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Beitrag von Hügelwilli » 23. Nov 2018, 10:05

Hobbybrennen.ch soll auch Berechnungsmöglichkeiten zB für die Verdünnung von Alkohol bekommen. Einiges ist auch schon verwendbar:
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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 5. Dez 2018, 09:43

Mit den Daten aus hefezelles Verdünnungsrechner hab ich unseren bestehenden Verdünnungsrechner so modifiziert, daß auch hier die Kontraktion berücksichtigt wird. Da ich nur einen kleinen Teil der Daten verwendet habe, ist es natürlich aber nur eine "rauschende Kopie" des Originals. Gerade aber im praxisnahen Alkoholprozentbereich sind die Ergebnisse ok, bzw zumindest viel besser als bei den üblichen Rechnern, welche die Kontraktion nicht berücksichtigen.

Der Rechner wird noch erweitert werden und ist auch graphisch noch nicht besonders toll. Wenn sich jemand mit html auskennt (vor allem die mobile Ansicht macht Probleme), kann er gerne die Daten haben und was hübsches draus basteln.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 8. Dez 2018, 21:28

Mit den Daten aus hefezelles Siedediagramm habe ich unseren Rechner um eine Funktion erweitern können: Den "Destillationsrechner".
Mit ihm lässt sich zB aus der Dampftemperatur am höchsten Punkt der Destille der Alkoholgehalt des Destillats berechnen. Auch das Simulieren von mehreren Destillationen ist möglich.
Dieser Rechner wird übrigens noch um die Berücksichtigung der Höhenmeter ergänzt werden.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 7. Jan 2019, 11:13

Bei unseren Überlegungen zum Rechner entstehen als Nebenprodukt immer mal kleine Berechnungsmöglichkeiten, die nicht wirklich in der Praxis interessant sind, aber vielleicht doch für irgendwen mal von theoretischem Interesse. Diese Berechnungsmöglichkeiten hab ich nun teilweise auf eine Seite gepackt:
Rechner 2
Wird noch erweitert werden.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 21. Jan 2019, 16:15

Nun ist endlich die Erweiterung unseres Destillationsrechners fertig. Er berücksichtigt jetzt die Höhenmeter bzw den Luftdruck. Es war ein großes Stück Arbeit, welche uns folgende Erkenntnis gebracht hat:

Die Eingabe von Höhenmetern ist nicht wirklich sinnvoll, da die normalen Luftdruckschwankungen mehr ausmachen können als ein paar 100 Höhenmeter. Es ist also eigentlich unseriös, erst aus den Höhenmetern einen Durchschnittsluftdruck zu ermitteln und dann damit den Rechner zu füttern. Trotzdem bieten wir diese Funktion an. Wirklich verlässlich sind Berechnungen mit dem Destillationsrechner aber nur, wenn man stattdessen den aktuellen Luftdruck eingibt. Dieser lässt sich zB unter wetter.de ohne großen Aufwand herausfinden.


Der Rechner basiert immer noch auf einem vergleichsweise sehr dichten Netz von Messdaten. Die Berücksichtigung des Drucks ist allerdings mit Formeln ausgeführt, da es zu wenig Messdaten mit verschiedenen Drücken gibt. Da aber der Einfluss des Drucks auf Siedepunkte viel primitiver ist als ein Siedediagramm, sind Formeln hier auch nicht so im Nachteil gegenüber Messwerten. Signifikante Ungenauigkeiten sind nur zu erwarten, wenn man sich über 2000 Höhenmeter befindet. Und daran arbeiten wir übrigens noch.


Im Rechner 2 ist eine Variante des Rechners, der mit Molverhältnis anstelle von vol% rechnet.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 23. Jan 2019, 19:16

Im Rechner befinden sich drei neue Spielzeuge:

- Der Zuckerwasserrechner 2, mit dem man nach Eingabe der gewünschten Maischemenge und Alkoholstärke die benötigte Zucker- und Wassermenge und die OG und FG berechnen kann.
Natürlich braucht eine gute Zuckerwassermaische aber ja noch Nährstoffe. Da es dafür aber sehr verschiedene Rezepte gibt, bleibt das unerwähnt.

- Der Getreiderechner 1, mit dem man nach Eingabe von Getreidemengen und des Maischevolumens die erwartbaren Oechsle und vol% berechnen kann. Wenn man zB 10kg Bruchmais und 2kg Malz auf insgesamt 50l maischen möchte, trägt man folgendes ein:
1.jpg
Und bekommt dann als Ergebnis unten 60.9 Oe und 8.2vol% angezeigt.

Oder wenn man zum Getreide genaue Angaben des Särkegehalts hat, also zB weiß, daß der Mais 65% und der Malz 75% Stärke hat, trägt man folgendes ein:
2.jpg
Und bekommt dann als Ergebnis unten 61.6 Oe und 8.3vol% angezeigt.

- Der Getreiderechner 2, welcher aus der "grain bill" (den Mengenverhältnissen der gewünschten Getreidesorten), des Maischevolumens und der gewünschten Alkoholstärke die Getreidemengen in kg berechnet. Wenn man zB 70% Bruchmais, 20% Malz und 10% Roggen
auf insgesamt 50l mit 8vol% Alkohol maischen möchte, trägt man folgendes ein:
3.jpg
Und bekommt dann als "Einkaufsliste" 8.22kg Bruchmais, 2.35kg Malz und 1.17kg Roggen angezeigt.
Man kann aber auch zB 4 bei Bruchmais und 1 bei Malz eingeben, wenn man vier mal so viel Mais wie Malz haben möchte.


Die Getreiderechner orientieren sich an den Berechnungen aus dem Beitrag Ausbeute bei Getreide. Dort sind auch noch weitere Informationen.

Jeder, der etwas Erfahrung mit Getreidemaischen hat, weiß allerdings, daß es kein Wunschkonzert ist. Je stärker die Maische werden soll, desto schwerer ist es. Und nur weil dieser Rechner auch Getreidemaischen mit 20vol% berechnen kann, bedeutet das nicht, daß dies in der Praxis dann auch möglich ist.
Und überhaupt, wie auch bei den meisten anderen Rechnern, kann man Sachen berechnen, welche in der Praxis nicht durchführbar sind.

HW


PS: Falls jemand Anregungen für Rechner hat, kann er das gerne schreiben. Entweder hier oder per PN. Man darf allerdings nicht sauer sein, wenn es dann nicht klappt.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 1. Feb 2019, 11:24

Das nächste Spielzeug ist da!

Der "Rezepterechner", mit dem man Rezepte auf andere Mengen umrechnen kann.

Wenn man zB das Rezept Einfaches Rumrezept machen möchte, möchte aber nicht 10l Maische sondern 35l machen, trägt man links die Originalmengen ein und in der Mitte die Bezeichnungen. Das mittlere Feld hat aber keine Auswirkung auf den Rechner, kann also auch leer bleiben. Und rechts in der selben Zeile, wo "10" und "liter Gesamtmenge" steht, die 35. Also so:
Screenshot (30).jpg
Beim Drücken auf "Berechne" werden die anderen Mengen für 35l Gesamtmenge berechnet.

Oder anderes Beispiel: Wenn man nicht genau weiß, wieviel man machen möchte, aber einfach die gekauften 15l Melasse aufbrauchen möchte, gibt man folgendes ein:
Screenshot (31).jpg
Dann wird berechnet, wieviel Rummaische man mit dieser Menge Melasse machen kann, und welche Mengen anderer Zutaten man dafür noch braucht.

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Re: Rechner

Beitrag von aragones » 1. Feb 2019, 12:57

.. Hiermit taufe ich dich um von "Hügelwilli" zu "RechnerWilli" :lol:

Dank an alle Beteiligen dafür !
Habe die Ehre Herr Geheimbrannt!

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 12. Feb 2019, 16:42

Wir haben nun den Destillationsrechner überarbeitet.

Nun kann man auch sehr extreme Drücke berechnen. Also zB wenn jemand eine Vakuumdestille bauen möchte, zB um ohne Zusätze reinen Alkohol (100vol%) destillieren zu können, oder um bei den dabei sehr niedrigen Siedetemperaturen temperaturempfindliche Aromastoffe schonen zu können, kann er hier schauen, wie das Ding rennen wird. Oder wenn jemand auf dem Matterhorn, während er auf die Rettung wartet, sich einen wärmenden Schnaps brennen möchte, kann er das nun endlich ziemlich exakt vorausberechnen (die Messwerte, nicht die Ankunftszeit des Helikopters!). Und wenn jemand einen besonders schlechten Schnaps mit Überdruckdestillation herstellen möchte, kann er sich nun ebenfalls vorbereiten (auf die Messwerte, nicht auf den Geschmack!).

Da wir uns nun aber leider auf einer Ebene befinden, wo die Messwerte rar werden und sich häufig widersprechen, können wir eine absolute Genauigkeit allerdings nicht garantieren.

HW

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 21. Feb 2019, 10:36

Wir überlegen uns zur Zeit Berechnungsmöglichkeiten, welche primär bei der Destillendimensionierung helfen sollen.

Der erste ist nun fertig. Bzw es sind eigentlich zwei. Sie heißen "Watt / Destillatmenge".

Der erste dieser beiden Rechner berechnet, wieviel Destillat pro Zeit man bei gegebenen Watt nach dem Aufheizen erwarten kann. Dabei wird dies sowohl für reines Wasser, für reines Ethanol als auch für beliebige vol% des Destillats berechnet. Pro Watt bekommt man mit Ethanol im Kessel nämlich ein Vielfaches mehr an Destillat als mit Wasser. Und mit einer Mischung irgendwo dazwischen. In der Praxis kann man das ja auch sehen, wie immer weniger Destillat kommt, je weniger Alkohol noch im Kessel (also auch im Destillat) ist. Verschleiert wird dieser große Unterschied allerdings, da man ja meist am Anfang die Heizleistung runterregelt und dann langsam erhöht.

Der zweite Rechner geht den umgekehrten Weg: Man kann eine gewünschte Destillatmenge pro Zeit eingeben und bekommt dazu die nötigen Watt berechnet. Oder man kann aus einer gemessenen Destillatmenge die Heizleistung berechnen.

Diese beiden Rechner sollen vor allem helfen, sich bei der Dimensionierung einer Destille für eine Heizleistung entscheiden zu können. Also wie viel Watt man für die eigenen Vorstellungen benötigt. Auch kann man ermitteln, wie viel Watt man wirklich hat (zB da Gasbrenner ja keine genauen Angaben haben) oder wie viel davon wirklich effektiv wirksam sind, also nach Abzug zB durch mangelnde Isolierung.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 24. Feb 2019, 14:37

Der neue Rechner "Dampfgeschwindigkeit"

Er soll bei der Dimensionierung der Rohrdurchmesser helfen. Er berechnet, welche Dampfgeschwindigkeiten in einer geplanten Destille auftreten werden. Pläne, wie 2000W durch ein Rohr mit 0.8cm Innendurchmesser zu schicken, erledigen sich durch errechnete Geschwindigkeiten von über 100km/h dann von alleine.

Dieser Wert bezieht sich übrigens auf Wasserdampf.
Wir haben zwar viele Methoden gefunden, das auch für Ethanoldampf zu berechnen, aber entweder gehen sie von Voraussetzungen aus, die wir nicht zu 100% haben (zB daß Ethanoldampf sich wie ein ideales Gas verhält), oder für die Rechnung brauchen wir Konstanten, für die es in der Fachliteratur leider äußerst verschiedene Angaben gibt: Die Dichte von Ethanoldampf bei Normaldruck und Siedepunkt im Vergleich zu Luft bei derselben Temperatur und Druck schwankt je nach Quelle zwischen 1.372 und 1.627 g/l. Je nachdem, welcher Wert richtig ist, bekommt man mit Ethanol aber praktischerweise eine etwas geringere oder etwas höhere Dampfgeschwindigkeit als mit Wasser (bezogen auf dieselbe Heizleistung und denselben Rohrdurchmesser). Ich persönlich schätze, die Dampfgeschwindigkeit ist mit Ethanol etwas höher, aber nicht mehr als 5%. Und die Ethanol-Wasser-Mischungen werden irgendwo dazwischen sein.
Das lohnt sich nicht, extra zu berechnen. Deshalb wird in unserem Rechner nur eine allgemeine Dampfgeschwindigkeit berechnet.


Einerseits bekommt man mit einem Kessel voller Ethanol pro Watt viel mehr Destillat als mit einem Kessel voller Wasser, also pro Watt verdampft viel mehr Ethanol als Wasser (siehe die Rechner "Watt/Destillatmenge"), andererseits ist das resultierende Dampfvolumen (daraus wird die Geschwindigkeit berechnet) ähnlich. Das liegt einfach daran, daß der Volumenunterschied zwischen Flüssigkeit und Dampf bei Wasser viel höher ist als bei Ethanol. Für Wasser haben wir eine genaue Angabe, nämlich aus 1kg Wasser entstehen 1673l Dampf, für Ethanol leider nicht (wir haben zwischen 610 und 725l berechnet). Aber die stärkere Verdampfung und der niedrigere Volumenunterschied von flüssig zu gasförmig von Ethanol gleicht sich also bezogen auf die Heizleistung in etwa aus.
Falls wir noch was finden sollten, überarbeiten wir den Rechner.



PS: Die neue Optik mit den aufklappbaren Rechnern funktioniert leider nicht bei Internet Explorer und edge. Dort sind alle Rechner aufgeklappt, funktionieren aber genauso. Internet Explorer ist ja nur noch auf alten Computern, edge wird irgendwann überarbeitet, dann wird das auch dort funktionieren.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 21. Mär 2019, 09:31

Der Rechner des Forums hat vier neue Tools. Es geht um die Erwärmung von Kühlwasser

Am einfachsten kann man die Erwärmung von Kühlwasser über die eingesetzte Heizleistung berechnen. Was an Leistung reinkommt, muss ja vom Wasser dann aufgenommen werden. Die Tools 3 und 4 funktionieren nach diesem Prinzip. Der Nachteil dieser Methode ist, daß in der Praxis nicht die gesamte Energie beim Kühlwasser ankommt, zB da die Kochplatte auch nach unten Wärme abstrahlt und da die Destille nicht komplett isoliert ist. Der Vorteil dieser Berechnung ist allerdings, daß auch Refluxdestillationen berechnet werden können.

Die ersten beiden Tools berechnen die Erwärmung dagegen über die Destillatdaten. Das ist reichlich komplizierter, da zuerst aus den vol% die gew%, Dichte und der Siedepunkt berechnet werden müssen. Der Vorteil dieser Methode ist, daß Enegieverluste zB durch mangelnde Isolierung das Rechenergebnis nicht verfälschen. Der Nachteil ist, daß man mit dem Tool keine Refluxdestillationen berechnen kann.

Mit beiden Rechenwegen gibt es je einen Rechner für Kühler mit Wasserreservoir (also zB eine Regentonne), in welches das erwärmte Kühlwasser zurückgeleitet und dann wiederverwendet wird, also zirkuliert, und für Kühler, bei denen das Kühlwasser nach der Erwärmung nicht zurückgeleitet wird, also zB Anlagen mit Leitungswasseranschluss, wo das erwärmte Kühlwasser im Abfluss landet.

Die ersten zwei Rechner gehen davon aus, daß der verwendete Kühler genau die Kühlkraft besitzt, um die eingegebenen Werte zu erhalten.
Das bedeutet für den ersten Rechner:
Wenn man dort 100l Kühlwasser, 5l 50vol% 20°C Destillat eingibt, errechnet der Rechner eine Temperaturerhöhung des Kühlwassers um 22.8°C. Falls der Kühler aber sehr stark ist, das heißt, daß er zB sehr groß ist und mit viel und sehr kaltem Kühlwasser betrieben wird, dann wird das Destillat kälter werden als 20°C und das Kühlwasser ein bisschen wärmer. Also die errechnete Kühlwassererwärmung gilt nur, wenn auch wirklich die 20°C Destillattemperatur erreicht wird. Dies kann man über die Kühlwassermenge beeinflussen.
Bei dem zweiten Rechner ist es ähnlich.
Bei dem dritten und vierten allerdings, also den Rechnern für Refluxdestillationen, gilt nur die Vorraussetzung, daß der Kühler allgemein stark genug sein muss, um mit den eingegebenen Kühlwasserwerten den gesamten Dampf zu kondensieren. Denn die Abkühlung des Destillats lohnt sich bei Refluxdestillationen nicht zu berechnen, da das fortwährende Verdampfen und Kondensieren so viel Energie kostet, daß das Abkühlen so gut wie nichts ausmacht.

Überhaupt geht die meiste Energie auch bei einer Potstill für das Kondensieren drauf. Also hauptsächlich durch das Kondensieren wird das Kühlwasser aufgeheizt. ZB von den beim obigen Beispiel errechneten 22.8°C Kühlwassererwärmung sind gut 20°C von der Kondensation und nur 2.8°C von der Abkühlung.
Bezüglich der Kühlerlänge ist es allerdings normalerweise andersherum. Zumindest wenn man mit dem Kühlwasser nicht spart, braucht die Kondensation nur das erste Viertel des Kühlers und die Abkühlung die restlichen drei Viertel. Das bedeutet dann, im oberen Teil des Kühlers wird pro cm ca. 30 mal so viel Energie umgesetzt wie im unteren. Das kann man beim Destillieren überprüfen, indem man mit der Hand von unten nach oben über den Kühler streicht, wie plötzlich er ganz oben heiß wird, also wie plötzlich oben das Kühlwasser heißer wird. Wie gesagt, es hängt aber stark von der Kühlwassermenge ab.

Das sind also keinesfalls Tools zur Berechnung von Kühlern, sondern es sind Tools zur Berechnung von Kühlwasser. Also zB zur Beurteilung, ob eine Regentonne groß genug oder eine Pumpe stark genug ist.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 28. Mär 2019, 09:56

Aus Elementen der anderen Rechner haben wir den Rechner Aufheizen der Destille zusammensetzen können.

Er berechnet aus der Heizleistung und dem Kesselinhalt die Aufheizdauer bis zum Siedepunkt. Ohne Berücksichtigung von Wärmeverlusten zB durch mangelnde Isolierung. Die Siedetemperatur bezieht sich darauf, daß das Thermometer bei Wasserdampf 100°C anzeigt.

Man kann gut sehen, wie stark die Aufheizdauer von der Alkoholstärke im Kessel abhängt: ZB 10l, 10vol%, 20°C sieden mit 1000W nach 48min. Dasselbe aber mit 40vol% schon nach 36min.
Zumindest Anfänger sollten das nicht unterschätzen, denn hier liegt eine typische Fehlerquelle, wenn man das erste mal einen Feinbrand mit viel Alkohol im Kessel macht: Nämlich, daß man denkt, es dauert noch lange, bis es losgeht. Und dann schaltet man die Leistung zu spät zurück, und anstelle den Vorlauf möglichst langsam abzutrennen, geschieht das viel zu schnell und damit unsauber.

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Re: Rechner

Beitrag von geschmacksverderber » 28. Mär 2019, 19:36

Was jetzt natürlich noch toll wäre wenn ich meine temp von 78,3 Grad eingeben könnte und dann weiß ich wie lange es vom aufheizen bis zum Vorlauf dauert.
Ich lasse nämlich meine destille in der Zeit des aufheizens alleine und schaue ihr dabei nicht zu.
mit Bacon schmeckt alles besser, nur der Whisky nicht

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 29. Mär 2019, 14:54

Beim Vorlauf gibt es allerdings eine Differenz zwischen der Temperatur in der Destille und am Dampfthermometer. Beim Vorlauf mag die Dampftemperatur so niedrig sein, im Boiler wird es aber deutlich wärmer sein. Daher denke ich, gerade für die Praxis ist der Rechner so wie er ist richtig.
Da es aber auf jeden Fall von theoretischem Interesse ist, werde ich so eine Version machen. Entweder den bestehenden Rechner erweitern oder einen zusätzlichen in den Rechner 2 stellen.

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Re: Rechner

Beitrag von geschmacksverderber » 29. Mär 2019, 15:53

Super,
Danke
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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 31. Mär 2019, 14:50

Ich hab den bestehenden Aufheizrechner nun einfach modfiziert, daß man anstelle die berechnete Siedetemperatur zu nehmen auch eine frei gewählte Temperatur eingeben kann. Wie gesagt, ich zweifel daran, daß das einen praktischen Nutzen hat. Trotzdem sind Berechnungen wie folgende interessant:
1000W, 20l, 8% (also zB beim Raubrand), 20°C auf 70°C braucht 67min.
Dasselbe, aber mit 40% (also zB beim Feinbrand), 10min weniger.
Warum? Ethanol und Wasser haben eine andere Dichte und eine andere spezifische Wärmekapazität.

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