DrKarma's 120 liters bryggeri

Om projektet

Detta är en beskrivning av byggandet av ett e-HERMS av en person som kallar sig DrKarma i vissa ölforum - därav namnet på systemet.

Byggstatus - Pågående - vilket innebär att sidan kommer att uppdateras med mer information

Termer och teknik

HERMS står för Heat Exchanged Recirculating Mash System och är i grunden ett RIMS (Recirculation Infusion Mash System) där man istället för att ha en genomflödesvärmekassett använder en värmeväxlarslinga i sin HLT (Hot Liquor Tun/Tank - varmvattentunna). Mäskens temperatur kan således justeras mycket precist genom dels temperaturen i HLT:n och flödet genom värmeväxlaren.

e-HERMS innebär att det är ett elektriskt HERMS system

I både HERMS och RIMS system så cirkulerar man mäsken från sin MLT (Mash-lauter tun - mäskningstunna) av två anledningar:

• Justera temperaturen för att precist pricka rätt vid olika raster beroende på vilken öl och teknik man brygger med.
• Effektivt extrahera socker från mäsken.

För cirkulationen så använder man sig av minst en cirkulationspump, som i sin tur gör att man kan hålla sin brygganläggning i en horisontell linje - dvs de olika stegen behöver ej vara gravitationsmatade om man är lite finurlig. Detta är en klar fördel om man bygger ett lite större system, så man slipper stå på en stege när man ska nå översta tunnan.

DrKarma's e-HERMS

Här är en bild av systemet som det såg ut vid första testbryggningen

Från vänster:

• HLT - Hot liquid tun (varmvattentunna)
• MLT - Mash-lauter tun (mäskningstunna)
• Vörtkokare

HLT

HLT:ns syfte är att värma och ackumulera vatten. I de regioner där man normalt har gas i sin infrastruktur så är det vanligt att HLT och annan bryggeriutrustning drivs av gasbrännare. Eftersom det är direkt farligt att använda gasbrännare inomhus så är de som väljer gasalternativet förpassade till att stå utomhus och brygga. Vilket kanske är helt ok om man bor i södra delarna av USA. Av bekvämlighetskäl plus att det är enklare att automatisera ett elektriskt system så har detta valts i detta fall.

Några faktorer som har vägts in för att få ett så bra system som möjligt är:

• Isolerade tunnor
• Multipla värme-element för reglering
• Tunnor med lock

Tre 2000W värme-element har monterats i HLT:n. Observera att för att få detta att fungera så måste man ha tillgång till 3-fas, eftersom att strömmen (förenklad modell) blir I = P/U dvs 6000W/230V = 26 A så det går absolut inte att köra på en fas. Elementen kommer från billiga vattenkokare. Om du skulle försöka dig på något liknande, passa då på och köp dig en 39 mm hålsåg för borrmaskinen.

Fördelen med dessa elementen är att de är "OEM" element, så de är gjorda som så att en datorsladd (sådan du har till strömaggregatet eller till bildskärmen) passar och på så sätt ger en bra och säker installation.

För håltagningen användes en 22 mm hålsåg, eftersom jag monterar 1/2" (15R) anslutningar för rördragningen. Det är tre hål, två för värmeväxlarslingan och ett för avtappning av vatten.

Vad man ska tänka på när det gäller genomförningar av rör så är det alltid som så att man tätar från insidan. Så från utsidan ser det ut så här |kontramutter|plast|packning|kontramutter|.

Som packning så skall man använda något som man normalt skulle kunna finna i varmvatteninstallationer. Om man hittar siliconpackningar som tål höga temperaturer så fungerar de bra. Själv så fick jag en armerad packningsmatta av min rörläggare och sen så skar jag till packningarna själv så som följande två bilder visar.

Principen är enkel. Rita upp kontramutterns (flänsmutter) konturer och skär sedan försiktigt med en kniv.

Här är en genomförning, vattenavtappningen dragen.

För att tillverka värmeväxlarspiralen så använde jag mig av 10 mm prisolrör (12mm eller 15 mm fungerar också bra men man får tänka på att ju större yta man har i spiralen desto mer värmeväxling får man - vilket kan vara bra men också oönskat). Jag använde mig av ca 10 meter prisolrör och har bra resultat.

För att undvika onödiga skärsår när man skalar prisolrör så använd följande "regler"

• Ha alltid tummarna på motsatta sida av eggen
• Håll rullen mellan benen
• Skala mot dig

Genom att använda ett corneliusfat så kan man ganska enkelt skapa spiralen. Dock så är det bra och vara två när man gör det (alternativt att sätta fast ena änden av prisolröret med en skruvtving innan man virar spiralen.

Är mycket möjligt att en av SHBFs medlemmar känner igen sitt gamla corneliusfat på bilden

Här kan man se alla delar inuti HLT:n

Jag har isolerat HLT:n på samma sätt som MLT:n så beskrivning för detta finns under MLT rubriken.

MLT

När det gäller MLT:n (mäskningstunnan) så är det extra viktigt att isoleringen av tunnan är bra - speciellt om man väljer att inte ha cirkulering av mäsken

Ytterhöljet på min MLT (och även HLT) gjorde jag genom att skruva dit 22 mm träribbor.

Isoleringen består av dels det yttre höljet av trä, under det så skummade jag med PU skum. Jag valde ett ganska dyrt PU skum som garanterat har bra isoleringsförmåga då det är avsett för värme- och kyl-installationer.

Använde sen lite billigare Byggmax PU-skum för utfyllnadsdelar, som här i botten av tunnan.

Som jag skrev tidigare, använde samma isoleringsmetod för HLT:n.

Efter att ha använt systemet i drygt ett halvår så var det dags att lösa ett problem. Den manifold - nätstrumpa - som jag gjorde till MLT:n hade en förmåga att bli igentäppt. Detta i sin tur fick följdeffekten att flödet blev för lågt och det var svårt att mata cirkulationspumpen. Den omedelbara lösningen på detta var att tvinga luft genom ventilen och nätstrumpan, men det var inte alltid detta fungerade. Dessutom hände det vid ett par bryggningar att själva infästningen till nätstrumpan föll av och skall mm följde med in i pump och rör.

Ville ha en lösning som jag kunde lita mer på, så det var dags för en uppgradering. Hittade ett expansionskärl med rätt diameter på blocket och har dessutom sett till att jag har en TIG svets i min ägo.

Kärlet kapades med vinkelslip och därefter har jag svetsat dit perforerad plåt i bottnen. Resultatet är en filterkorg där malten ligger under mäskningen.

Förutom att jag nu kan sätta igång mäskningen och ej behöver stå och bevaka under tiden, så har filterkorgen ytterligare en fördel. Städningen av systemet går mycket snabbare. Bara att lyfta upp korgen.

Vörtkokaren

Vörtkokarens uppgift är - just det - att koka vörten. Därför är det viktigt att dimensionera den rätt och hellre överdimensionera värmeslingorna som ska i den än tvärt om. Jag räknade fram att med 6 kW så ska jag inte ha några problem att nå och underhålla en rullande kokning.

Jag hade en ganska klar bild över hur jag ville att vörtkokaren skulle se ut. Så jag gjorde följande skiss på den

Tanken var att köpa ett begagnat rostfritt expansionskärl och sen fixa till det till att bli en vörtkokare. Då mina svetskunskaper begränsar sig till enstaka svetsningar då och då så kändes uppgiften ganska svår att ta sig an, så jag valte alternativet att skicka iväg min skiss till en svetsare (som för övrigt tillverkar rostfria expansionskärl).

Avtappningen gör jag med en vinkel där en kort bit 15 mm kopparrör sitter och sen en siliconslang där jag satt på en slangnippel för att säkerställa att den håller sig på bottnen. Trär sedan på en rostfri strumpa för att förhindra att humlekottar följer med ut. Strumpan tillverkade jag genom att plocka ut det rostfria nätet från en vanlig hushållssil och sen rulla ihop det.

Med den längd på värmeslingan (3x2kW) som jag valde så blir kokningen bra och centrerad. Skum från kokningen hamnar på var sida om slingan vilket gör det lätt att samla upp och slänga.

Rördragning och cirkulationspumpning

Jag har gjort en skiss över så som jag har gjort rördragningen i mitt bryggeri.

Alt 1: Transport från mäskningstunna till vörtkokare Alt 2: Transport av varm vört upp till värmeväxlarslingan (som i detta fall används som kylare)

Kontrollenhet för temperatur

Jag började tidigt att skissa på vilka delar av systemet som jag kunde automatisera.

Ovan visar min prototyp som har visat sig fungera ypperligt i mitt bryggeri.

Kontrollenheten styr tre stycken Solid State Relays som slår till och från strömmen mot de olika värmeelementen i HLT:n. På bilden nedan finns syns det fler element, men dessa är ännu ej i bruk. Bilden är från en temporär labbinstallation och de trådarna som syns hängandes ner är enbart styrsignaler på 5V till reläerna.

Själva kopplingschemat i förenklad variant ser ut så här.

H1 - värmeelement 1

H2 - värmeelement 2

H3 - värmeelement 3

L1 - första fasen

L2 - andra fasen

L3 - tredje fasen

N - Nolla

L1-out - utgång för första fasen på SSR 1 (styrd av kontrollenheten)

L2-out - utgång för andra fasen på SSR 2 (styrd av kontrollenheten)

L3-out - utgång för tredje fasen på SSR 3 (styrd av kontrollenheten)

OBS förutom ovan så är systemet naturligtvis utrustat med både jordfelsbrytare och skyddsjord. Det krävs naturligtvis behörighet för att utföra högspänningsinstallationen.

Länkar

• På Humlebladet kan man följa progressen på bygget.
• Har även en engelsk variant på HomeBrewTalk HBT