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Cotta di collaudo del regolatore SCR

limpiantoNuovo upgrade, e nuova cotta di collaudo, doverosa, in quanto serviva a confutare alcune ipotesi espresse su questi nuovi componenti elettrici installati nel quadro di controllo.

Ipotesi che si sono confermate piacevoli realtà, l’upgrade funziona, e pure molto bene, durante la cotta ha risolto  i 2 problemi su cui stavamo lavorando (controllo dell’inerzia termica e annullamento delle fasi di overheating in bollitura) in un colpo solo, oltre a farmi ottenere quella che dopo un’accurata fermentazione, dovrebbe diventare un’ottima birra…

Ma partiamo dall’inizio, e l’inizio è sempre una ricetta:

American Pale Ale

Metodo: All Grain
Dimensioni Batch: 23,00 l
Litri in bollitura: 28,00 l
Tempo di bollitura: 60 min
Equipaggiamento: Klarstein “Grain Uncle”
Malti
4,00 kg Maris Otter Malt (Muntons) (6,9 EBC) Grani 69,6 %
1,00kg Vienna (6,9 EBC) Grani 17,4 %
0,75kg Pilsner (Muntons) (3,5 EBC) Grani 13 %
 Luppoli
25,00 g ADHA 484  – Boil 60,0 min Pellet
40,00 g ADHA 484  – Boil 5,0 min Pellet
50,oo g ADHA 484  – Dry Hopping dopo il travaso Pellet
Lievito: Safale US-05 (temperatura di fermentazione: 17° C)
OG: 1,056 SG
FG: 1,013 SG
Vol: 5,6 %
Amaro: 37,1 IBUs
Colore: 9,7 EBC
Rapporto Acqua/Grani: 3,5 L x Kg di grani

Profilo di Mash

Mash In: 19,25 l d’acqua a 50° C
Saccarificazione: 65° C 60 min
Mash Out: 78,0 C 10 min

Sparge:  Fly sparge con 15,79 l d’acqua a  78° C

È una Ale volutamente classica e monoluppolo, con un mash semplice e pensato per ottenere un discreto corpo, che ben si accompagni ad una luppolatura non estrema e ai profumi che otterrò con un robusto dry hopping, e dovrebbe essere l’ultima ale che metterò in cantina sino all’anno prossimo, dato che si avvicina il periodo delle “basse fermentazioni”…

multimetroMa veniamo al “dunque”: il collaudo del regolatore di potenza SCR e del multimetro che ho integrato nel quadro di controllo dell’impianto, come ha funzionato, e quali sono le conclusioni e i dati che ne ho tratto.

Come ho scritto qui, questo “upgrade”, è stato installato con lo scopo di controllare le inerzie termiche generate dalla resistenza da 2,5Kw di cui è dotata la pentola Klarstein, ma si è rivelato determinante anche per la risoluzione di uno dei problemi che più affliggono questa caldaia: l’ebollizione vigorosa altalenante, causata dagli interventi delle protezioni termiche installate dal produttore.

Per facilitare la comprensione del tutto, proverò a stilare un’elenco logico delle operazioni: la cotta è iniziata come è ormai consuetudine alla mattina ore 8.30 (ed è terminata  alle 12.30), riempiendo, come indicato dal software (beersmith 2), con  19,25 L di acqua  la caldaia Klarstein, e avviando il riscaldamento con il regolatore SCR settato alla massima potenza, il target era quello di effettuare un “Mash In” dei grani e una breve sosta a 45° C, cosa insolita dati i tipi di malto impiegati, ma consigliatami da un amico, e dato che ero in vena di sperimentare ed era comunque un’ulteriore test a cui avrei potuto sottoporre il regolatore, l’ho fatta; a questo punto dovevo impostare l’STC-1000, e ho cominciato ad applicare un pochino di “esperienza su strada” che ho con il mio impianto: so che  all’immisione di 5 o 6 Kg di grani in 18-20 litri di acqua riscaldata, ho un calo termico di circa 3 o 4° C, quindi per effettuare la sosta a 45° C avrei dovuto programmare una temperatura target di 48-49° C per sfruttare il calo termico, ma a questo punto, entra in gioco anche “l’inerzia termica”, che impostando la temperatura ai 49° C avrebbe potuto far derivare il picco termico anche oltre i 50° C, cosa che mi avrebbe alterato la temperatura di Mash In; quindi ne ho tenuto conto, ho settato l’STC-1000 a 46,5° C, ho messo il regolatore “a manetta”, e ho proceduto senza ulteriori indugi.

E tutto è andato come previsto: raggiunti i 46,5° C l’inerzia ha elevato la temperatura a 48° C, ho re-impostato il termostato a 45° C, tramite l’SCR ho regolato la potenza della resistenza a circa 500/600w e ho immesso i grani, la temperatura è scesa ai 45° C previsti e la buona coibentazione della pentola l’ha tenuta costante per tutta la durata della breve sosta (5 minuti), non permettendo alla resistenza di riaccendersi (e non permettendo a me di confutare le mie ipotesi, cosa che comunque ho fatto da li a poco..)

Ho poi programmato il secondo step, quello di saccarificazione, che avrei dovuto effettuare a 65° C per 60 minuti; anche qui ho tenuto conto della deriva termica che avrebbe provocato la lunga accensione delle resistenze alla massima potenza durante la “rampa”, e ho impostato il termostato una temperatura di 62° C invece che salire direttamente a 65° C, ho riportato il regolatore SCR al massimo, e ho lasciato lavorare l’impianto in autonomia.

Al raggiungimento dei 62° C è successo quanto previsto, la temperatura ha continuato a crescere di circa 2° C portando il mosto a 64° C, a questo punto ho impostato la temperatura target desiderata (65° C) sul termostato e ho regolato la potenza delle resistenze a 500/600w, la pentola si è riaccesa, e in poche decine di secondi ha innalzato la temperatura ai 65° previsti dalla ricetta, ma sopratutto, la bassa potenza espressa dal carico resistivo ha prodotto un’inerzia termica trascurabile, facendo salire la temperatura sino a 65,3° C per poi ricominciare a calare, sino a 64,7° C e alla riaccensione (a potenza limitata..), rimanendo cosi compresa negli +/-0,3° C, che rappresentano il limite tecnico dello strumento.

Decisamente un buon risultato, che si è mantenuto costante per tutti i 60 minuti di step, la temperatura non è mai uscita dal range strumentale del mio STC-1000, che accoppiato al controllo micrometrico sulla potenza resistiva ottenuto con il regolatore SCR (impostati utilizando un minimo di “conoscenza del propri impianto”), hanno lavorato in autonomia e con efficenza impeccabile, rendendo l’inerzia termica durante una cotta, un fattore secondario se non trascurabile.

Finiti i 60 minuti di step a 65° C e verificata con lo iod test l’avvenuta saccarificazione, ho riportato la potenza della pentola al massimo e ho cominciato la rampa finale che mi avrebbe dovuto portare al Mash Out a 78° C da mantenere per 10 minuti, anche qui per impostare la temperatura del termostato ho tenuto conto dell’eventuale inerzia termica, settando lo strumento a 75,5° C, raggiunti i quali, la prevista deriva ha innalzato la temperatura di 2 gradi oltre quella impostata, e come fatto in precedenza, al suo picco ho impostato la temperatura target del Mash Out (78° C) e riabbassato la potenza a 500/600w, e anche questa volta grazie a questo piccolo accorgimento, il target è stato mantenuto impeccabilmente per i 10 minuti previsti.

Ho poi effettuato lo sparge con il solito modo previsto dal “grain-uncle”: bloccando il cestello sulla pentola e versandoci l’acqua di sparge direttamente sopra grazie al mio boiler.

bollitura-a-potenza-ridottaE poi sono andato alla bollitura..

E qui, questo piccolo upgrade, ha fornito un’inaspettato risultato: una bollitura vigorosa e costante, senza alcun calo indotto dalle protezioni termiche!

Ma scendiamo un pò più nei dettagli: già durante lo sparge ho regolato la potenza della pentola al massimo, in modo da ottimizzare i tempi, e finito il lavaggio delle trebbie mi sono ritrovato con i soliti 28/29 litri già prossimi all’ebollizione, che è iniziata dopo pochi minuti, quando il mosto ha inizato a bollire (e schiumare…) in modo vigoroso, ho ridotto la potenza delle resistenze tra i 1400 e i 1800w, e la bollitura si è mantenuta vigorosissima e costante, senza alcun calo o indecisione per tutti i 60 minuti!

Lo avevamo previsto?

In parte si, ma il successo ha superato le nostre aspettative, avevamo ipotizzato che raggiunta la temperatura di ebollizione una riduzione della potenza potesse essere auspicabile, ma non credevamo potesse essere cosi decisiva ai fini del mantenimento di quel “vigore” che la birrificazione richiede.

Analizzando la cosa, non è difficile capire cosa sia successo: partiamo dal “vecchio comportamento” della caldaia durante l’ebollizione, cosa succedeva?

Quando il mosto bolliva, saliva ben oltre i 110° C necessari per una ebollizione vigorosa, e continuava a salire, spinto dall’elevata potenza delle resistenze, senza tener conto dell’inerzia termica indotta dalla buona coibentazione della caldaia, dalla sua forma alta e stretta e dalla massa metallica delle resistenze stesse, questo portava il fondo della pentola a raggiungere temperature molto elevate, decisamente più elevate di quella necessaria per una buona bollitura, sino a raggiungere il limite di intervento degli interruttori termici che aprendo il circuito spegnevano le resistenze, provocando le pause della bollitura vigorosa.

Per ovviare a questo problema abbiamo provato parecchi escamotage, qualcuno con successo, altri meno, abbiamo distanziato l’interruttore termico, abbiamo escluso il termostato interno della caldaia, ma tra tutti quelli provati, probabilmente, questo sistema di limitazione della potenza e di controllo delle inerzie termiche, è quello più facilmente controlabile e più efficente.

Vediamo come funziona: dopo aver impostato al massimo la potenza ed essere arrivati ad una ebollizione vigorosa, il mosto grazie ai fattori elencati sopra, possiede una grande inerzia termica, e limitando la potenza delle resistenze, sarà proprio questa inerzia a mantenere la bolitura a livelli consoni, nel frattempo, le resistenze funzionanti al 65% (circa..) continuano a fornire il calore necessario al mantenimento della temperatura, ma non lo fanno salire a livelli tali da provocare l’apertura degli interruttori termici; l’accensione delle resistenze risulta continua nel tempo, non viene mai interrotta, e quindi, nemmeno la bollitura vigorosa.

Riassumendo: ho verificato che dopo aver raggiunto la bollitura vigorosa con le resistenze alla massima potenza, impostando il regolatore SCR ad un valore di 1400/1600w la bolitura si mantiene a valori ideali, la pentola funziona in maniera costante e ininterrotta, e le interruzioni di bollitura causate dagli interruttori termici vengono totalmente azzerate.

Concludendo: l’impianto ha funzionato in modo impeccabile, sia le fasi di mantenimento della temperatura che quelle di bollitura hanno superato le mie aspettative, le previsioni del software utilizzato (beersmith 2) sono state rispettate, e l’efficenza ha superato il 75% previsto, quindi, sia dal punto di vista brassicolo che “sperimentale”, è stata una buona cotta; ho anche avuto modo di provare il mio nuovo PHmetro, che non mi ha deluso (decisamente è stata una giornata fortunata..), ma a questo strumentino, al suo utilizzo e alle sue caratteristiche, ho dedicato un altro articolo.

P.S.

Appena li avrò editati, pubblicherò alcuni video dimostrativi delle varie fasi della cotta..

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6 comments on “Cotta di collaudo del regolatore SCR

  1. Luciano Picchioni

    Complimenti per l’articolo ben fatto e con spiegazioni chiare e dettagliate.
    Anch’io uso il regolatore SCR ma non ho il modulo che mi permette di controllare
    visivamente la potenza erogata.
    Penso di metterlo anch’io ma dovrò cambiare il contenitore della ‘centralina’

    • Grazie!
      Guarda… Il multimetro potrebbe sembrare un orpello inutile, ma conoscere la potenza erogata e osservare il comportamento della caldaia e le variazioni della temperatura in relazione a questo dato, ti fa capire molte cose del tuo impianto.
      Io lo consiglio vivamente…

      • Luciano Picchioni

        Per ora mi sono adattato alle ‘tacche’ del potenziometro ma la prossima modifica sarà il display,
        la mia preoccupazione è la ricablatura di tutta la centralina …
        Colgo l’occasione per chiederti se hai avuto problemi di perdite con il rubinetto ed eventualmente come l’hai risolto ( ho dato un’occhiata al tuo sito man non ho trovato nessuna indicazione )

        • I cablaggi da fare per installare un multimetro tipo il mio sono veramente facili da fare, va semplicemente messo in serie alla linea che va alla caldaia.
          Per quanto riguarda le perdite, io non ne ho (mi tocco anticipatamente dove non batte il sole..), c’è da dire che non uso le guarnizioni fornite con la pentola, ma me le faccio da solo con un foglio di silicone simile a questo: http://amzn.to/2e7zeGj , e ogni 2 o 3 cotte le cambio

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