Reduceerventiel zelfbouw CO2 0.1 mBar voor cold crash

[hansHalberstadt]

Aan het einde van de hoofdgisting wil je vaak een koudestap toevoegen, maar dan loop je de kans dat er zuurstof aangezogen wordt omdat bij lage temperatuur meer koolzuur oplost in je bier dan bij hoge temperatuur. Zelfde geldt voor temperatuurwisselingen als je geen temperatuurgecontroleerde vergisting hebt.
De oplossing die ik daarvoor heb bedacht is een reduceerventiel instelbaar tussen 0 en 1 mBAR die je aansluit tussen je CO2 fles+standaard reduceer en je gistings/lagervat. Met die extra reduceer kun je een minieme overdruk maken zodat zelfs als het deksel van je gistingsvat lekt je nog steeds heel weinig CO2 verbruikt. maar door die minieme overdruk kun je nooit meer het probleem krijgen van zuurstofaanzuigen door je bier.

Hier een grove schets hoe het werken moet. (Ik moet het nog bouwen)
De basis is een Fans fietsventiel als klepje+ drukschakelaar en daar bij ee membraan van aluminiumfolie, gelijmd met siliconenkit op een pvc eindkap van 110 mm. bij 0.1 mbar heb je op het membraan een kracht van ca 10 gram die je klepje (frans ventiel) dichtdrukt. Eea is instelbaar tussen 0 en 1mBar via een veertje en een stelschroefje.
 

[Oscar]

aan het einde vande hoofdgisting wil je vaak een koudestap toevoegen

  Waarom? 

[Serge VL]

Makkelijker is toch gewoon een terugslagklepje?

https://www.aliexpress.com/item/pneumatic-control-food-grade-check-valve/32292613482.html?spm=2114.13010608.0.0.4BJ2yt

[hansHalberstadt]

Makkelijker is toch gewoon een terugslagklepje?

https://www.aliexpress.com/item/pneumatic-control-food-grade-check-valve/32292613482.html?spm=2114.13010608.0.0.4BJ2yt

Gistingsvaten met schroefdeksel zijn zelden helemaal luchtdicht, dus dan helpt een terugslagklepje niet. Ook kun je redelijk wat onderdruk krijgen. bij 20 ºC kan 0.17% koolzuur oplossen en bij 3 ºC is dat 0.3%. dus als je uitgegist bier van 20 ºC afkoelt naar 3 ºC zal het koolzuur op gaan nemen en als dat niet kan dan zal de druk afnemen tot ca -0.4 BAR. Daardoor kan zelfs je gistingsvat imploderen. Lijkt me dus beter om het tekort aan koolzuur gewoon aan te vullen, vandaar.
 

[hansHalberstadt]

Waarom? 

Dat is een ander topic 

[Paard]

Lijkt mij best handig, alleen zou ik wel heel zeker willen zijn dat dit werkt, exploderende vaten geven nl veel rommel.

Ik gebruik om dit probleem op te lossen een lege soda keg die ik even vul tot 0,2 bar en dan op de cct aansluit valk voor dat ik de temperatuur laat dalen. Dit werkt prima voor de 80 liter die ik per keer maak.

[Serge VL]

Een vraagje waarom 0.1 mbar?  Je zou toch net evengoed 1 mbar kunnen nemen, dat is ook nog maar 1 cm waterkolom en dat komt ongeveer overeen met de druk die je moet overwinnen in een waterslot.
Dan kan je gewoon een off the shelf regelbaar gasreduceerentiel kopen (0 tot 6 mbar) voor ongeveer € 20?
Dat lijkt mij een vele robuustere opstelling dan een eigenhandig in elkaar gestoken drukregelaar

Bijvoorbeeld:
http://www.marktplaats.nl/a/caravans-en-kamperen/caravan-accessoires/m1078421052-gasdrukregelaar-met-manometer-0-tot-6-mbar-nieuw-25-00.html?c=8c285449651fa109c354bbabe740c1b&previousPage=lr&pos=24&lr_snippet=horizontalRichSnippet

[hansHalberstadt]

Lijkt mij best handig, alleen zou ik wel heel zeker willen zijn dat dit werkt

Het principe is precies hetzelfde als een hogedruk reduceer. De in inlaat druk stel je in op de minimum druk die de hoofdreduceer kan leveren. bv 0.1 BAR. Die druk duwt het klepje van de 1mBar reduceer dicht en een druk op het gistingsvat hoger dan 1mBar drukt ook het klepje dicht. kan dus niet exploderen.

Het membraan is van aluminiumfolie dus ookal zou het helemaal fout gaan dan is het enige dat kan gebeuren dat het aluminiumfolie scheurt. Wat ik zowizo altijd doe is de kraan van de CO2 cylinder maar even open zetten zodat de 60BAR van de fles in de hoofdreduceer zit en dat is al een paar liter CO2. zo kan je koolzuur fles nooit leeglopen als er iets fout gaat en je er niet bij bent.
     

[hansHalberstadt]

Een vraagje waarom 0.1 mbar?  Je zou toch net evengoed 1 mbar kunnen nemen, dat is ook nog maar 1 cm waterkolom en dat komt ongeveer overeen met de druk die je moet overwinnen in een waterslot.
Dan kan je gewoon een off the shelf regelbaar gasreduceerentiel kopen (0 tot 6 mbar) voor ongeveer € 20?
Dat lijkt mij een vele robuustere opstelling dan een eigenhandig in elkaar gestoken drukregelaar

Bijvoorbeeld:
http://www.marktplaats.nl/a/caravans-en-kamperen/caravan-accessoires/m1078421052-gasdrukregelaar-met-manometer-0-tot-6-mbar-nieuw-25-00.html?c=8c285449651fa109c354bbabe740c1b&previousPage=lr&pos=24&lr_snippet=horizontalRichSnippet

Ik denk dat de link gaat over 0-6 BAR. dat is een factor 1000 x teveel druk.
25 mBar gasregelaars is ook nog teveel druk. Heb ik gisteren geprobeerd. Je hele deksel van je gistingsvat bolt dan op. Dus als je iets standaards kunt kopen prima natuurlijk, maar ben ik nog niet tegengekomen.

De reden voor 0.1 mbar is dat deksels van gistingsvaten vaak lekken. Het CO2 verlies door lekkende deksels is evenredig met de druk, dus kun je het beste de druk zo klein mogelijk instellen. 0.1-1 mbar leek me wel een mooie waarde. dan kun je gewoon je waterslot er ook nog op laten zitten en gaat die niet borrelen.

[Serge VL]

Anders neem een kijkje in deze cataloog Pagina 3/11 en Pagina 3/12 daar staan ook zulke drukregelaars met een lage uitgangsdruk.
http://e-gaz.com.tr/images/uploads/RECALPG.pdf

Of je moet industrieel gaan zoals vb de deze? maar dat zal wel een andere prijs categorie zijn 
https://www.equilibar.com/PDF/Equilibar-LPR2-Ultra_Low_Pressure_Regulator.pdf

[hansHalberstadt]

Anders neem een kijkje in deze cataloog Pagina 3/11 en Pagina 3/12 daar staan ook zulke drukregelaars met een lage uitgangsdruk.
http://e-gaz.com.tr/images/uploads/RECALPG.pdf

Staan er inderdaad wel een paar bij met lage druk. Wel special, dus prijs zal ook wel speciaal zijn. Ik vind het ook vooral leuk om zelf iets te maken wat vrijwel niets kost en ook nog goed werkt. Het principe is zo simpel dus heb er wel vertrouwen in.

[Serge VL]

0 tot 80 mbar regelaar kost niet zo veel hoor.
http://www.gaswinkel.be/catalogus/onderdelen_technisch/reca_regelbare_gasdrukregelaar_0_-_80_mbar_4_kguur.htm

[hansHalberstadt]

0 tot 80 mbar regelaar kost niet zo veel hoor.
http://www.gaswinkel.be/catalogus/onderdelen_technisch/reca_regelbare_gasdrukregelaar_0_-_80_mbar_4_kguur.htm

Die zou wel kunnen. De in te stellen druk zit echter wel helemaal aan de onderkant van het bereik. met mijn gewone reducer krijg ik problemen met het instellen van de druk als die lager wordt dan ca 5% van de volle schaal. dan wordt de druk sterk afhankelijk van de inlaatdruk. als je je cylinder dan dichtdraait en het de druk wordt minder dan 10 BAR dan nemt de uitgangsdruk ineens sterk toe. zo'n effect zal hier ook wel optreden als je onderin het bereik gaat zitten bij 1mBAR met 80mBar bereik.

Ik ga eerst het zelfbouwprojektje doen en op basis daarvan kijken of ik een alternatief nodig heb.

[hansHalberstadt]

Inmiddels wat verder gekeken naar het ventiel. Het blijkt dat het Franse ventiel niet geschikt is omdat het met de paar honderd millibar tegendruk uit de koolzuurcylinder een miniem beetje blijft lekken, dus niet goed dichtdrukt. Een gewoon ventieltje wordt wel volledig dichtgedrukt dus is wel geschikt. Het idee is nu om het balgje aan een dun pennetje te bevestigen en dat pennetje drukt dan in het ventieltje (aan de kant waar je normaal je band oppompt) en drukt het klepje open. Daardoor komt er CO2 in het deel met de balg en gaat het pennetje weer naar buiten en gaat het klepje weer dicht. De kracht die je op het pennetje zet moet het balgje weer compenseren dus dat levert exact de druk op die je wilt hebben.

[hansHalberstadt]

Dan wordt de druk sterk afhankelijk van de inlaatdruk. als je je cilinder dan dichtdraait en het de druk wordt minder dan 10 BAR dan neemt de uitgangsdruk ineens sterk toe. zo'n effect zal hier ook wel optreden als je onderin het bereik gaat zitten bij 1 mBAR met 80 mBar bereik.

Nog wat verder nagedacht over dit effect. Het punt zit hem in het oppervlak van het hogedruk klepje en het oppervlak van het lagedrukmembraan. stel het oppervlak van het hoge druk klepje = 1 mm2 en het oppervlak van het membraan is 5 cm2 (500 mm2) dat is dus 500 x zo groot. Dat betekent dat voor elke BAR drukverandering aan de ingang, je 2 mBar drukverandering krijgt aan de uitgang. Voor een reduceer van 0-80 mbar wat je instelt op 50 mbar is 2 mbar variatie tgv ingangsdruk niet zo erg, maar als je dat ventiel instelt op 0.1 mbar dan is 2 mbar 20 x zoveel variatie als de druk die je wilt instellen, dus onacceptabel.
Het ventiel wat ik ga maken heft een klepje van 0.03 cm2 en een membraan van 122 cm2 dus een factor 4000. Dan levert 0.5 Bar drukvariatie aan de inlaat slechts 0.21 mBar drukvariatie aan de uitgang. Dat lijkt wel acceptabel.

[koffie]

Gistingsvaten met schroefdeksel zijn zelden helemaal luchtdicht

Ik denk dat je je daarin vergist. De meest bekende/gebruikte gistvaten met een los deksel erop met daar nog ring eromheen die je aandraait zijn echt wel luchtdicht.

[Bram86]

Ik denk dat je je daarin vergist. De meest bekende/gebruikte gistvaten met een los deksel erop met daar nog ring eromheen die je aandraait zijn echt wel luchtdicht.

Ik heb er anders één die lekt. De andere is wel luchtdicht.

[hansHalberstadt]

Ik denk dat je je daarin vergist. De meest bekende/gebruikte gistvaten met een los deksel erop met daar nog ring eromheen die je aandraait zijn echt wel luchtdicht.

Dan heb je geluk en kan de druk ook wel wat hoger, maar met een normaal gasreduceerventiel van 25 mBAR en een deksel van 40 cm diameter zit je al snel op 30 kg kracht op je deksel en dan lekt hij waarschijnlijk wel omdat hij dan gaat verbuigen.

[hansHalberstadt]

Inmiddels het menbraan gemaakt, pennetje (paperclip) voor indrukken van het klepje gemonteerd en het geheel gelijmd met siliconenkit.
Het werkt zoals verwacht. Om de afhankelijkheid van ingangsdrukvariaties te compenseren ben ik nog aan het overwegen om een 2e feedback op te nemen wat de instelveer voor de druk iets verder indrukt naarmate de ingangsdruk hoger is. Daarmee kun je de uitgangsdruk helelaal onafhankelijk maken van de ingangsdruk. Dat is wel handig want dan kun je je CO2 fles even open zetten en de druk op 60 BAR laten komen en de uitgangsdruk van de 1e reduceer bv op 0.3 BAR zetten en dan fles weer dichtdraaien. als de CO2 aan de ingangskant dan bijna is gezakt en de druk naar 0 loopt dan loopt de uitgangsdruk van de 1e reducer op naar bv 0.5 of 0.6 BAR, maar blijft de lage druk nog steeds 0.1 mBAR. (zou anders oplopen naar cva 0.4-0.5 mBAR zonder compensatie)

Ik denk om die compensatie te maken met een stukje siliconenslang aangesloten op de tussendruk en het slangetje onder een plaatje. dat plaatje zit dan aan het moertje van het drukinstelschroefje. dat moertje gaat dan omhoog als de ingangsdruk toeneemt en verhoogt zo de druk op het veertje om dat weer te compenseren     

[hansHalberstadt]

De reduceer in werking. ca 0.5 mBAR overdruk

Druk instellen met klein gewichtje op het membraan leggen.

[tdp]

Mooi werk, Hans! Ook tevreden met het resultaat, of heb je nog verbeteringen in gedachten?

[hansHalberstadt]

Mooi werk, Hans! Ook tevreden met het resultaat, of heb je nog verbeteringen in gedachten?

Nog niet helemaal tevreden.
Het blijkt toch dat het fietsventieltje zichzelf niet altijd helemaal dicht kan drukken. na 1 nachtje bleek toch het waterslot meer dan een cm hoogteverschil te geven, dus meer dan de ingestelde druk. het ventieltje hoeft maar een minuscuul beetje lucht door te laten en na een paar uur heb je dan dit.

Ik ga het daarom iets modificeren. ga nu de balg sensen met een microswitch die een elektrisch klepje bedient in de lage druk koolzuurtoevoerleiding. Voordeel is dan ook dat de druk beter constant te houden is.

[hansHalberstadt]

Vanavond de zaak aangepast met uswitch en 24 V klepje. Werkt nu helemaal goed
 

[Serge VL]

Ok concept of design is proven! Tegen wanneer kunnen we dit bestellen? 

[hansHalberstadt]

Ok concept of design is proven! Tegen wanneer kunnen we dit bestellen? 

Voor >10.000 stuks per jaar wil ik het misschien wel in productie nemen.   Anders wordt het toch zelfbouw vrees ik.