een bierig artikel of een ander artikel van bol.com

Auteur Topic: Kook- en opwarmtijdexperiment  (gelezen 24145 keer)

0 leden en 1 gast bekijken dit topic.

Offline Jacques

  • Hoofdbeheerder
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 31.411
  • Land: nl
  • Brouw ze, roer ze en Proost!
    • Hobbybrouwen.nl
Kook- en opwarmtijdexperiment
« Gepost op: 04-11-2007 10:25 u »
Gisterenavond heb ik een kookexperiment uitgevoerd. Aanleiding hiervoor was deze draad.

Doel van het experiment:
Onderzoeken of de mate van vulling van je kookketel van invloed is op de mate van verdamping tijdens het koken.

Materiaal:
-   een koperen ketel met een inhoud van 90 liter
-   een gasbrander van een voormalige badgeiser (voorzien van een waakvlam)
-   water

Wijze van uitvoering:
Ketel met respectievelijk 25,5 liter, 51 liter en 76,5 liter water gevuld.
Bij elke genoemde hoeveelheid is gedurende 10 minuten de temperatuurstijging bijgehouden.
Nadat het water rollend aan de kook was is de tijd vastgesteld met een digitale klok en heb ik een kookwekker op 58 minuten gezet.
Tijdens het koken ben ik niet constant bij de ketel geweest maar heb ik gezellig gekletst en tv gekeken met mijn gezin.
Na het afgaan van het alarm van de kookwekker ben ik naar de ketel gegaan en heb ik nadat de 60 minuten kooktijd was afgelopen de gastoevoer dichtgezet.
Met behulp van een meetlat de mate van vulling van de ketel vastgesteld.

Totale duur van het experiment:
5 uur en 15 minuten

Bevindingen:
           [/row]   
Begin hoeveelheid Hoeveelheid na koken Aantal liters verdampt Percentage verdampt
25,517,77,830,6 %
51,043,27,815,3 %
76,568,77,810,2 %


Opmerkelijk was dat bij de grootste hoeveelheid zo'n 2 liter water verdampt was voordat het kookpunt bereikt was. Deze 2 liter heb ik aangevuld en vervolgens het water weer aan de kook gebracht.

Opwarmtijden:
Anders dan bij de verdamping tijdens het koken waren de verschillen in opwarmtijd zeer groot.
    [/row]
 
Batch Stijging per minuut
Batch 1 25,5 liter1,60
Batch 2 51 liter0,67
Batch 3 76,5 liter0,43

Als je een vrij traditioneel maischschema gebruikt waarbij je van 52 C naar 78 C stijgt, zijn in mijn installatie de opwarmtijden respectievelijk
16 minuten, 39 minuten en 60 minuten.
Deze tijden komen boven op de rusttijden en maken dat gedurende een veel langere periode de enzymen hun werk kunnen doen.
Dat is dus wel iets om serieus rekening mee te houden.


Conclusies:
Voor de hoeveelheid verdamping tijdens het koken maakt de mate van vulling van je kookketel niets uit.

Heel anders ligt dit voor de opwamtijden. Naar mate de brouwketel meer gevuld is duurt het langer voordat een gewenste temperatuur bereikt wordt. Het een ander maakt dat je bij het hanteren van een maischschema rekening moet houden met de capaciteit van de brander/eclectisch element en de mate van vullen van je brouwketel.
Hier komt het voordeel van de eenmaischtemperatuursmethode om de hoek kijken.

Heb je iets nodig dat je bij Bol.com wil kopen? Zoek het op met de onderstaande advertentie en bestel. Pas het zoekwoord aan. Je kunt zoeken in de volledige catalogus van Bol. Door de spullen van Bol te kopen via onderstaande advertentie steun je het forum en het kost je niets extra. Voor de bierliefhebber hebben ze overigens meer spullen dan je zou verwachten. Zoek maar eens.


Offline William

  • Maasland thuisbrouwers genootschap
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 9.927
  • Land: nl
  • kloek, kloek, kloek en gezondheid!
    • Kloekus
Re: Kook- en opwamrtijdexperiment
« Reactie #1 Gepost op: 04-11-2007 11:02 u »
Kijk 'ns aan, dat is een nuttig experiment.

Ik had in Promash de verdamping altijd in % per uur staan (12%). Ik leer uit jouw experiment dat ik deze beter op liters per uur kan zetten als ik brouwsels ga maken met verschillende volumes. Dan ga ik deze standaardinstelling nu maar direct aanpassen.

Misschien twee discussiepunten:
  • In hoeverre gaat dit op als je een brander hebt welke niet zo'n hoog vermogen heeft (ik doe het op een gasfornuis in de keuken). Warmteverliezen naar de omgeving zullen dan belangrijker worden in de warmtebalans. Ik merk bijvoorbeeld al dat verdamping veel minder wordt als er een raam openstaat in de keuken
  • Als je wort kookt in plaats van water zal de dichtheid, viscositeit en de warmtecapaciteit toenemen in de tijd. Het verloop van deze parameters in de tijd zal afhankelijk zijn van de hoeveelheid verdampt water en het verloop zal anders zijn voor brouwsels met hetzelfde startsg maar met een verschillend volume. Deze parameters zullen effect hebben op de verdamping. Ik denk dat dit alleen effect zal hebben als je een relatief zwakke brander zult gebruiken

William

Offline Drents Hopbier

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 3.062
  • Land: nl
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #2 Gepost op: 04-11-2007 11:07 u »

Doel van het experiment:
Onderzoeken of de mate van vulling van je kookketel van invloed is op de mate van verdamping tijdens het koken.

Bevindingen:
           [/row]   
[row]  [data]25,5[/data]  [data]17,7[/data]  [data]7,8[/data]  [data]30,6 %[/data]  [/row]
 
Begin hoeveelheid Hoeveelheid na koken Aantal liters verdampt Percentage verdampt
51,043,27,815,3 %
76,568,77,810,2 %


Ik snap je conclusie niet als ik naar het eerste tabelletje kijk.

En je bent wat te gehaast geweest met versturen. Er zitten wat opvallende taalfouten in het stukje (sorry).

Hopbier

Offline Eduard

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 1.326
  • Land: no
  • Norbrygg - de Noorse hobbybrouwvereniging
    • Norbrygg - de Noorse hobbybrouwvereniging
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #3 Gepost op: 04-11-2007 11:18 u »
Ik heb zo'n idee dat ik de conclusie wel begrijp, maar dat zal dan wel aan mij liggen  ^-^.

Overigens is het wellicht van belang om de doorsnede van de pan te weten. Het oppervlak waar het water aan de lucht grenst zal wel veel te zeggen hebben over hoeveel water er kan verdampen binnen een bepaalde tijd. Kun je ons de doorsnede van de pan vermelden, Jacques? (En ook de anderen die dit experiment willen uitvoeren).

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #4 Gepost op: 04-11-2007 11:28 u »
Opmerkelijk was dat bij de grootste hoeveelheid zo'n 2 liter water verdampt was voordat het kookpunt bereikt was. Deze 2 liter heb ik aangevuld en vervolgens het water weer aan de kook gebracht.
Dit is toch wel vreemd. Mogelijk komt dit door de manier van meten. Misschien moet je nog eens wat water aan de kook brengen en dan de hele pan met water wegen voor het koken en als het kookt. Dan weet je zeker dat er niets geks gebeurt.
HansH

Offline Drents Hopbier

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 3.062
  • Land: nl
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #5 Gepost op: 04-11-2007 11:30 u »
Ik heb zo'n idee dat ik de conclusie wel begrijp, maar dat zal dan wel aan mij liggen  ^-^.

Overigens is het wellicht van belang om de doorsnede van de pan te weten. Het oppervlak waar het water aan de lucht grenst zal wel veel te zeggen hebben over hoeveel water er kan verdampen binnen een bepaalde tijd. Kun je ons de doorsnede van de pan vermelden, Jacques? (En ook de anderen die dit experiment willen uitvoeren).

Jacques zegt dat de mate van vulling geen invloed heeft op de mate van verdamping. Maar in de tabel staat dat naarmate de vulling toeneemt, het percentage verdamping afneemt. En ik reken altijd met % verdamping.

En ik denk dat het enige dat telt de grootte van het verdampingsoppervlak is en de mate waarin de damp afgevoerd wordt. Maar volgens mij ligt dit al in een (aantal) natuurwetten vast.

Hopbier

Offline Eduard

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 1.326
  • Land: no
  • Norbrygg - de Noorse hobbybrouwvereniging
    • Norbrygg - de Noorse hobbybrouwvereniging
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #6 Gepost op: 04-11-2007 11:31 u »
Zo vreemd is dat toch eigenlijk niet? Het duurt veel langer om zo'n grote hoeveelheid water aan de kook te brengen dat het veel meer tijd heeft om deels te verdampen. Ook onder de 100C verdampt er vloeistof. Ik denk, hoe groter de verhittingscapaciteit, des te sneller is het brouwsel aan de kook en des te minder kan het brouwsel vr het bereiken van het kookpunt slinken vanwege verdamping.

Edit (want we schreven simultaan):

Als je steeds brouwsels hebt van dezelfde grootte, dan is er ook niets mis met het gebruiken van een percentage i.p.v. een absolute hoeveelheid, maar zo gauw je afwijkt, vanwege bijvoorbeeld het brouwen van een erg sterk bier of er gaat iets mis tijdens de brouwdag, dan zit je wel met een probleem(pje).

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #7 Gepost op: 04-11-2007 11:33 u »
Ik heb zo'n idee dat ik de conclusie wel begrijp, maar dat zal dan wel aan mij liggen  ^-^.

Overigens is het wellicht van belang om de doorsnede van de pan te weten. Het oppervlak waar het water aan de lucht grenst zal wel veel te zeggen hebben over hoeveel water er kan verdampen binnen een bepaalde tijd. Kun je ons de doorsnede van de pan vermelden, Jacques? (En ook de anderen die dit experiment willen uitvoeren).

Door een groter oppervlak heb je meer warmteverlies door convectie, dus minder vermogen beschikbaar om water te verkoken. Dit beschikbaar kun je heel mooi met de pancalculator van Bierpro bepalen.
HansH

Offline Hans (Lagos)

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 699
  • Land: es
  • Blichmann Assisted Brewing member
    • Mijn brouwzaal
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #8 Gepost op: 04-11-2007 11:39 u »
Ik kook altijd rond de 85 liter en verdamp zelden meer dan 8% terwijl ik toch stevig kook, ik vond dat altijd erg laag vergeleken met wat ik hier op het forum las maar nu is het duidelijk waarom.

Bedankt voor dit experiment Jacques.

den_organolept

  • Gast
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #9 Gepost op: 04-11-2007 11:47 u »
Dan heb ik eigenlijk een vraag in het verlengde van dit experiment.

Wanneer de hoeveelheid groter wordt duurt het langer voor het wort kookt.. dat is duidelijk.
Maar in dat geval duurt het traject 80 graden >>>>100 graden ook een stuk langer.

Is het in zo'n geval beter om de kooktijd (vanaf rollend koken) iets in te korten ivm maillardproducten ?

Ik vraag dat omdat ik op mijn gasfornuis eigenlijk iets te weinig vermogen heb en lang moet wachten voor het wort aan de kook is.

Offline Oscar

  • Beheerder BrouwVisie
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 23.562
  • Land: nl
  • BrouwVisie, brewvision, brauVision...
    • De Bier Brouwer
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #10 Gepost op: 04-11-2007 12:20 u »
Maar in de tabel staat dat naarmate de vulling toeneemt, het percentage verdamping afneemt. En ik reken altijd met % verdamping.

Lijkt mij logisch dat een % verdamping never nooit niet constant kan zijn bij verschillende volumes. Wil je dit gelijk houden dan zou je moeten werken met een "Volume/toegevoegde eniergie per tijdseenheid" gaan werken en die constant houden. Lijk mij geen doen ! Dus hieruit blijkt dat je het beste kunt werken met een verdamping per uur, aangezien die ongeacht je volume vrijwel constant is.

Wanneer de hoeveelheid groter wordt duurt het langer voor het wort kookt.. dat is duidelijk.

Dit verklaart dus ook die 2 liter verdamping van Jacques.

Dit is toch wel vreemd. Mogelijk komt dit door de manier van meten.

Denk ik niet. Je hebt natuurlijk wel een kleine meetafwijking, maar die zal niet super groot zijn. Wat was jou verwachting dan?

Offline Drents Hopbier

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 3.062
  • Land: nl
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #11 Gepost op: 04-11-2007 12:24 u »
Zo vreemd is dat toch eigenlijk niet? Het duurt veel langer om zo'n grote hoeveelheid water aan de kook te brengen dat het veel meer tijd heeft om deels te verdampen. Ook onder de 100C verdampt er vloeistof.

Jacques heeft hiervoor bij de grootste vulling wel een correctie toegepast: "Opmerkelijk was dat bij de grootste hoeveelheid zo'n 2 liter water verdampt was voordat het kookpunt bereikt was. Deze 2 liter heb ik aangevuld en vervolgens het water weer aan de kook gebracht."

Hopbier

Offline RobinB

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 20.934
  • Land: nl
  • Nooit geschroten is altijd mis!
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #12 Gepost op: 04-11-2007 17:13 u »
Jacques zegt dat de mate van vulling geen invloed heeft op de mate van verdamping. Maar in de tabel staat dat naarmate de vulling toeneemt, het percentage verdamping afneemt. En ik reken altijd met % verdamping.

De conclusie van Jacques klopt wel, omdat hij kijkt naar de absolute verdamping (dus liters). Deze is in de 3 experimenten gelijk. Daardoor moeten de percentages wel afnemen als je je beginvolume vergroot, en dat is ook het geval (zie tabel).

Een andere conclusie van dit experiment zou kunnen zijn dat je beter kunt rekenen met de absolute hoeveelheden ipv percentages.

Offline Jacques

  • Hoofdbeheerder
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 31.411
  • Land: nl
  • Brouw ze, roer ze en Proost!
    • Hobbybrouwen.nl
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #13 Gepost op: 04-11-2007 19:38 u »
Ik snap je conclusie niet als ik naar het eerste tabelletje kijk.

En je bent wat te gehaast geweest met versturen. Er zitten wat opvallende taalfouten in het stukje (sorry).

Ik vond het zeer opvallend dat bij de drie hoeveelheden de absolute hoeveelheid dat verdampte exact gelijk was. Het hanteren van percentage voor de verdamping is dan ook niet juist als je niet steeds exact evenveel brouwt.

Ja, ik was zeer gehaast omdat ik vanmiddag naar een bijeenkomst van het BKG ben geweest. In een nog te starten draad zal ik daar iets van vertellen.


Overigens is het wellicht van belang om de doorsnede van de pan te weten. Het oppervlak waar het water aan de lucht grenst zal wel veel te zeggen hebben over hoeveel water er kan verdampen binnen een bepaalde tijd. Kun je ons de doorsnede van de pan vermelden, Jacques? (En ook de anderen die dit experiment willen uitvoeren).

De absolute verdamping is natuurlijk afhankelijk van de gebruikte installatie. De doorsnede en het materiaal van de ketel en capaciteit van de brander spelen daarbij een rol. Degenen die het experiment herhalen zullen ongetwijfeld een ander waarde vinden voor de hoeveelheid dat verdampt per uur.
Om de vraag te beantwoorden: mijn ketel heeft een doorsnede van 50 cm.


Dit is toch wel vreemd. Mogelijk komt dit door de manier van meten. Misschien moet je nog eens wat water aan de kook brengen en dan de hele pan met water wegen voor het koken en als het kookt. Dan weet je zeker dat er niets geks gebeurt.

Volgens mij is er niets vreemds gebeurt. Er is gewoon water verdampt tijdens het opwarmen. Het volume was minder geworden. Als er geen verdamping had plaatsgehad dan zou het volume groter moeten zijn omdat met het stijgen van de temperatuur van het water het volume toeneemt.
Om de meting juist te laten verlopen heb ik eerst de hoeveelheid water aangevuld voor het water gedurende een uur te laten koken om daarna de verdamping vast te stellen.

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #14 Gepost op: 04-11-2007 21:29 u »
Als aanvulling op het experiment van Jacques heb ik vanmiddag nog een experiment gedaan met een voor mij toch wel verrassende uitkomst nl:

De hoeveelheid water die per uur verdampt is vrijwel volledig bepaalt door het toegevoerde vermogen wat aan de pan overgrdragen wordt-verliesvermogen door straling en convectie van de pan wanden. Het vreemde is dat het hierbij vrijwel niet uitmaakt of je nu een deksel op je pan zet, of geen deksel en zelfs niet of je een slang van een afzuiging in je pan hangt zodat alle stoom in die slang verdwijnt. In mijn experiment met een RVS soeppan: diameter van 23 cm en 18 cm hoog op een standaard keukengaspit bleek dat er 1.1 Liter per uur verdampt in alle 3 de gevallen.
Conclusie die ik daaruit heb getrokken is dat met een deksel op de pan stoom ontstaat vanaf de bodem van de pan. Zonder deksel ontstaat vrijwel geen stoom op de bodem meer, dus moet de verdamping uitsluitend aan het oppervlak plaatsvinden.
Dat betekent dus ook dat zonder deksel en matig vermogen je dus onvoldoende bellen en beweging zal krijgen dus niet goed kunt koken met betrekking tot eiwituitvlokking etc, maar toch wel net zoveel water wegkookt als met deksel op je pan.

Tevens wordt de conclusie van Jacques bevestigt dat je al redelijk wat water verdampt, vooral als je geen deksel op de pan hebt en boven de 70 C komt (0.3 l/uur bij 60 C, 0.5L/uur bij 80 C en 0.95l/uur bij 95 C en 1.1 l/uur tijdens koken) Vooral als het opwarmen lang duurt verdampt er dus veel.

Zie bijgaande Excel file voor alle meetdata en grafiekjes.

Offline Jacques

  • Hoofdbeheerder
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 31.411
  • Land: nl
  • Brouw ze, roer ze en Proost!
    • Hobbybrouwen.nl
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #15 Gepost op: 04-11-2007 21:39 u »
Hans,

Dit is wel heel erg opmerkelijk. Je zou verwachten dat het water dat tegen de deksel condenseert weer terug in de vloeistof valt waardoor het volume minder afneemt dan wanneer je geen deksel op de pan hebt.
Toch mooi dat zo iets simpels als koken zo veel nieuwe inzichten geeft als je het onderwerpt aan eenvoudige experimenten.

Overigens wordt in de brouwliteratuur uitgegaan van het kunnen verdampen van vluchtige stoffen en dat je er voor moet zorgen dat deze niet meer terug kunnen vallen in de brouwketel omdat je zo niet kwijt raakt. Een deksel op je pan zou dus gevolgen voor de smaak kunnen betekenen.

Een vervolg experiment waarbij met en zonder een deksel wort gekookt zou hier uitsluitsel over kunnen geven. Wie pakt dit op?

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #16 Gepost op: 04-11-2007 21:50 u »
Hans,

Dit is wel heel erg opmerkelijk. Je zou verwachten dat het water dat tegen de deksel condenseert weer terug in de vloeistof valt waardoor het volume minder afneemt dan wanneer je geen deksel op de pan hebt.

Daar heb ik wel een verklaring voor:
Water kan alleen maar condenseren onder afgifte van warmte. Als het tegen de deksel condenseert dan geeft het warmte af wat dan weer gebruikt wordt om ander water te laten verdampen. Ook water wat direkt van het oppervlak verdampt onttrekt warmte, zodat er dan minder water (via stoom) kan verdampen vanaf de bodem. Je kunt het proefje in een half uurtje herhalen als je wilt met een klein pannetje. weeg onder het koken je pannetje met water en bepaal elke 2 minuten hoeveel er verdampt is (gewichts afname) Doe dat met en zonder deksel en vergelijk het resultaat.
HansH

Offline Henielma

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 5.090
  • Land: nl
  • Eerste glas eigen bier!
    • Henielma
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #17 Gepost op: 04-11-2007 22:01 u »
Bij het koken van water gaat alle aan de pan toegevoerde warmte energie in het verdampen van water zitten want de temperatuur blijft constant. Er gaat nog wat energie verloren van de warmte die de pan afgeeft aan de omgeving.

Bij een bepaalde vlamgroote hoort dus een vaste verdamping van x liter per minuut. Ook bij een deksel op de pan zal de toegevoerde energie resulteren in dezelfde hoeveelheid waterdamp die uit de pan gaat. Want ook dan blijft de temperatuur constant en de geleidingswarmteafgifte aan de omgeving ook. De totale hoeveelheid energie in is altijd gelijk aan de hoeveelheid energie uit.

Overigens is bij mijn geautomatiseerde installatie bij 12 V op de modulerende klep (60 % open) de verdamping 2,7 liter per uur.

Wel een leuk experiment. Het komt overeen mij mijn observatie toen ik een keer een proefwort van 5 liter een uur gekookt had op het fornuis. Ongeveer de helft was verdampt. Toen ik mijn weckketel van 20 liter nog op hetzelfde fornuis kookte verdampte natuurlijk lang niet de helft.

Offline Oscar

  • Beheerder BrouwVisie
  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 23.562
  • Land: nl
  • BrouwVisie, brewvision, brauVision...
    • De Bier Brouwer
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #18 Gepost op: 04-11-2007 22:05 u »
De hoeveelheid water die per uur verdampt is vrijwel volledig bepaalt door het toegevoerde vermogen wat aan de pan overgrdragen wordt

Dit lijkt mij vrij logisch toch ? Als je meer energie toevoegd aan het geheel kan er meer verdampen. Wat alleen wel grappig is , is dat het niet uitmaakt of je met of zonder deksel kookt...maar acht ook dat is te verklaren..

Met de deksel erop zal de druk ietsje toenemen waardoor de temperatuur stijgt en de vloeistof gaat dus harder koken (rollend) en dus zal de verdamping harder zijn en dat is schijnbaar omgekeerd evenredig aan de opening van de pan. :lessmile:   :D

 :degroeten:

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #19 Gepost op: 04-11-2007 22:11 u »
Bij het koken van water gaat alle aan de pan toegevoerde warmte energie in het verdampen van water zitten want de temperatuur blijft constant. Er gaat nog wat energie verloren van de warmte die de pan afgeeft aan de omgeving.

Bij een bepaalde vlamgroote hoort dus een vaste verdamping van x liter per minuut. Ook bij een deksel op de pan zal de toegevoerde energie resulteren in dezelfde hoeveelheid waterdamp die uit de pan gaat. Want ook dan blijft de temperatuur constant en de geleidingswarmteafgifte aan de omgeving ook. De totale hoeveelheid energie in is altijd gelijk aan de hoeveelheid energie uit.

Dat is ook precies wat ik vond. Als je het beredeneert inderdaad logisch. Volgens mij kun je dit energieoverschot gemakkelijk bepalen door te meten hoe lang het duurt om met de deksel op de pan van 100-T1 tot 100-T2 graden te komen waarbij T1 en T2 dicht bij 100 liggen, bv 90 en 95. Dit zit ook al jaren zo in Bierpro, maar ik ben mij er nu pas van bewust dat de hoeveelheid verdamping zo constant is met of zonder deksel. (Die deksel op de pan is daarom juist wel nodig om geen water te laten verdampen tijdens die vermogensmeting met T1,T2.)
HansH
 

Offline Henielma

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 5.090
  • Land: nl
  • Eerste glas eigen bier!
    • Henielma
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #20 Gepost op: 04-11-2007 22:21 u »
Die vermogensmeting is wel interessant. Wil je die formule eens posten? Ik ben namelijk benieuwd hoeveel van de maximale 8 kW warmte van mijn brander echt overgedragen wordt aan de pan. Ik heb het idee dat de helft van de brandervermogen verloren gaat aan opgewarmde lucht.

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #21 Gepost op: 04-11-2007 23:33 u »
Die vermogensmeting is wel interessant. Wil je die formule eens posten? Ik ben namelijk benieuwd hoeveel van de maximale 8 kW warmte van mijn brander echt overgedragen wordt aan de pan. Ik heb het idee dat de helft van de brandervermogen verloren gaat aan opgewarmde lucht.

Naast het vermogen dat overgedragen wordt van brander naar pan heb je ook nog te maken met het vermogen dat verloren gaat doordat de pan ook weer vermogen afgeeft wat niet ten goede komt aan de opwarming of verdamping van het wort.

De formule is als volgt:

P=dTemp/dt x (pangewicht*SWpan+watergewicht x SWwater)
SWpan=4.60 x 10^02 (J/kgK) =soortelijke warmte van staal
SWwater=4.18 x 10^03 (J/kgK) =soortelijke warmte van water
dtTemp/dt = opwarmsnelheid van pan+water met deksel op de pan.
Om het vermogen bij koken te bepalen moet je dtTemp/dt vlak bij het kookpunt bepalen, bijvoorbeeld bepaal hoeveel seconden het duurt om van 90grC naar 95grC te komen. Noem dit delta_t
dTem/dt=5/delta_t
Om het vermogen bij een andere temperatuur te bepalen moet je dtTemp/dt vlak bij die temperatuur bepalen.

Bijvoorbeeld stalen pan van 5kg (incl deksel) met 10liter water opwarmen van 90-95 C duurt 2 minuten met deksel erop.

Voorbeeld:
P=5/120 x (5*4.60 x 10^02 +10 x 4.18 x 10^03 )=1837 Watt.


groet,
HansH

ps ik ben wel benieuwd naar het resultaat.
   

Offline wiwi

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 649
  • Land: be
  • De Boschveldbrouwerij
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #22 Gepost op: 05-11-2007 05:49 u »
Aan die dTemp/dt kunt ge waarschijnlijk nog iets doen h want hierin zitten de warmteoverdracht verliezen. Zoals reeds vermeld: deksel op de kastrol of, zoals bij de aangepaste gamellen: een dubbele wand zodat de hete lucht langs de ketelwand wordt geleid,… Kookt gij binnen of buiten? Is de hele brouwzaal goed geventileerd of hebt ge een afzuigkap boven uw kastrol? Is de grootte van de ketel afgestemd op die van de brander?
Groeten Wiwi

Offline hansHalberstadt

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 6.285
  • Land: nl
  • meten is weten
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #23 Gepost op: 05-11-2007 21:18 u »
Die dtemp/dt (opwarmsnelheid) kun je natuurlijk vergroten door 2 dingen:
-het vermogen van je brander vergroten.
-Het afgestraalde vermogen van je pan verkleinen (beter isoleren, zorgen dat er geen wind langswaait)

Een deksel op je pan is wel van belang om snel op te warmen maar bleek nu juist niet van belang voor hoeveel er verdampt als het goedje eenmaal kookt.

Ik kook zelf binnen en heb een deksel op de pan, maar wel een flinke afzuiging direct in de pan door de deksel heen. Daardoor wordt alle stoom die ontstaat direkt afgezogen.
HansH
 

Offline Henielma

  • Super lid
  • *****
  • Berichten: 5.090
  • Land: nl
  • Eerste glas eigen bier!
    • Henielma
Re: Kook- en opwarmtijdexperiment
« Reactie #24 Gepost op: 05-11-2007 23:00 u »
Bedankt HansH voor je formule om te berekenen hoeveel vermogen van de brander werkelijk de pan bereikt.

Omdat ik met mijn geautomatiseerde weckketelinstallatie logfiles heb die iedere seconde de temperatuur tijdens het brouwen aangeven kan ik zonder iets opnieuw te moeten koken toch een aantal meetresultaten geven:

Hoeveelheid warmte die in de pan gaat bij vol brandervermogen (BI-8000 op 30 mbar propaangas)                     
5-nov-07                     
SW staal   460   J/kg k               
SW water   4180   J/kg k               
      Pan   Wort            
dT [k]   dt ( s )   gewicht   gewicht   P [W]   Brouwsel   Datum   
5   347   3.43   24.2   1480   B28   20-okt-07   Buiten in Oss
5   316   3.43   25.8   1731   B27   4-aug-07   Zonder deksel in garage
5   321   3.43   25.6   1691   S26   20-jun-07   Zonder deksel in garage
5   291   3.43   23.8   1736   C25   6-jun-07   Zonder deksel in garage
5   289   3.43   24.6   1806   K24   22-mei-07   Met deksel?

Ik heb de formule in een Excel sheet opgenomen. Deze sheet is bijgevoegd aan dit bericht.

Resultaat is dat er ongeveer 2 kW in de ketel terecht komt de rest gaat verloren. Nog even de gegevens van de brander erbij genomen. Om 8 kW te krijgen heb je bij butaan 30 mbar nodig en bij propaan 37 mbar. Als ik er vanuit ga de de druk lineair is met het vermogen dan heb ik bij propaan op 30 mbar ongeveer 6,486 kW.

Binnen met deksel houd ik van de 6486 Watt brandervermogen nog 1806 Watt over die het wort verwarmt. Dit is een rendement van slechts 28 %. Mijn inschatting dat slechts de helft van de warmte in het wort terecht komt was nog te optimistisch.

De 30 mbar van de drukregelaar loopt bij mijn installatie nog via een modulerende 24 Volts gasklep die bij mij maximaal 20 Volt krijgt. Ik heb ooit begrepen dat deze bij 22 V pas helemaal open zijn. Hierdoor is het brandervermogen mogelijk nog wat lager. Ik zal nog eens meten of uit de gasklep 30 mbar komt als de gasklep helemaal open staat.

Omdat ik in Oss laatst een gamel gekocht heb zal ik eens aanvullend experiment uitvoeren met dezelfde brander en dezelfde hoeveelheid water. Ik ben benieuwd of en hoeveel het rendement verbetert door de dubbele wand van het gamel.