forum.beer-bg.com

Отдавна се бях надъхал да си направя устройството наречено ебулиометър.
Това е уред за мерене на алкохолно съдържание на течности - бира, вино, ракия.
Ще кажете - не може ли с един спиртомер за 2 лв. да измерим ?
Може ! Обаче само ако е високолакохолна напитка - ракия, уиски, водка, спирт.

За бира и вино не става така, защото те са комплекс от множество взаимно разтворими вещества - алкохоли, вода, захари, минерали, пигменти и др.
За изчисляване на предполагаемият алкохол в една бира е нужно да се знае началният и крайният екстракт и тогава по една приблизителна формула се получава предполагаемата концентрация на алкохол :
За мерки в Брикс/Плато : (Начален екстракт - краен екстракт)*0.51 = алкохол в обемни % (може и 0.52 да се приеме за коефициент)
За мерки в плътност SG :
% Alcohol = ((1.05 x (OG – TG)) / TG) / 0.79
Където OG (Original Gravity) е началният екстракт преди посяване на дрождите
а TG (Terminal Gravity) е крайният екстракт след ферментацията.
Например :
OG = 1.045
TG = 1.008

Алкохол = ((1.05 x (1.045 – 1.008))/1.008) / 0.79 = 0.0487
Което е 4.87%

Всичко това обаче много зависи и от типа дрожди и от други фактори.
Истинското измерване на алкохола може да стане само чрез дестилация и мерене със спиртомер.

Има и друг начин - той се базира на факта, че смесите на лакохола с вода и други вещества кипят при различна температура и тя именно е в пряка зависимост от процента алкохол в напитката.
Например - водата кипи при 100гр. Целзий ако сме на морското равнище и няма промяна в атмосферното налягане.
За всяка по-висока надморска височина и при различни стойности на атмосферното налягане - температурата на кипене на чистата вода е различна и намалява под 100 гр.

За всяка , дори и малка концентрация на алкохол - точката на кипене пада още по-надолу, за да стигне малко над 78 гр. за чистия етилов алкохол.

Значи, ако можем точно и прецизно да определим точката на кипене на изследваната напитка - бихме могли да я сравним с точката на кипене на чистата вода в същия момент (еднакви атмосферно налягане и надморска височина) и да определим разликата в температурите - от там следва една таблица за съответствие на тази разлика с точното алкохолно съдържание.

Таблицата е отдавна известна и я има във вид на два диска (диск на Дюжарден-Салерон) :



Вида се че в рамките на 8 температурни градуса са разположени всички стойности на алкохолният процент от 0 до 17.

От тук и нуждата за супер прецизен термометър.

Какво представлява оригиналният ебулиометър на Дюжарден-Салерон :
Измислен е още през 1870 г. и представлява минидестилационен апарат работещ на пълен рефлукс - т.е. има си бойлер, колонка с дефлегматор (воден или въздушен) и главната роля играе един много точен и прецизен живачен термометър , който мери в диапазона 80-110 гр. с точност 0.1 гр.

Действа се по следния начин :
1. Уредът се напълва с дестилирана вода.
2. загрява се бойлера до достигане на кипене и кондензация в дефлегматора.
3. Системата влиза в равновесие (постъпващата енергия от загряването което тогава е било със спиртна лампа се компенсира от отнетата от дефлегматора енергия за втечняване на парите)
4. Измерва се показанието на точния термометър и се завърта вътрешният диск така че 0-та на алкохолната скала да застане точно пред отчетената в момента темп. на кипене на водата (да предположим че е 99.8 гр.)
5. Излива се водата и се вкарва виното за измерване, пак се подгрява докато закипи и влезе в равновесие.
6. Отчита се температурата и по нея се гледа вътрешният диск - срещу показанието за температура на външния диск е показанието за алкохол.

Това е.

Аз реших да претворя простият иначе принцип в ерата на електрониката като заменя прецизният живачен термометър с точен платинен датчик за температура от тип PT100.
Нещо повече - понеже мога да си позволя два датчика - мога да направя и два бойлера !
Т.е. - два ебулиометъра в един - в единия бойлер ще се грее и кипи водата, а в другия - измерваната течност.
Така с едно загряване ще имаме резултат.
Отделно че нас ни интересува не всяка температура поотделно, а само разликата между двете.
Тогава следва свързването на двата датчика в мостова схема за измерване на диференциална температура, а за увеличаване на разделителната способност - операционен усилвател !
На изхода ще се появи едно напрежение, което е в пряка зависимост от температурната разлика на двата бойлера.
От там и ще се види алкохолното съдържание.

Ето и наличните елементи за първият опит :



Благодаря на колегата cerevesa за изпратените датчици.
Започвам да творя, пък да видим какво ще стане.

Иначе оригинален ебулиометър на лаборатории Дюжарден струва 1600лв. , продава се даже.

Ще дадеш ли малко инфо за температурните датчици. Потърсих набързо в нета, но евтини има само китайски с точност 0,5 градуса. Наерих някакви цифрови с точност 0,2 градуса, но е в друг температурен диапазон и нямаха цена.

Търси PT100 или PT1000
Има ги в различни конфигурации, представляват термодвойка с платина и специално този PT100 има съпротивление 100 ома при 0 гр., при 100 гр. е 138.и нещо.
Температурната им характеристика е доста линейна - с около 0.38 ома на градус се качва съпротивлението.
Самият датчик не може да определи точността на измерване.
Тя се определя от метода и електрониката.
Но навсякъде в автоматиката се ползват тези датчици PT100.
Аз имам най-простия - 30мм тяло с 1м. кабел ширмован.
Струва около 20лв. бройката.

Ето пример - за 0.1 градус съпротивлението ще се промени с 0.038 ома.
При ток през датчика (фиксиран от генератор на ток) 100мА имаме разлика в напрежението 0.0038 волта или 3.8 мволта.
Ако имаш прецизен миливолтметър ще мериш и прецизно температурата.
Ако се усили сигнала с прецизен операционен усилвател, ще се увеличи и разделителната способност на датчика.
Аз това ще правя.

Викторе, за това не съм много съгласен

Самият датчик не може да определи точността на измерване.
Тя се определя от метода и електрониката.

Метода и електрониката са важни, но дори и да вкарат 0% грешка, измерването зависи от точността на датчика. Намерих една pt100 и я дават +-0,12% точност, което при 100 градуса значи че при едно и също показание за съпротивлението, температурата може да е между 99,88 и 100,12 което е 0,24 градуса диапазон. Предполагам ме разбираш какво искам да кажа. Колкото и да ти е точна електрониката след датчика, тя ще покаже това което мери той, друг е въпроса той колко точно мери.

Ами това е което може да се намери на приемлива цена.
Не знам какви други датчици има с под 0.1% грешка.
Аз все си мисля обаче че тази грешка е грешка отдалечаваща показанието от предвидената крива.
Което ще рече че при определен екземпляр, тази грешка може да се компенсира с настройка.
Ще видим какво ще излезе накрая.

Определено грешката за платинени датчици идва от производството, т.е. дали са навили платинена жичка за 100 Ома или за 100,5 Ома. Прецизността си остава една и съща, докато някой не реши да ползва платина с по-ниска чистота. Тогава съпротивлението ще се променя по друга права или крива. Но пък връзвайки два датчика от една партида в мост, елиминира разликата в използваната сплав или чиста платина. Хубаво е да се минимизира и грешката от загряване при протичане на ток през самия датчик.
Виктор, хубаво си захванал да правиш апарата. С настройка на усилването можеш директно да отчиташ алкохолно съдържание с някой цифров панел-волтметър.

Между другото PT100, PT1000 трябва да са линейни термистори с положителен темп. коефициент, а не термодвойки. Термодвойките са генератори на напрежение.

Здравейте,
Искам да изкажа и аз едно мнение по отношение на меренето на температура. Работих 10г. в АЕЦа, на 5 и 6ти блок. Там (както сигурно се досещате) на много места се мери температура, но монтираните термодвойки не са толкова много. Хубавите термодвойки (с платина) са доста скъпи, а като се добави и компенсацията на студения край, то цената на цялата система (с термодвойка) е доста голяма. Така че проблема с меренето на температура се решава като се мери налягане. От физиката (закона на Бойл-Мариот): P.V=R.T където P - налягане, V - обем, T - температура и R - константата на Болцман.
Следя също и форума rakiyata.com от където разбрах, че при дестилацията налягането в "аламбика" се покачва (макар и не с много). Така, че ако Виктор успее да направи двете "мини казанчета" еднакви, то по разликата в наляганията (в установен режим на дестилация) ще може да се определи алкохолното съдържание в бирата (или виното). Прикачам и една схемичка за онагледяване на идеята. За "тарирането" на уреда мисля, че е ясно - с предварително приготвени точни проби с алкохол, разтворен в тях (1%, 2% и т.н. до примерно 25%). Следователно трябва да се направят поне 25 "изварявания" и да се направи скала, която да се закрепи за двете пълни с оцветена вода тръбички.

Поздрави на всички домашни пивовари!
Бъдете живи и здрави през Новата година

Този диск може ли да се закупи от някъде ?