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Gäreimer wiegen - Alternative zu Spindel, Refraktometer? - hobbybrauer.de
Gäreimer wiegen - Alternative zu Spindel, Refraktometer?
Beitrag von forstquelle » Montag 7. November 2016, 16:32
jeder Hobbybrauer muss irgendwann entscheiden wann die Hauptgärung durch ist. Wie viele andere hier im Forum öffne ich ungern den Deckel, das werdende Jungbier liegt ja prima unter einer CO2-Schicht vor Fremdkeimen und Sauerstoff geschützt. Ich hab mir deshalb in den letzten Tagen überlegt ob es elegantere, nichtinvasive Alternativen zu Spindel, Refraktometer & Co gibt. Eine simple Idee wollte ich hier mal in die Runde werfen:
Warum kann man nicht einfach durch Wiegen des Gäreimers verfolgen ob sich noch etwas tut? Die Idee dahinter ist dass sich während der Gärung aus Zucker in etwa zu gleichen Teilen Ethanol + CO2 bildet, das CO2 entweicht durch das Röhrchen, somit sollte das Gesamtsystem Gäreimer im Lauf der Gärung Masse verlieren. Eine grobe Überschlagrechnung mit Hilfe von Wikipedia, Google und altem Chemiewissen sieht so aus (auf die Kommastelle kommts hier erst mal nicht an, mir gehts um die Machbarkeit)
-20l Würze, 12 Brix bedeutet ca. 2.4 kg Zucker
-Zucker wird von typischen Hefen zu 70% vergoren -> 1700g Zucker
-Stöchiometrie der alkoholischen Gärung besagt dass Zucker zu etwa gleichen Gewichtsteilen in Ethanol und CO2 zerlegt wird -> 850g CO2
-CO2 entweicht allerdings nicht komplett, da seh ich 2 Einflußfaktoren
1) CO2 bleibt im Kopfraum über der Würze stehen. Mein Gäreimer fasst 30l, für die 10l Kopfraum braucht es ca 20g CO2. Verdrängt werden 13g Luft, macht
7g Differenz
2) CO2 bleibt in der Würze gelöst. Löslichkeit CO2 in Wasser ist bei 20 Grad 1.69g/l, für 20l gesättigtes Jungbier also ca 34g CO2
Bleiben also ~810g Gas die im Laufe der Gärung durchs Blubberröhrchen entweichen. Mit einer hinreichend genauen Waage müsste es also möglich sein, den Gewichtsverlust von 20kg auf ~19.2kg detailliert zu verfolgen, z.b. durch tägliche Messung, und daraus Rückschlüsse über EVG oder zumindest Fortschritt der Gärung zu ziehen. Wäre doch verlockend: Deckel bleibt zu, stattdessen den Eimer einfach auf die Badezimmerwaage stellen.
Es sollte auch möglich sein eine einfache Umrechnungsformel zu basteln, in die folgendes eingeht:
- STW, Volumen Ausschlagwürze, Ausgangsgewicht Gäreimer, Kopfraum
- Temperatur (da die Löslichkeit CO2 in Würze deutlich temperaturabhängig ist)
- evtl Luftdruck, ist aber wahrscheinlich vernachlässigbar
- aktuelles Gewicht Gäreimer
raus kommt dann aktueller EVG, Alkoholgehalt.
Was meint ihr? Hat das schon mal jemand probiert/diskutiert? Hab hier im Forum nichts dazu gefunden.
Beitrag von Boludo » Montag 7. November 2016, 16:42
Das wird vermutlich im Vergleich zur Spindel bzw Refraktometer viel zu ungenau. Außerdem wird ja auch Wasserdampf mitgerissen.
Aber kannst es ja mal ausprobieren und hier berichten
Beitrag von Bergbock » Montag 7. November 2016, 16:44
Woher bekommst Du eine Waage, die in dem genannten Bereich hinreichend genau misst?
Beitrag von OS-Schlingel » Montag 7. November 2016, 16:46
es fehlt noch Dein Heiß- und Kalttrub-Koeffizient !
Ein weiterer Ansatz wäre aber auch eine Schnellvergärungsprobe zu machen. Brutto-/ Nettogewicht feststellen und mit dem
Gäreiner ins Verhältnis setzen. So hast Du vielleicht anteilig auch die Sedimente dabei.
Ich vertraue aber weiterhin nur meiner Spindel....
Beitrag von sb11 » Montag 7. November 2016, 16:54
Eine hinreichend genaue Waage in dem gebwichtsbereich wird vermutlich kein Schnäppchen sein.
Beitrag von chixxi » Montag 7. November 2016, 16:55
Bergbock hat geschrieben: Gegenfrage :
Genau das war auch mein Gedanke. Eine Waage die über 20kg misst und dann noch aufs Gramm genau (bzw. auf 0.1g anzeigt damit dass dann aus Gramm genau stimmt), am besten auch noch kalibriert, da wirst du in einem Preisbereich landen wo du auch eine genauere Lösung (Bsp. Durchfluss-Refraktometer) angehen könntest.
Edit: Wohl doch billiger als mein Vorschlag, aber dennoch unbezahlbar.
Beitrag von Alt-Phex » Montag 7. November 2016, 16:58
Die Hefe vermehrt sich aber auch, viel Spaß beim rechnen.
RE messen, alles andere hat doch keinen Sinn. Und das muss
man auch nicht täglich machen. Lange genug ausgären lassen
und dann erst messen. Das veringert die Gefahr von Infektionen
Beitrag von Boludo » Montag 7. November 2016, 17:10
Alt-Phex hat geschrieben: Die Hefe vermehrt sich aber auch, viel Spaß beim rechnen.
Ja, aber dadurch wird der Eimer nicht schwerer. Theoretisch ist die Idee schon ok. Außer CO2 geht ja eigentlich nichts raus bzw rein und das kann man schon wiegen (ich denke aber, dass auch immer ein wenig Wasserdampf mit abhaut). Nur wie genau, das ist die Frage. Und ob man sich nicht lieber einen EasyDens kauft statt eine teure Waage.
Beitrag von oliver0904 » Montag 7. November 2016, 17:16
Man muss ja auch nicht immer den kompletten Deckel aufreißen.
Ich nehme das Gährrörchen raus und entnehme mit der Pipette durch das kleine Loch meine Probe für das Refraktometer. So lange die Pipette keimfrei ist, sehe ich da kein Problem einer Kontamination.
Beitrag von docpsycho » Montag 7. November 2016, 17:30
Theoretisch vermehren sich die Hefezellen ja aber aus der vorhandenen Masse und dürften somit in der Rechnung nicht zu Buche schlagen oder sehe ich das falsch.
Ich finde die Idee übrigens sehr interessant und durchaus diskussionswert, wenngleich ich da nicht viel zu beitragen kann außer Vermutungen. Was Sinn und Unsinn des ganzen angeht, möchte ich olibaer an der Stelle zitieren, zumal es Wolfgang ja auch eher um die Theorie ging als um die praktische Umsetzbarkeit.
Beitrag von universam » Montag 7. November 2016, 17:30
Der Punkt ist doch das sein Ziel ist festzustellen, wann die HG zum Stillstand gekommen ist, nicht einen Ersatz um die Endvergärung zu messen.
Dann nämlich braucht man keine Kalibrierung o.ä. Schnickschnack sondern lediglich feststellen ob sich über 3 Tage hinweg eine Gewichtsabnahme ergeben hat! Das ist ja relativ leicht zu bewerkstelligen.
Beitrag von Boludo » Montag 7. November 2016, 17:38
universam hat geschrieben: Der Punkt ist doch das sein Ziel ist festzustellen, wann die HG zum Stillstand gekommen ist, nicht einen Ersatz um die Endvergärung zu messen.
Die Drei Tage Regel ist aber eigentlich Käse. Die Gärung kann auch stocken. Und um das festzustellen braucht man einen vernünftigen Messwert. Dann sieht man, ob der Vergärungsgrad Sinn macht oder nicht.
Beitrag von Schlupfer » Montag 7. November 2016, 17:41
Beitrag von universam » Montag 7. November 2016, 18:02
Boludo hat geschrieben: . Die Gärung kann auch stocken. Und um das festzustellen braucht man einen vernünftigen Messwert
Ganz genau, wenn man nun weiß dass Gärung = Gewichtsverlust, dann kannst du dir also sparen nachzuschauen wenn sich weiterhin eine Gewichtsänderung ergibt. Wenn sich nichts mehr tut dann musst du sowieso nachschauen.
Ich finde das müsste man echt mal probieren.
Beitrag von flying » Montag 7. November 2016, 18:12
Kennst Du den schon..?
http://hobbybrauer.de/modules.php?name= ... d&tid=8195
Beitrag von flos » Montag 7. November 2016, 19:51
Finde die Idee auch super und habe zumindest eine Waage, die bis zu 50 kg mitmacht und auf 2 g genau messen soll. Leider ist der aktuelle Sud schon mitten in der Hauptgärung. Sollte es jemand testen, bitte ausführlich berichten. Danke! :)
Beitrag von Taufkirl » Montag 7. November 2016, 20:09
Ich habe das mal beim laufenden Sud mit einer Paketwaage ausprobiert, hier die Daten:
xxxxxxxxxx Temp %mas Brix m
23.10 09:50 18,0 °C	14,6	15,0	25,546 kg
23.10 16:00	18,0 °C
26.10 18:20	18,0 °C	4,1	8,4	24,654 kg
30.10 12:15	18,0 °C	3,9	8,1
03.11 18:55	18,0 °C	3,8	8,0	24,612 kg
05.11 18:55	18,0 °C	3,8	8,0
06.11 11:45	22,0 °C
07.11 18:35	22,0 °C	3,3	7,4	24,580 kg
Wobei ich mir die Frage stelle, was bei mir ungenauer ist, die Waage oder das Refraktometer.
Beitrag von forstquelle » Montag 7. November 2016, 20:59
Danke für die vielen Kommentare! Da wirft man eine vage Idee in die Runde und schon hat einer die passenden Zahlen aus eigenen Experimenten parat
Der Link ins alte Forum ist auch interessant, allerdings wurde das damals offenbar nicht empirisch weiterverfolgt.
Ich habe grade auch mit unserer digitalen Badezimmerwaage den ersten Messpunkt gemacht, allerdings ist mein Wochenend-HüllMelon Ale schon seit 2 Tagen im Keller am Gären, das Ausgangsgewicht habe ich also nicht. Die Tendenz sollte aber noch sichtbar sein. Die Genauigkeit der Waage könnte in der Tat ein Problem sein. Angeblich haben die Digitalwaagen eine Cheatsoftware eingebaut, bei mehrmaliger Messung hintereinander kriegt man immer exakt den gleichen Wert angezeigt, um eine höhere Genauigkeit vorzugaukeln. Also wiegt man am besten mehrmals, wobei man zwischendurch jeweils andere Gewichte drauflegt.
Ich werde meine Erfahrungen dann berichten
Beitrag von universam » Montag 7. November 2016, 21:46
Das verleitet doch geradezu sich mit einem Arduino, HX711, Wägezelle und Display einen "Gärwächter" zusammen zu schneidern
Beitrag von §11 » Montag 7. November 2016, 22:10
Ich meine auch das das, wenn überhaupt nur empirisch funktioniert.
Grundlage ist die große Ballingformel, die ja sogar, wenn auch ungenau, den Hefezuwachs berücksichtigt. Rechnerisch sehe ich etwas schwarz, denn das CO2 entweicht ja nicht nur, es löst sich und ein Teil liegt im Kopfraum auf dem Bier. Das macht das Gleichungssystem wahrscheinlich sehr komplex, weshalb wohl nur eine empirische Näherung möglich ist. Evtl. ist es aber gar nicht so schwer, wenn man nämlich gar nicht den Restextrakt bestimmen will, sondern nur das Gärende, also wenn sich nichts mehr ändert.
Beitrag von §11 » Montag 7. November 2016, 22:13
universam hat geschrieben: Das verleitet doch geradezu sich mit einem Arduino, HX711, Wägezelle und Display einen "Gärwächter" zusammen zu schneidern
Das könnte man aber auch durch einen induktiven Schwimmkörper eleganter lösen. Ein Schwimmer der induktiv merkt wie tief er eintaucht. Geht das per WiFi kann man Spindeln ohne das Gefäß zu öffnen.
Jan (ich wäre dann einer der ersten Kunden)
Beitrag von Taufkirl » Montag 7. November 2016, 22:31
§11 hat geschrieben: Das könnte man aber auch durch einen induktiven Schwimmkörper eleganter lösen. Ein Schwimmer der induktiv merkt wie tief er eintaucht. Geht das per WiFi kann man Spindeln ohne das Gefäß zu öffnen.
Wenn es nur um den Füllstand des Gärbehälters geht, würde ich diesen lieber kapazitiv messen. Sollte eigentlich gehen und der Schwimmer entfällt.
Beitrag von afri » Montag 7. November 2016, 22:41
Nur ein Gedanke dazu: Balkenwaagen gehen üblicherweise recht genau. Zumindest ein Gärende festzustellen dürfte damit relativ präzise zu machen sein, auch wenn der berechnete Masseverlust nicht genau getroffen wird. Ein paar Tage keine Änderung -> Gärung beendet. Wie die digitalen Dinger das machen, weiß ich nicht, vielleicht sind die ja auch recht gut, aber ein wiederstandsarmes Balkenwägewerk müsste theoretisch präziser sein, als irgendein Widerstandsdehnstreifen. Nur meine Theorie, ich behaupte das nicht.
Ich bin übrigens ebenfalls der Meinung, dass sich die Hefe sicherlich vermehrt, dies jedoch keinen Einfluss auf die Masse des Jungbiers inkl. vermehrter Hefe haben dürfte. Woher sollte der Zuwachs auch kommen, es wird ja nichts hinzugefügt? Ich denke, die Hefe holt sich ihre Masse aus den Nährstoffen des Biers, hier wird verstoffwechselt, aber nix dazugewonnen.
Vorschlag für eine einfache Balkenwaage: Eimer links, Gegengewicht rechts. Gärung schreitet fort, links wird's leichter, also muss für "waagrecht" rechts etwas entnommen werden, z.B. Wasser aus einem geschlossenen Gefäß (damit nicht die Verdunstungsverluste verfälschend wirken). Die entnommene Masse lässt sich wiegen und aufschreiben. Rechts kann auch Würfelzucker, Caramalz oder alte Fahrradspeichen liegen, das spielt keine Rolle.
Achim (sich über solch' innovative Ideen freuend)
Beitrag von hopfenbär » Montag 7. November 2016, 22:44
Folgendes Gerät misst die Stammwürze über den Neigungswinkel und sendet per WLAN.
In den FAQ's wir auf den Einfluss von Kohlensäure und weitere Fragen eingegangen.
Empfohlen wird das Gerät erst nach der stürmischen Gärphase einzusetzen.
Finde ich sehr interessant, konnt mich aber noch nicht zu einem Kauf überwinden. Hat jemand von euch das Gerät in Betrieb?
Beitrag von §11 » Montag 7. November 2016, 22:44
Taufkirl hat geschrieben:
Nein, das meine ich nicht. Ich meine ein Schwimmer der frei schwimmt aber wie eine Spindel seine eigene Eintauchtiefe ermittelt und per WiFi/ Bluetooth an mein Handy sendet. Eine elektronische Spindel.
Beitrag von Eyop » Montag 7. November 2016, 22:55
Ich bin auch für Innovative Ideen .
Jan , warum schmeißen wir die Spindel nicht einfach rein in den Gäreimer und beobachten das durch eine Art Spion ( schauloch ) ?
Beitrag von §11 » Montag 7. November 2016, 22:59
Eyop hat geschrieben: Hallo Achim
Weil ich Ingenieur bin das wäre viel zu naheliegend und einfach. Ich stell mir so etwas wie eine Füllstandssonde vor, nur eben schwimmend. Dann zeigt sie nicht den Füllstand sondern die Eintauchtiefe. Dann könnte man das als Graphic am Handy verfolgen und es gibt einen Alarm wenn sich x Tag nix ändert. Die Temperatur zu kompensieren sollte kein Problem sein. Temperatur Sensoren kosten nix mehr und sind sehr klein geworden.
Beitrag von Eyop » Montag 7. November 2016, 23:05
Was hältst von eine Kamera .
Beitrag von chixxi » Dienstag 8. November 2016, 13:18
Mann könnte die Spindel natürlich auch noch mittels Ultraschallsensor berührungslos beobachten. Wenn wir schon mal am basteln sind...
4 Zellen und ein HX711 hätte ich noch zu Hause rum liegen. Gebe ich gegen ein paar Bier weiter da ich noch zu viele andere Projekte am laufen habe. Falls jemand lust hat, einfach melden.
Beitrag von universam » Dienstag 8. November 2016, 14:07
§11 hat geschrieben: Ich meine ein Schwimmer der frei schwimmt aber wie eine Spindel seine eigene Eintauchtiefe ermittelt und per WiFi/ Bluetooth an mein Handy sendet
Hab mal ein bisschen experimentiert, und es ist über die Kapazität schon möglich die eigene Eintauchtiefe zu messen. Das ist sogar ziemlich linear!
Ob man aber mit einer Eintauchtiefe von sagen wir mal 10cm genug Präzision erreicht die man am Ende erwartet, ist schwer zu sagen. Außerdem hängt die Kapazität stark vom Salzgehalt der Flüssigkeit (=Bier) ab, d.h. man müsste jedesmal kalibrieren, nur gegen was?
Im Grunde, ist eine Spindel ja auch nix anderes als eine invertierte Dichte und folglich Gewichtsbestimmung + Fehlerfaktor Temperatur. Warum dann nicht einfach die Gesamtmasse messen ...
Beitrag von rayman » Dienstag 8. November 2016, 14:13
Taufkirl hat geschrieben: Ich habe das mal beim laufenden Sud mit einer Paketwaage ausprobiert, hier die Daten:
OT, aber egal:
Ich dachte immer %mas sei identisch mit Brix??? Kann mich bitte einer aufklären?
Mein Refraktometer hat folgende Skala. Ist %mas sacc = Brix oder nicht?
Beitrag von Taufkirl » Dienstag 8. November 2016, 19:13
@rayman: Es ist in der Tat Off Topic, aber egal.
Letztendlich werden hier drei unterschiedliche Messungen gemacht:
1. Messung der Dichte (Spindel)
2. Messung des Brechungindexes (Refraktometer)
3. Messung der Masse (Waage)
Keine dieser Messungen liefert uns das Ergebnis, welches wir gerne hätten, nämlich den Restextrakt. Die Spindel liefert uns leider nur den scheinbaren Restextrakt, mit dem der Brauer aber gut leben kann. Wahrscheinlich deshalb, weil er sich einfach daran gewöhnt hat. Mir als Hobbybrauer ist es schlicht egal, ob mir eine konstante Dichte, Brechungsindex oder Masse ein Ende der Gärung, bzw. ein Einschlafen der Gärung anzeigt.
Die Brixskala und die Spindelskala sind nur für das vereinfachte Zweistoffsystem Zucker/Wasser vergleichbar, für das Dreistoffsystem Wasser/Alkohol/Zucker gilt das nicht mehr! Wobei wir eigentlich nicht mehr von Zucker sondern von Würze, bzw. von Extrakt reden. Der Extrakt am Ende der Gärung hat eine andere Zusammensetzung als der Anfangsextrakt, da ein großer Anteil des vergärbaren Extraktes fehlt, was die ganze Brix zu %mas Umrechnung noch fehlerhafter macht.
Meine Waage ist die aus #16 (Beitrag Flos), mit der ich das Malz abwiege und die Ausschlagmenge im Gärfaß bestimme. Mein kleines Experiment hat mir gezeigt, dass meine Waage hinreichend genau für meine Zwecke ist. Wahrscheinlich ist diese Messung sogar genauer als die Abschätzung mit meinem Chinarefraktometer.
Beitrag von sailedaway » Dienstag 8. November 2016, 21:37
Dieses Gerät hier verspricht die Dichte während der Gärung fortlaufend zu messen
Beitrag von flying » Dienstag 8. November 2016, 22:26
Ja, %mas sacc = Brix! Oechsle ist ein Dichtewert. 70 Oechsle = 1.070 g/L. Die Dritte Scale ist die Klosterneuenburger Mostwaage. Für uns völlig unbrauchbar. Sie zeigt den Zuckergehalt von Traubenmost abzüglich eines angenommen unvergärbaren Extraktanteiles (Säuren, Mineralien usw.)
Beitrag von philipp » Dienstag 8. November 2016, 22:33
forstquelle hat geschrieben: Was meint ihr? Hat das schon mal jemand probiert/diskutiert? Hab hier im Forum nichts dazu gefunden.
Wiegen ist immer "Vergleichen mit einem Referenzgewicht". Und genau das machst du mit der Spindel - deren Eintauchtiefe entspricht genau der Dichte der zu messenden Flüssigkeit.
So, eine typische Bierwürze hat eine Dichte von 1050g/l. Wenn du deinen 20l-Sud auf 100ml und 100g genau wiegen kannst, kannst du die spezifische DIchte auf +- 10g/l, also ca 2 °P genau bestimmen.
100ml und 100g ist schon eine Herausforderung (Beim wiegen des Gärbehälters musst du das CO2 im Kopfraum rausrechnen, das ist schwerer als die Luft, die sich neutral zur Umgebungsluft verhielte). Bei der 100ml sieht es schon genauer aus.
Du siehst - eine Spindel misst genauer.
Beitrag von rayman » Mittwoch 9. November 2016, 10:05
flying hat geschrieben: Ja, %mas sacc = Brix!

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