Pessoal,
Agora há pouco eu ia responder um tópico aqui no fórum que perguntava sobre qual bitola usar, etc... e como comecei a responder e começou a ficar longo, resolvi fazer mais um post-fixo.
Primeiro, deixa eu contar uma história... lá em 2011 eu tinha um equipamento de 100 litros, e estava encucado em que tamanho de chiller de imersão eu deveria usar, e também queria testar a eficiência de resfriamento chiller de imersão com whirlpool constante VS chillers de placa.
Abaixo, seguem alguns e-mails lá de 2011 que resgatei da lista "CervejaArtesanalPoA" com minhas dúvidas, projeto, até a conclusão... vou modificar os textos pra deixar de forma resumida. Quem não tiver paciência, passe por todo esse texto em vermelho e vá direto lá pra baixo.
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Guenther - 20/06/2011
Aê..
Alguém aqui usa chiller de imersão de alumínio? Que tal? Como é a limpeza? Chegaram a fervê-lo em água pura antes de usar para gerar oxidação passiva (deixá-lo preto)?
Eu pergunto pq eu tô afim de fazer um chiller gigante para minhas levas de 100 litros.
Eu fiz um contra-fluxo que funciona bem, mas mesmo assim, não me agrada.
Se eu uso o contra-fluxo com retorno para a panela, com bomba, de forma que o mosto resfrie como um todo, fica lento. Demora quase 1 hora pra baixar dos 40.
Se uso ele bombeando diretamente o mosto fervendo para os fermentadores, beleza, ele chega lá frio, mas demora uns 20 e tantos ou 30 minutos pra bombear tudo, e durante esse tempo o mosto que está dentro da panela continua em temperatura de fervura.. ou seja...... o lúpulo de aroma perde aroma pra KCT (notei uma diferença absurda) e, por continuar em contato com o mosto quente, acaba virando amargor.
Comprar um chiller de placas não resolveria... a não ser que eu comprasse um muito cavalo que praticamente não tivesse restrição de fluxo, mas aí caio no problema do preço, pois um plate chiller grande não é barato, e no problema de mandar isso vir pelo correio lá de fora, pois é um trambolho.
Tem uma thread no homebrewtalk.com onde o cara reclama justamente do que citei, perda de aroma, cold break, etc, e ele fez dois chillers de imersão de 15m e utilizando canos 5/8 e ele consegue esfriar 100 litros em 19 minutos.
Abraço,
Guenther
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Guenther - 20/06/2011
Dados técnicos de alguns chillers de placas - superfície de contato com o mosto:
- ChillOut 20 (mashmaster.com.au) - 4140 cm²
- ChillOut 30 (mashmaster.com.au) - 6440 cm²
- Blichmann Therminator - 6038 cm²
- Shirron (MoreBeer) - 2230 cm²
- DudaDiesel - B3-23A 30 Plate - 6900 cm²
- DudaDiesel - B3-12A 10 Plate - 1200 cm²
Chillers de imersão - superfície de contato:
- 15 metros - 3/8 polegada - 4485 cm²
- 15 metros - 1/2 polegada - 5981 cm²
- 15 metros - 5/8 polegada - 7477 cm²
De modo geral, os chillers de placas são mais eficientes que os chillers de imersão porque nos chillers de placa todo o mosto (o mais quente possível) passa pelo chiller.
No chiller de imersão, se o mesmo estiver parado, e o mosto estiver parado, o mosto que entra em contato com o chiller esfria mas demora até se mexer. Dessa forma, formam-se películas de mosto frio em torno das tubulações do chiller, e mosto ainda muito quente na medida que se afasta das tubulações. Além disso, se o chiller estiver no fundo da panela é mais ineficiente ainda, pois o líquido quente sobe e o frio desce.
Resumindo, fazendo um whirlpool constante usando chiller de imersão é possível aproximar à eficiência de um chiller de placas.
A Blichmann atesta que o Therminator esfria 10 galões (37,85 litros) em 5 minutos.
O cara do HomebrewTalk usou 2 chillers de imersão de 15m 5/8 e resfriou 27 galões (102 litros) em 19 minutos. Se não me engano ele faz whirlpool.
Em tese, o Therminator resfriaria os 102 litros em 14 minutos, com 6038 cm² de superfície de chiller, coisa que o cara levou 19 minutos com 14954 cm² de superfície.
Minha maior pergunta no momento: algúem que tenha um Therminator pode dar um exemplo de resfriamento (X litros VS X tempo) para que eu possa analisar a teoria deles com a nossa realidade?
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Guenther - 20/06/2011
Pra quem quiser olhar a thread do cara que fez 2 chillers de 15 metros, com bitola 5/8: http://www.homebrewtalk.com/f11/immersi ... ndex2.html
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Guenther - 21/06/2011
Bueno... botei a coisa em prática.
Comprei 30 metros tubulação de alumínio 1/2 polegada, divido em 2 rolos de 15 metros.
Resolvi pegar 1/2 porque fazendo as contas de cm2 de superfície por cada R$, valia bem mais a pena pegar 1/2. Gastei 130 pila.
Seguem as fotos dos chillers. Assim como o cara do HomebrewTalk, fiz 2 chillers. Um com diâmetro bem largo, só que o segundo, do meio, acabei fazendo duplo, tipo aquele duplo da WE, pois minha convicção é que quanto melhor espalhado pela panela, melhor.
Fiz 2 entradas de água e 2 saídas, dividindo na entrada e convergindo na saída.
Acabei de fazer, finalmente, o teste. Seguem os dados:
110 litros a 100 graus - água da torneira a 17 graus
06m21s - 60 graus - Aqui já não gera mais DMS e evaporação bem reduzida
09m00s - 50 graus - Evaporação quase nada
12m35s - 40 graus - Evaporação já era
18m35s - 30 graus
24m10s - 25 graus
25m40s - 24 graus - Inoculação
Esse teste foi feito com a bomba fazendo whirlpool durante todo o tempo.
Eu até tenho um pré-chiller acoplado numa bombona, de 10 metros de cobre 1/2 polegada, mas resolvi não usar para ver somente a performance do chiller.
Fico imaginando como ficaria se eu usasse o pré-chiller.
Amanhã vou fazer os cálculos pra comparar com os outros chillers. Agora... vou tomar uma Urquell pra comemorar e dormir bem.
Abração,
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Agora, vamos a alguns testes que fiz com chillers de placas quando trabalhava na WE:
Exemplos de tempos de resfriamento utilizando água a 22 graus, com vazão de 10 litros por minuto, resfriando o mosto de 100 graus para 25 graus.
- chiller de 10 placas (área: 2.252,25 cm2 = 0,22 m2): 25 litros em 11 minutos
- chiller de 20 placas (área: 4.504,50 cm2 = 0,45 m2): 25 litros em 7 minutos
- chiller de 30 placas (área: 6.756,75 cm2 = 0,67 m2): 25 litros em 5 minutos
- chiller de 40 placas (área: 9.009,00 cm2 = 0,90 m2): 25 litros em 3m45s
Placas de 31,5cm por 7,15cm.
Ou seja.... dimensionar chiller de placas com dados como esses é uma barbada.
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Bom, agora vou vários dados estatísticos aproximados, a gente pode prosseguir e fazer algumas estimativas com chillers de imersão que, apesar de meio grosseiras, podem ajudar muita gente.
Resfriamento é questão de área de contato do metal com o mosto.
Em termos de área de contato:
12 metros em bitola 5/8" = 15 metros em bitola 1/2" = 20 metros em bitola 3/8"
Agora vamos às áreas de contato por metro de cada bitola:
1m de tubo 3/8": 299 cm2
1m de tubo 1/2": 399 cm2
1m de tubo 5/8": 499 cm2
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Bom, pegando aquela estatística lá em cima, resfriei 110 litros em 25 minutos e pouco, com água a 17 graus (não sei a vazão) até 24 graus, fazendo whirlpool constante na panela com bomba, com 2 chillers de imersão de 15m cada em bitola 1/2 polegada.
Vamos considerar algo um pouquinho mais pessimista que isso e vamos arredondar pra deixar nossa matemática mais fácil, ou seja:
A) --- 30m de 1/2" (área: 11970 cm2 ou 1,197 m2) - 100 litros = 25 minutos ==========> 8,35 ml/cm2
Já o cara no HomebrewTalk.com que fez 2 chillers de 15m 5/8", mais grosso, disse que resfriou em 19 minutos em torno de 100 litros, também com whirlpool, ou seja:
B) --- 30m de 5/8" (área: 14961 cm2 ou 1,496 m2) - 100 litros = 19 minutos ==========> 6,68 ml/cm2
Ou seja, notem que quanto menos mls (mililitros) cada cm2 de área do chiller tem que resfriar, menos tempo ele leva.
Caso A) 25 minutos com 8,35 ml/cm2 ===> 25 / 8,35 = 2,994 (arredondando pra 3) ====> 3 minutos por cada ml/cm2
Caso B) 19 minutos com 6,68 ml/cm2 ===> 19 / 6,68 = 2,844 (arredondando pra 2,8) ====> 2,8 minutos por cada ml/cm2
Notem que tanto o meu teste quando o teste do cara deram resultados bem parecidos para resfriamentos COM whirlpool.
E sem whirlpool durante o resfriamento? Bom, eu nunca fiz testes precisos sem whirlpool, mas obviamente demora bem mais, então para esse "artigo" aqui, e porque eu particularmente gosto de ser pessimista quando vou calcular coisas, vamos assumir que sem whirlpool leve pouco mais que o dobro do tempo. Depois, se alguém fizer um teste preciso, eu edito o post e coloco como atualização.
Então vamos consolidar o que vimos até agora e resumir em uma regra simples pra fazermos estimativas:
- 1 ml/cm2 COM whirlpool = 3 minutos
- 1 ml/cm2 SEM whirlpool = 7 minutos (estimado)
Ou seja, se o mesmo cm2 do chiller tiver que resfriar mais mls de mosto, aumenta o tempo.
Exemplo: se eu uso um chiller pra uma certa quantidade de mosto que me dá uma relação de 5 ml/cm2, vou resfriar
- fazendo whirlpool: 15 minutos
- sem whirlpool: 35 minutos
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Um exemplo mais prático: digamos que eu use um chiller de 22m 3/8 pra resfriar 25 litros.
Olhando lá em cima, cada metro 3/8 tem 299 cm2, então, 22 * 299 = 6578 cm2 de área total do chiller
Temos 25 litros de mosto, então transformando pra ml e dividindo pela área total do chiller, 25000ml / 6578cm2 = 3,8 ml / cm2
Com whirlpool - 3,8 ml/cm2 * 3 minutos = 11,4 minutos
Com whirlpool - 3,8 ml/cm2 * 7 minutos = 26,6 minutos
Agora, digamos que a gente aqui assuma que um resfriamento "bom" seria de 17 minutos COM whirlpool e uns 40 minutos sem whirlpool, fazendo as contas para várias litragens e tamanhos:
Levas de 10 litros = 06,00 metros 3/8" - 04,50 metros 1/2" - 03,50 metros 5/8"
Levas de 20 litros = 12,00 metros 3/8" - 09,00 metros 1/2" - 07,00 metros 5/8"
Levas de 25 litros = 15,00 metros 3/8" - 11,00 metros 1/2" - 09,00 metros 5/8"
Levas de 30 litros = 18,00 metros 3/8" - 13,00 metros 1/2" - 10,50 metros 5/8"
Levas de 40 litros = 24,00 metros 3/8" - 18,00 metros 1/2" - 14,00 metros 5/8"
Levas de 50 litros = 29,00 metros 3/8" - 22,00 metros 1/2" - 18,00 metros 5/8"
Levas de 70 litros = 41,00 metros 3/8" - 31,00 metros 1/2" - 25,00 metros 5/8"
Levas de 100 litros = 58,00 metros 3/8" - 43,00 metros 1/2" - 35,00 metros 5/8"
Lembrando: pessoal, os dados acima não são regra nem nada.... são só exemplos. Vejam que no exemplo que dei eu resfriava 100 litros em 25 minutos com whirlpool, e sinceramente esse resfriamento pra mim tava ótimo. Já num outro equipamento de 25 litros que tenho eu uso um chiller de imersão de inox 3/8" com 22 metros, e normalmente leva por volta de uns 25 a 30 minutos pra resfriar SEM whirlpool, o que tá bom pra mim também.
Por fim, fazendo um comparativo de eficiência de chillers de placas VS chiller de imersão COM whirlpool, pegando uma das estatísticas que citei ali em cima:
- chiller de 40 placas (área: 6.756,75 cm2 = 0,67 m2): 25 litros em 5 minutos ====> vamos assumir 50 litros em 10 minutos
Fazendo as contas, pra resfriar 50 litros em 10 minutos com chiller de imersão com whirlpool, precisaríamos de
- 36m de 1/2" (14363 cm2)
- 29m de 5/8" (14463 cm2)
Ou seja, se pegarmos os 14363 cm2 dos chillers de imersão e compararmos com os 6756,75 cm2 do chiller de placa (14363 / 6756 =~ 2,12), os chillers de placa são mais que duas vezes mais eficientes que os chillers de imersão com whirlpool, o que é completamente natural já que não usamos bombas absurdamente fortes no whirlpool, nem seria prático fazer chillers em formatos difíceis de limpar, etc.
Pessoal, é importante lembrar que esses testes aqui são aproximados, e que eles podem variar razoavelmente conforme o formato do chiller, a altura que ele fica na panela, e até por onde a água (preferencialmente deve entrar por baixo no chiller de imersão).
MATERIAIS - Cobre/Alumínio/Inox: alguns provavelmente vão perguntar sobre a diferença de resfriamento entre esses materiais, e sim, todo mundo sabe que o coeficiente de transferência térmica do cobre é mais alto que o alumínio, e que ambos são muito mais altos que o inox, porém... eu já tive chillers de todos estes materiais, e a diferença é mínima pois a parede dos chillers é relativamente fina, e os chillers de inox tem parede mais fina ainda, o que acaba deixando tudo praticamente igual.
Abraço
