Cómo calcular los tamaños mínimos de los recipientes para la elaboración de todo tipo de granos

Fondo:

  • Elaboración de cerveza en una pequeña cocina con espacio de almacenamiento limitado
  • Toda la elaboración de granos, los extractos no están disponibles por aquí
  • También estoy mirando BIAB, pero quiero tener la configuración tradicional de 3 recipientes
  • Utilizará 3 ollas regulares (mash tun, licor caliente, hervidor de agua), preferiblemente almacenándolas una dentro de la otra

Quiero obtener lotes de 20 l (en el fermentador principal) de cervezas de concentración normal (OG < 1060).

Mi receta promedio tendrá esas limitaciones:

  • 5 kg de grano para el puré
  • Relación agua/grano de 4l/kg
  • 90 minutos hierve
  • Aspersión de moscas o aspersión por lotes

Aquí es donde llegué hasta ahora:

Tun de puré

  • 2 litros de espacio muerto (suponiendo que lo haga así)
  • 20l Huelga de agua
  • Absorción de grano de 8,3 l (1,67 l/kg obtuvo ese número en algún lugar de la web)
  • Con nuestro método de rociado, siempre tenemos un máximo de 20 l de líquido en la olla.

--> Primera cuestión, ¿cómo calculo el volumen tomado por los granos?

Editar: Beersmith estima que es de 0,652 l/kg, por lo que:

  • Volumen de granos = 5 * 0,652 = 3,26 l

Mash tun tamaño mínimo: 23,3 l

hervir la tetera

  • Deadspace 5l (asumiendo)
  • Volumen posterior a la ebullición 25 l (20 l para fermentador + 5 l de espacio muerto)
  • Evaporación = 25 l * 9 %/h * 1,5 h = 3,37 l (esto realmente debería ser del volumen antes de hervir , pero no sé cómo obtenerlo)
  • expansión líquida (25l + 3,37) * 4% = 1,13l igual que arriba

Tamaño mínimo del hervidor de agua: 25 l + 3,37 l + 1,13 l = 29,5 l

Además de un poco de holgura para evitar derrames.

¿Cómo calculo el volumen antes de hervir?

¿Cuánto es el espacio extra mínimo para evitar los derrames?

HTL

  • Sin espacio muerto
  • En la tetera Hervir tendremos al menos 25l + 3,3 = 28,5l de volumen de pre-ebullición
  • Del macerado obtenemos 18l - 8,3l = 9,7l para las primeras corridas

Tamaño mínimo HLT: 28,5 l - 9,7 l = 18,8 l

Eso me daría ollas muy bien apilables de un tamaño muy manejable, donde no fuera por los problemas anteriores...

BIAB

  • volumen de maceración = pre-hervido + absorción + volumen de grano = 28,5 + 8,3 + 3,26 = 40 l

Editar: volumen agregado tomado por granos

Sin rociado

  • Igual que BIAB, creo

Extracto con ebullición completa

(solo para completar)

  • Igual que Hervir Hervidor
En mi experiencia, el problema de la ebullición será el más complicado de calcular. Dependiendo de la cantidad y los tipos de granos utilizados, obtengo diferentes cantidades de espuma que conducen a la ebullición. También encuentro que el volumen previo a la ebullición también varía de un lugar a otro. En un lugar con menor humedad, se pierde mucho más que en un lugar con mayor humedad, lo que afecta el volumen hervido final. Pero nuevamente, la forma de su maceta afectará esto, ya que la proporción de superficie a aire será diferente con macetas de diferentes tamaños. Para hacer estos cálculos habría que tener en cuenta esas variables.
Otorgar la recompensa a MalFet porque su respuesta fue lo más cercano a lo que pedí. Sin embargo, la respuesta de Mdma fue muy perspicaz para aclarar muchas cuestiones sobre el cálculo de estos volúmenes.

Respuestas (3)

Volumen requerido para cada recipiente:
Hervidor de agua: (Tamaño del lote + 4 % de expansión) + (Boiloff) + (Espacio adicional para hervir) Tanque de maceración
: (Proporción de agua a grano molido) * (La mayor cantidad de grano molido) + (Volumen de grano) * ( Billt de grano más grande)
HLT: (Agua de huelga) + (Agua de rociado)

La absorción de granos es fácil de estimar. Siempre he usado 0,1 galones de absorción por 1 libra de grano, o aproximadamente 0,8 litros por kilo. Esta es la cifra utilizada por la mayoría del software y siempre ha sido muy precisa para mis propósitos.

La ebullición varía significativamente según la forma del recipiente y la naturaleza de la fuente de calor. Me gusta tener al menos 2-3 galones (~8-12 litros) de espacio libre. Puede arreglárselas con menos (1-2 galones; ~4-8 litros), especialmente si está dispuesto a usar algo como Fermcap para limitar la producción de espuma que provocaría un derrame. No hay una respuesta absoluta aquí, pero una regla general común es comprar un hervidor de agua que tenga el doble del volumen del tamaño de lote previsto.

Su volumen antes de hervir es simplemente el tamaño de su lote más la cantidad de agua que espera perder debido a la ebullición. La cantidad exacta que perderá al hervir es extremadamente compleja y dependerá de una serie de factores diferentes que no se pueden medir suficientemente. Su mejor opción es realizar un par de pruebas para ver cuál será su ebullición promedio. Hasta que descubra los valores para su sistema, generalmente es mejor asumir una ebullición baja, porque siempre es mucho más fácil agregar agua que quitarla.

Obtuve el 1.65l/kg de brew365 , supuestamente proviene del libro 'Diseñando grandes cervezas' de Ray Daniel. Como se indica en el artículo, algunas otras referencias apuntan al mismo número que usa, elegí el número más grande para estar seguro. ¿Cuál es el tamaño de su hervidor de agua y los lotes que hace? 8-12 litros suena bastante para un recipiente de 29,5 litros (¿1/3 del tamaño?)
Cierto, no estoy seguro de dónde sacó Ray Daniels sus cifras, pero son exactamente el doble de lo que usa todo el mundo. Ciertamente, no se producirá ningún daño al suponer que necesita más espacio. Una regla general es que desea hervir el doble del tamaño de su lote. En los EE. UU., la mayoría de las personas usan hervidores de 10 galones para lotes de 5 a 6 galones, aunque algunos se salen con la suya con 8 si observan de cerca los derrames. Alternativamente, puede usar un reductor de espuma como Fermcap.
¿Quiere decir 5-6 galones de volumen final en el fermentador? ¿El volumen de ebullición será mayor entonces? 10 galones serán unos 38 litros. Eso es 8,5 más que el volumen mínimo de 29,5 que había calculado para hervir la tetera. Me pregunto si eso es realmente obligatorio, nunca he tenido un rebose, pero la única vez que vi que el forúnculo creció un poco con espuma, no pasó más de unos 5 centímetros (unos 5 litros en la tetera ). ¿Tiene rebosamientos frecuentes? ¿Cuánto 'crece' tu mosto durante eso? ¿Hay algún estilo que sea más propenso a ello?
Sí, eso es 5-6 galones (19-23 L) de volumen final, que serían 6-7 galones (23 L-26,5 L) de volumen antes de hervir. No tengo derrames porque uso un quemador de potencia moderada y una olla grande, pero en ciertas circunstancias puedes tener un derrame muy grande (especialmente durante las pausas calientes). Es solo una compensación; una olla más pequeña funcionará, pero podría requerir más vigilancia de su parte.
He agregado algunos detalles más a mi respuesta. Si esto no responde a su pregunta, tal vez podría ser más específico sobre lo que no está claro. No habrá una fórmula precisa para determinar la tasa de evaporación o la holgura de evaporación necesaria, simplemente porque estas cosas dependen de una variedad de factores que no pueden predecirse desde el exterior.
En la fórmula del mash tun, ¿podría explicar por qué incluye la absorción de granos en la fórmula pero no tiene en cuenta el volumen de los granos en sí? Supongamos que aplico la fórmula a mis restricciones:
Fórmula de aplicación: Volumen cuba de maceración = 4 * 5 + 1,67 * 5 = 28,35 l. Pero si hago, por ejemplo, un rociado por lotes, usando 20 l de agua de rociado para el golpe, termino con 20 l + volumen de granos en el hervidor. Si luego dreno y agrego mi agua de aspersión, termino con el mismo escenario. ¿Los granos realmente consumen 8,35 litros de volumen?
El uso de la fórmula Mash Tun de "absorción" en lugar de "volumen" fue solo un error de mi parte. Lo he arreglado ahora.
Me temo que creo que esto es una simplificación excesiva e incluso omite detalles válidos que estaban en la pregunta original. Las fórmulas anteriores no mencionan el espacio muerto, que puede ser significativo en el MLT, dependiendo de la construcción múltiple y de los otros recipientes. Para el BK, los volúmenes de pre-hervido/post-hervido deben tener en cuenta no solo la evaporación y la contracción, sino también las pérdidas en el enfriador (por ejemplo, un CFC), las pérdidas en el turbio y las pérdidas en la absorción del lúpulo, que a menudo pueden sumar hasta un 20 %. del tamaño de su lote: apunto 12 galones después de hervir (todavía en el BK) para obtener un poco más de 10 galones en el fermentador.
Ciertamente, aunque hasta cierto punto depende de lo que estés contando. Considero que mi volumen en el hervidor al final de la ebullición es el tamaño de mi lote, aunque algunos cuentan el volumen en los fermentadores y otros el volumen en la botella.

Si bien las fórmulas pueden brindarle una idea de los tamaños apropiados, existen bastantes incógnitas. En cambio, tendría en cuenta la sabiduría común para los tamaños de calderas.

La regla general es hacer que la tetera hierva alrededor del doble del volumen de su lote objetivo. Preparo lotes de 38 litros/10 galones y uso una tetera blichmann de 75 litros/20 galones. El volumen previo al hervido suele ser apenas 3/4 de la capacidad del hervidor, por lo que los derrames rara vez ocurren, pero ha ocurrido una vez. El mínimo absoluto sería 1,5 veces el tamaño de su lote, pero cuanto más se acerque a 2 veces el tamaño de su lote, más conveniente y placentero será prepararlo. Incluso con un tamaño de lote 2x, no puede eliminar por completo los derrames, pero rara vez se producen. A medida que reduce el tamaño del hervidor, debe estar más atento a los derrames, por lo que más grande es definitivamente mejor aquí si puede acomodarlo.

Para el MLT, puede ir más pequeño, hasta 1,2 veces el tamaño del lote si está seguro de que no hará nada por encima de 1,060. En mi experiencia, el volumen de mi macerado nunca más es el tamaño del lote final para cervezas de fuerza regular.

Para el HLT, generalmente necesita aproximadamente el doble de agua que el volumen del lote final. Mi HLT es el doble de mi volumen de lote: llene el hervidor al comienzo del día de la cerveza y use casi todo, tal vez quede un galón como máximo. Tener más agua también ayuda con el intercambio de calor HERMS. En principio, podría ir más pequeño si no está usando HERMS o si está preparado para calentar el agua varias veces, por ejemplo, calentar el agua de huelga, luego cualquier infusión adicional y luego el agua para el rociado. El HLT le brinda la mayor flexibilidad y puede ser tan pequeño como 0,75 veces el tamaño de su lote, pero el tamaño más pequeño hará que el sistema sea menos conveniente.

Resumiendo estas cifras para tamaños mínimos y rango útil:

  • BK: 1,5-2 x tamaño de lote = 30-40 l. (Vaya por el más grande que pueda acomodar).
  • MLT: 1,2+ x tamaño de lote = 24-40 l.
  • HLT: 0,75-2 x tamaño de lote = 15-40 l.

Estas cifras se relacionan bien con sus estimaciones originales.

EDITAR: Supongo que montará una válvula de salida en las teteras. Si es así, dudo que puedas almacenar las teteras una dentro de la otra. En su lugar, puede ser mejor obtener 3 hervidores del mismo tamaño de 35-40 l y apilarlos verticalmente cuando no estén en uso.

EDICIÓN 2: si no tiene espacio para 3 hervidores ahora, ¿por qué no elegir un solo hervidor de 40 l y hacer BIAB hasta que tenga espacio? Tengo una configuración de 3 hervidores, pero a veces desearía poder hacer lo mismo con 1: ocupan mucho espacio (ver mi foto de perfil). El peligro de reducir el tamaño al más pequeño para que los hervidores se puedan apilar es que gastas bastante en las teteras, pero aun así puedes terminar con un día de preparación complicado debido al tamaño inadecuado de las teteras. También necesitarás una placa de cocina bastante grande para tener espacio para las tres teteras, si estás preparando cerveza en la cocina. Si elige una solución de un solo hervidor ahora, podrá preparar todo el grano sin necesidad de espacio para 3 hervidores, y también asegúrese de tener espacio en la estufa y energía para poder prepararlo de manera efectiva.

Buen punto sobre las válvulas, lo había pasado por alto. Desafortunadamente, no tengo espacio para almacenar 3 hervidores de agua de 40 l, ni siquiera verticalmente, así que tendré que ser creativo allí... Tal vez pueda encontrar una válvula pequeña.
Buen consejo, también estoy viendo esa opción (en realidad lo dije en mi pregunta) pero quería explorar la posibilidad de tener una configuración completa de 3 hervidores. También siento que la pregunta puede ser útil para otros que intentan averiguar qué tipo de equipo necesitan (por lo tanto, incluí las cifras para BIAB, Extracto y sin rociado).
No creo que tratar de formalizarlo sea una buena idea, simplemente hay demasiadas variables para que esto sea aplicable en general: los granos tienen diferentes tasas de absorción (en copos frente a malta), tasas de evaporación en la forma del recipiente y poder de ebullición. puede variar del 5 % al 20 %, y las pérdidas por absorción de turbios y lúpulos varían según la receta, el pH del hervor, la eficiencia del filtrado del filtro, ¡y estoy bastante seguro de que hay más variables en las que no he pensado! Además, no todos los días de preparación transcurren sin problemas, a veces se necesita capacidad adicional, como cuando se usa más agua de rociado para compensar un bajo rendimiento de macerado.

Drenaje de todas las respuestas y comentarios anteriores:

Caldera de ebullición = (((tamaño del lote + espacio muerto) + (ebullición apagada/h * duración de la ebullición) ) + expansión) + espacio extra para hervir

Con 9 % de evaporación, 4 % de expansión, 90 min de ebullición, un lote de 20 l y 5 l de espacio muerto:

BK = (((20l + 5l) + (9% * 1.5)) + 4% )+ extra for boil over
BK = 29.5l extra for boil over

De la regla general que dice que el hervidor de preparación debe tener entre 1,5 y 2 veces el tamaño del lote, obtenemos:

Boil over = 20l * 1.5 = 30l

O

Boil over = 20l * 2 = 40l

La cifra de 1,5 veces parece peligrosamente cercana al volumen del líquido, mientras que las 2 veces proporcionan 10 l de espacio extra, o un 35 % extra, que podría aplicarse a la fórmula anterior.

Mash Tun= (proporción de agua a grano) * (cuenta de grano más grande) + (volumen de grano) * (cuenta de grano más grande)

MT = 4 * 5 + 0.652 * 5 = 23.3 l

Tina de licor caliente = agua de golpe + agua de rociado

Si bien eso es correcto, si asumimos que el agua de golpe se calienta en la cuba de maceración, el HLT solo necesita contener agua de rociado:

HLT = sparge water

Que es, con los números en la pregunta:

Sparge water = Pre boil volume - first runnings
Sparge water = 28.5 - ( strike water - absorption - dead space)
Sparge water = 28.5 - ( 20 - 8.3 - 2)= 28.5 - 10.3 = 18l

O si desea calentar toda el agua en el HLT:

HLT = 20 + 18 = 38l

Esto, creo, es lo más cercano que se puede llegar a un conjunto de fórmulas, que si bien tiene las limitaciones señaladas en las respuestas/comentarios, brinda números útiles, respaldados por alguna lógica.

¿Realmente tiene 5l de espacio muerto en su hervidor de agua? - eso es un desperdicio del 20 % en un lote de 20 l justo ahí, razón por la cual el tamaño del lote de 1.5x parece estar tan cerca del nivel del líquido. Preparé lotes de 20 l durante un año en una tetera de 25 l.
Mi amigo tiene una tetera de 33 l, la válvula está instalada a 5 cm de la parte inferior, lo que da un espacio muerto de aproximadamente 5 l, mirando hacia atrás, probablemente podría instalarse más abajo ya que la mayoría de las veces queda una buena cantidad de cerveza encima del trub, pero algunos brebajes producen mucha agitación y en estos casos los centímetros extra vienen bien.
Cómo calcular los tamaños mínimos de los recipientes para la elaboración de todo tipo de granos
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