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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 unsere bestehenden Verdünnungsrechner 1 und 2 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 Berechnungsmöglichkeiten, die nicht wirklich in der Praxis interessant sind, aber vielleicht doch für irgendwen mal von theoretischem Interesse. Diese Berechnungsmöglichkeiten werden im Rechner im Abschnitt "praxisferne Berechnungen" verlinkt.

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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.

Zusätzlich haben wir eine Version dieses Rechners, welcher nicht die vol% berechnet, sondern das Molverhältnis:
Destillationsrechner Molverhältnis

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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 Rechner Mengenumrechnung, 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. Watt → Destillatmenge und Destillatmenge → Watt.

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.

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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:
1. Kühlwassererwärmung, Reservoir, Potstill
2. Kühlwassererwärmung, Wasserstrom, Potstill
3. Kühlwassererwärmung, Reservoir, Reflux
4. Kühlwassererwärmung, Wasserstrom, Reflux

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 Rechner Aufheizen der Destille nun einfach modfiziert, daß man zusätzlich auch eine frei gewählte Temperatur eingeben kann. Daß also nicht nur die Zeit bis zur Siedepunkttemperatur berechnet wird. 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.
Die gewählte Temperatur darf natürlich nicht über dem DSiedepunkt liegen.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 21. Mai 2019, 13:25

Ein weitere Rechner ist fertig. Bzw er ist noch ein bisschen unvollständig. Er heißt Obstmaischerechner.

Es geht hauptsächlich darum, die möglichen Ausbeuten und möglichen Zuckerzugaben bei Obstmaischen zu berechnen. Dabei werden auch die unvergärbaren Stoffe der Früchte berückichtigt, welche unberücksichtigt leider regelmäßig dazu führen, daß Obstmaischen weit über die Alkoholtoleranz der Hefe aufgezuckert werden. Das soll der Rechner verhindern.

Ein Extrembeispiel:
Jemand möchte 25l Schlehenmaische mit Turbohefe vergären. Turbohefe verträgt 8kg Zucker in 25l. Weil auf der Turbohefepackung steht, man soll 20l Wasser mit 8kg Zucker mischen, um 25l Maische mit 20% Alkohol zu bekommen, denkt er, mit 15kg Schlehen und 5l Wasser kommt er dann zusammen mit den 8kg Zucker auf 25l mit nach der Gärung 20vol% Alkohol.
Der erste Fehler dabei aber ist, daß er den Eigenzucker der Schlehen nicht berücksichtigt hat. Dadurch hat er insgesamt zu viel Zucker in der Maische.
Der zweite Fehler ist, daß er die unvergärbaren Stoffe, vor allem die Steine, nicht berücksichtigt hat. Diese müssen vom Volumen abgezogen werden. Wenn man das nicht macht, geht man von einem zu großen Volumen aus und berechnet somit eine zu hohe Zuckerzugabe.
Beide Fehler summieren sich in dem Beispiel dazu, daß im flüssigen Teil der Mische die theoretische Alkoholkonzentration nach erfolgreich beendeter Gärung 26.4vol% beträgt. Also weit über der Alkoholtoleranz der Turbohefe von ca 18.8vol%. Wenn man diese Zuckermenge komplett von Anfang an zugibt, wird die Hefe gar nicht erst zu gären anfangen, das Sammeln der Schlehen hat hoffentlich trotzdem Spaß gemacht... Und wenn man den Zucker in Dritteln zugibt, wird schon die zweite Zugabe die Gärung beenden und man bekommt dann vielleicht maximal die Hälfte des möglichen Alkohols.
Wenn man aber anstelle der 8kg Zucker nun 4.5kg in den Rechner eingibt, errechnet er eine Alkoholkonzentration von 18.7vol%. Dies mit Turbohefe möglich. Ca 4.5kg ist also die maximal mögliche Zuckerzugabe für diese Maische. Nicht 8kg.
Mit 4.5kg sind es dann aber nur 22.8l. Wenn er 25l haben möchte, aber nur 15kg Schlehen hat, müsste er 6.7l Wasser und 5.2kg Zucker zugeben.

Zu den im Rechner angegebenen Daten der verschiedenen Obstsorten:
Die Daten "Zuckergehalt" und "unverg. Stoffe ohne Steine" sind von https://naehrwertrechner.de und dann von g/kg in g/l bzw % umgerechnet.
Der Zuckergehalt kann allerdings sehr schwanken. Also trägt man besser einen Messwert in den Rechner ein und verwendet den hier angegebenen Zuckergehalt nur für die Planung.
Die unvergärbaren Feststoffe des Fruchtbreis können auch schwanken. Leider wird man aber wohl nicht die Möglichkeit einer Messung haben.
Zum Volumenanteil der Steine bei Steinfrüchten findet man keine zuverlässigen Angaben. Man kann ihn aber messen. Daher steht ein Fragezeichen hinter manchen Werten. Diese Werte sind dann bisher nur geschätzt. Ich hoffe, diese Werte können bald durch Messwerte ersetzt werden und die Fragezeichen dann verschwinden. Ich habe dafür einen Aufruf im Forum gestartet.
Die Liste kann natürlich mit der Zeit um andere Obstsorten erweitert werden.


PS: die mobile Ansicht des Rechners funktioniert nun auch. Also auch mit einem Smartphone sollte alle Rechner jetzt gut verwendbar sein.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 21. Mai 2019, 14:12

Im Bereich "praxisfernere Berechnungen" ist nun das Tool Umrechnung von Nährwerttabellendaten, welches wir verwendet haben, um Daten von der Seite https://naehrwertrechner.de, vor allem den Zuckergehalt von Obstsorten, von g/kg in g/l bzw in % umzurechnen, aber auch, um die unvergärbaren Bestandteile zu errechnen, welche nun im Obstmaischerechner stehen.

Wenn man irgendwo im Internet oder in Büchern Angaben zum Zuckergehalt von Früchten findet, sind diese meistens in g/kg. Die Berechnung von Maischen erfolgt aber normalerweise in g/l.
Da der Fruchtbrei normalerweise schwerer ist als Wasser, ist der Zuckerwert in g/l höher als in g/kg. Das bedeutet, wenn man zur Berechnung einer Maische den Wert nicht in g/l umrechnet, unterschätzt man den Zuckergehalt der Frucht. Wenn man nun die Maische aufzuckern möchte, errechnet man somit eine zu hohe Zuckerzugabe.
Besser ist es aber in jedem Fall, den Zuckergehalt zu messen, anstelle nach Tabellenwerten zu gehen.

Und die unvergärbaren Bestandteile führen auch zu überhöhten Zuckerzugaben, wie einen Beitrag weiter oben erklärt.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 22. Jun 2019, 15:31

Ein sehr interessanter neuer Rechner ist hochgeladen: Der Destillationssimulator 1.

Man gibt die Menge und den Alkoholgehalt des Kesselinhalts ein und kann dann für bis zu fünf Abschnitte, wie zB nach soundsoviel Destillat oder wenn der Alkohlgehalt im Dampf auf soundsoviel gefallen ist, alle möglichen Daten berechnen lassen.

Dabei kann man für jeden Abschnitt einen andere Stärke der Rektifikation angeben, also zB beim Vorlauf eine höhere.
"0" Rektifikation bedeutet eine einfache Destillation mit isolierter Destille ohne Steigrohr, "1" bedeutet eine zusätzliche Platte, also quasi eine Doppeldestillation. Man kann aber auch Zwischenwerte und auch hohe Werte wie "10" für Refluxdestillationen eingeben. Schlussendlich bleibt die Angabe der Rektifikation aber etwas spekulativ.

Rektifikation bedeutet wirksamen Reflux (Rückfluss). Reflux kann ja auch einfach nur Energieverschwendung sein. Dann nämlich, wenn das Kondensat einfach wieder in den Kessel zurückfließt, ohne teilweise neu zu verdampfen.

Der berechnete Energiebedarf (kWh) berücksichtigt nur den wirksamen Reflux, ist also bei Angabe von Rektifikation der physikalisch niedrigstmögliche Wert. Zusätzlich kommt es je nach Effizienz der Destille zu unwirksamen Reflux, also quasi Energieverschwendung.

Vor allem bei hoher Rektifikation kann die Berechnung ein paar Sekunden dauern, da der Rechner die Destillation wirklich durchspielt. Der Destilleninhalt wird in 100000 Teile aufgeteilt und jeder dann einzeln berechnet. Also bei 10kg Kesselinhalt werden nach 0.1mg Destillat alle Werte sowohl im Kessel als auch im Dampf und Destillat und auch die nötige Leistung neu berechnet, dann kommen die nächsten 0.1mg, usw. Da wir die Ergebnisse aber nicht in kg, sondern in litern haben wollen, muss dauernd zwischen kg und litern hin und her gerechnet werden. Das dauert etwas. Ein angenehmer Nebeneffekt ist: Die Kontraktion wird dadurch automatisch berücksichtigt.


Hier ein möglicher Raubrand für Neutralalk oder Obst:
Sim1.jpg
Aus 10l Maische werden pauschal 2.5l gesammelt. Es wird kein Vorlauf abgetrennt. Es wird mit komplett isolierter Destille zügig abgebrannt. Daher nur 0.1 Rektifikation.

Oder zB man trennt bei 10% aktuellem Alkoholgehalt ab:
Sim2.jpg
Sim2.jpg (28.27 KiB) 257 mal betrachtet

Hier ein möglicher Whisky-Feinbrand:
Sim3.jpg
Abschnitt 1 ist sicher Vorlauf, pauschal 20ml mit 1 Rektifikation. Dann ist die Destille etwas aufgeheizt, die Rektifikation ist aber immerhin noch bei 0.5, da man sehr langsam brennt und der Destillendeckel und das Steigrohr unisoliert sind. Pauschal werden insgesamt 250ml nacheinander in kleine Gläschen gesammelt, entschieden ob das Vorlauf oder Mittellauf ist, wird später. Dann Abschnitt 3 ist sicher Mittellauf. Es wird schneller gebrannt, daher ist die Rektifikation nur noch 0.2. Zwischen 68 und 55% werden wieder Gläschen gesammelt. Und dann wird mit isolierter Destille (Rektifikation 0.1) so lange Nachlauf gesammelt, bis 99.9% des Alks durch ist.
Hierbei fällt auf, daß "Spanne vol%" Sprünge aufweist. Also zB Abschnitt 1 endet bei 86.6% und Abschnitt 2 beginnt bei 81.1vol%. Das liegt daran, daß Abschnitt 2 eine geringere Rektifikation hat als Abschnitt 1. In der Praxis würde der Alkohlgehalt natürlich nicht abrupt nach unten springen, aber doch recht zügig niedriger werden und sich dann wieder stabilisieren.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 29. Jul 2019, 11:13

Der Destillationssimulator 2 ist da!

Screenshot (53).jpg

Und zwar -wie man sieht- mit einer graphischen Umsetzung. Man gibt an, wie viel liter mit wie viel Alkohol destilliert werden soll und wie hoch die Rektifikation ist (die Rektifikation kann jederzeit während der Destillation geändert werden). Dann drückt man auf "Befülle" und die Anfangswerte werden angezeigt. Dann kann man eine von drei Geschwindigkeiten (►, ►► und ►►►) auswählen und der Destillation zuschauen. Auf Pause (❙❙) drücken oder die Geschwindigkeit zwischendurch ändern geht auch. Sobald der Kessel leer ist oder man auf Stop (◾) gedrückt hat, ist der Schieberegler unter der Destille verwendbar, mit welchem die ganze gerade erzeugte Destillationssimulation abrufbar ist.

Wenn man von vorne beginnen möchte, kann man entweder auf "Reset" drücken, dann wird alles gelöscht, oder auf "Befülle", dann wird der Kessel mit den oben eingegebenen Werten neu befüllt.

Angezeigt und abgespeichert werden die liter und vol% im Kessel und im Destillatsbehälter, die °C und vol% über der Maische und am oberen Ende des Steigrohrs bzw der Refluxkolonne, die mindestens aufzuwendende Energie in kWh und die ja vielleicht zwischendurch geänderte Stärke der Rektifikation.

Die Hinweise für den ersten Destillationssimulator, zB über die Höhe der Rektifikation gelten auch für den zweiten.
Und ebenfalls wird die Destillation in bis zu 500000 Schritten berechnet. Gezeichnet und auf dem Schieberegler abgespeichert wird davon jeder Fünfhundertste, also maximal 1000 Schritte.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 2. Aug 2019, 18:23

Im praxisferneren Bereich der Rechner ist nun der Rechner Calciumhydroxid - Schwefelsäure, eine Berechnung der nötigen Menge Schwefelsäure zur Neutralisation bzw Ausfällung von Calciumhydroxid. Wie hier beschrieben.
Die Umrechnung von gramm in ml Schwefelsäure erfolgt allerdings auf Basis einer Tabelle, was wahrscheinlich wesentlich besser ist als die in dem Beitrag vorgeschlagene Rechnung.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 13. Aug 2019, 18:45

Zwei neue Rechner sind da. Nicht wirklich neue Sachen, die es nicht auch anderswo gäbe. Aber hier fehlte es halt bisher noch. Und wir haben natürlich versucht, das möglichst gut hinzubekommen:

Alkoholmeter Temperaturkorrektur
Er korrigiert den an einer auf 20°C geeichten Alkoholspindel bei einer anderen Temperatur angezeigten Wert. Da die Dichte von sowohl Alkohol als auch Wasser abhängig von der Temperatur ist, zeigen Alkoholmeter bei niedriger Temperatur einen zu niedrigen Wert und bei hoher Temperatur einen zu hohen Wert an. Zur Korrektur gibt es Tabellen. Diese sind aber etwas unterschiedlich und wir haben leider keine Möglichkeit, herauszufinden, welche Tabelle die beste ist. Daher lässt unser Rechner den Korrekturwert anhand zwei verschiedenen sehr großen Tabellen berechnen. Wirklich was ausmachen tun die Unterschiede zwischen den beiden Tabellen aber nur, wenn man weit weg von 20°C misst. Also wenn möglich sollte man trotz dieses Rechners möglichst nah bei 20°C bleiben, wenn es auf ein genaus Ergebnis ankommt.

Hydrometer Temperaturkorrektur und Umrechnung SG, Oechsle, Plato, Brix, g/l
Das ist dasselbe, aber für eine Oechslespindel. Bei niedriger Temperatur zeigt eine Zuckerspindel einen zu hohen Wert, bei hoher Temperatur einen zu niedrigen Wert an. Insgesamt macht es weniger aus als bei der Alkoholspindel. Der Rechner ist vor allem sinnvoll, wenn man eine Getreidemaische schon, bevor sie abgekühlt ist, messen möchte.
Außerdem werden die verschiedenen geläufigen Zuckergehalt-Maßeinheiten umgerechnet.

Beide Rechner gehen von einer auf 20°C geeichten Spindel aus. Falls jemand eine der seltenen Spindeln hat, welche auf einer anderen Temperatur geeicht sind, muss er die Eingabe dementsprechend ändern. ZB wenn das Alkoholmeter statt auf 20 auf 18°C geeicht ist und man ein Wert gemessen bei 25°C korrigieren will, muss man anstelle von 25 dann 23°C eingeben.

Für Refraktometer sind die Rechner nicht gültig. Refraktometer haben oft eine automatische Temperaturkorrektur. Wie genau die ist, weiß ich nicht. Ich befürchte, es ist eine pauschale Verschiebung der Skala, und deswegen wahrscheinlich eher ungenau.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 7. Sep 2019, 20:36

Wir beschäftigen uns zur Zeit mit Refraktometern. Dabei sollen mit der Zeit neben neuen Erkenntnissen auch neue Rechner rauskommen.
Zwei neue Rechner sind nun da.

Zucker ↔ Brechungsindex ↔ Alkohol
Ein Refraktometer misst ja die Lichtbrechung, Brechungsindex genannt. Aufgedruckt auf der Skala ist dann zB aber SG, Brix oder vol%.

Zucker- und Ethanollösungen haben ihre Brechungsindexe in einem ähnlichen Bereich. Es gibt große Bereiche mit Überschneidungen. Hier die Kurven:
BrechungsindexSacch.jpg
Zucker
BrechungsindexEthanol.jpg
Ethanol
Also von 1.333 bis etwa 1.366 gibt es Überschneidungen. Bzw der ganze Bereich von 0-100% Alkohol ist in dem Bereich von etwa 0-21% Zucker enthalten. Theoretisch kann man also mit einem Alkoholrefraktometer auch Zuckerlösungen bis 21% messen. Und mit einem Zuckerrefraktometer auch den ganzen Alkoholprozentbereich. Zweites ist allerdings etwas ungenau, da nur ein Teil der Skala genutzt wird, das Ablesen also ungenauer ist.

Die Kurve von Zuckerlösungen ist relativ gerade. Die von Ethanollösungen nicht. Diese krumme Kurve hat zwei Konsequenzen:

1. Der Bereich, wo die Kurve fast waagrecht ist, ist schwer messbar, da die Skala auf dem Refraktometer dann sehr eng ist. Die Skala schaut ja so aus:
RefrSkala.jpg
Skala von Refraktometer für Alkohol
Also von so 70 - 80 vol% ist das Messen mit einem Refraktometer recht schwierig. Oberhalb bis zum höchsten Brechungsindex (ca. 85.5vol%) sehr schwierig.

2. Bei 80 Gewichtsprozent geht der Brechungsindex wieder nach unten. Deswegen haben Anzeigewerte von etwa 49 Gewichtsprozent (ca. 57 vol%) ab eigentlich zwei Bedeutungen (siehe die Kurve von Ethanol). ZB ein Anzeigewert von 70% kann genausogut 96% bedeuten.
Daher kann man mit einem Alkoholrefraktometer auch den Bereich oberhalb von 80vol% messen, obwohl dieser gar nicht auf der Skala enthalten ist. Man muss dafür den Anzeigewert umrechnen. Dies macht der neue Rechner im Rechner 2.

Etwas Benutzerfreundlicher macht das der andere neue Rechner:
Refraktometer bei hoher Alkoholstärke

Daß der Bereich von 70 - 80vol% recht schwer und der von 80 - 85.5vol% sehr schwer abzulesen ist, bedeutet allerdings, daß der Bereich von 90 - 96vol% auch recht schwer und der von 85.5 - 96vol% ebenfalls sehr schwer zu ermitteln ist.

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Re: Rechner

Beitrag von Hügelwilli » 2. Okt 2019, 22:18

Unter "praxisfernere Berechnungen" haben wir einen neuen Rechner:

Komplette Umwandlung von Zucker in Alkohol

Es ist der wohl bisher "nerdigste" Rechner, den wir haben. :lol:
Er berechnet die theoretisch maximale Vergärung von 1000ml Zuckerlösung mit gewählter Konzentration. Also wie wenn die Hefe eine Schere wäre, welche aus Zucker Alkohol macht, ohne was übrigzulassen oder selber zu verbrauchen.

Alle eventuell interessanten Werte werden angezeigt und manche Ergebnisse sind überraschend bzw. vielleicht auch interessant:

So macht die Zuckerart mehr aus, als ich persönlich vermutet hatte. Vor allem zwischen den Doppelzuckern (Saccharose und Maltose) und den Einfachzuckern (Glucose und Fructose) gibt es große Unterschiede. Dies liegt vor allem daran, daß ein Doppelzucker nicht einfach aus zwei Einfachzuckern besteht, sondern aus zwei Einfachzuckern minus einem Wassermolekül. Also bei der Vergärung von Doppelzuckern werden Wassermoleküle in den Alkohol miteingebaut. Also so:

1 Einfachzucker ergibt 2 Ethanol + 2 CO²
1 Doppelzucker + 1 Wasser ergibt 4 Ethanol + 4 CO²

Ein Doppelzuckermolekül ist also nicht doppelt so schwer wie ein Einfachzuckermolekül. Dadurch wird aus 1kg Doppelzucker mehr Alkohol als aus 2kg Einfachzucker.
Weitere Unterschiede gibt es dadurch, daß die Lösungen der verschiedenen Zuckerarten alle eine etwas andere Dichte haben.

Somit entsteht aus einer Zuckerlösung mit mit einer Spindel gemessenen SG 1.070 maximal:
-bei Maltose 12.6vol%
-bei Fructose 11.7vol%

Und dieses SG bedeutet:
- 181 g/l Fructose oder
- 185 g/l Glucose

Oder aus 200 g/l Zucker:
-bei Maltose 13.8vol%
-bei Fructose 13.0vol%

Und das, obwohl sich das spez. Gewicht nach der Gärung (FG) kaum unterscheidet (weniger als 0.001).
Eine korrekte Berechnung der vol% aus dem spez.Gewicht vor und nach der Gärung müsste also eigentlich die Zuckerart berücksichtigen. Bei Zuckerwasser und Rum ist es Saccharose, bei Getreide vor allem Maltose und Glucose, bei Obst ist es je nach Sorte ein unterschiedlicher Mix aus Glucose, Fructose und Saccharose.

Ein mit einem Refraktometer gemessenes SG von 1.07 bedeutet maximal:
- bei Glucose 12vol%
- bei Saccharose 12.5vol%
Diese beiden Extremwerte sind also näher beinander als bei einer Spindelmessung. Das bedeutet, man kann mit einem Refraktometer konsistenter auf die möglichen vol% schließen.

Allerdings bedeutet dieses SG auch:
- 178 g/l Maltose oder
- 186 g/l Fructose
Diese beiden Extremwerte sind also weiter auseinander als bei einer Spindelmessung. Das bedeutet, bezüglich des Zuckergehalts ist die Spindel konsistenter als das Refraktometer.


Das Ziel dieses Rechners ist es auch, vielleicht unsere Maischeberechnungen verbessern zu können. Also vor allem den Rechner "Alkoholgehalt der Maische, ermittelt mit einem Hydrometer". Und einen ähnlichen Rechner auch fürs Refraktometer hinzubekommen.

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