Dominus draconum 1.0: un impianto per homebrewing autocostruito

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03/07/2013 di movimentobirra

Homebrewer per passione da dieci anni, da circa un anno ho fatto il grande salto nel mondo dell’all-grain (con buone soddisfazioni pur essendo all’inizio) e come sicuramente è stato per tutti noi, il primo ostacolo da superare, dopo aver imparato la teoria, è stato quello del fatidico IMPIANTO. Le prime cotte sono state eseguite in modo assolutamente manuale proprio come spiegato dal grande Bertinotti al corso di maggio 2012. Da subito però il mio animo di “smanettone” cronico/patologico si è fatto sentire facendomi desiderare il progetto e la realizzazione di qualcosa che, tenendo conto di conoscenze, capacità e soprattutto possibilità economiche, mi permettesse di automatizzare il più possibile l’amata cotta.

Così, in parallelo all’acquisizione di sempre nuove nozioni legate alla birra, ho sempre cercato, soprattutto in rete, sempre nuove conoscenze relative all’impiantistica “da casa”. Dopo circa 6-8 mesi di lavoro vi presento il risultato della mia fatica ossia il mio nuovo impianto per la produzione di batch da 20-23 litri.

Visione d’insieme

Senza frapporre ulteriore indugio passo subito alla sua descrizione che, classicamente, si può dividere in tre aree: sparge, mash, boil. Seguendo la prima foto come guida e partendo da destra si vedono: il quadro elettrico di comando di tutte le funzioni “automatizzate,  la pentola di riscaldamento dell’acqua di sparge, la pentola di mash e la pentola di boil. Per il trasferimento dei fluidi tra una pentola e l’altra, tenendo conto del volume di produzione ed, una volta di più, della disponibilità economica, ho scelto delle pompe a 12VDC progettate per lavorare negli impianti fotovoltaici che hanno il grosso vantaggio di essere leggere, poco ingombranti, economiche, food grade anche ad altre temperature ed utilizzanti motorini brushless, cosa che permette di variarne la portata semplicemente diminuendo od aumentando il flusso in ingresso senza provocare danni alla pompa stessa.

La pentola per l’acqua di sparge è riscaldata a gas a sua volta gestito da elettrovalvola ON/OFF normalmente chiusa e a riarmo automatico comandata da uno dei quattro STC1000 presenti nel mio impianto (in realtà nel quadro ne vedete tre ma poi vi dirò il quarto dov’è collocato). La sonda dell’STC1000 è immersa direttamente nell’acqua. La pentola di sparge (la chiamerò così da adesso in poi) mi serve anche per preparare l’acqua alla temperatura di qualche grado inferiore a quella di mash-in per poi trasferirla alla pentola di mash che è una pentola elettrica, così facendo risparmio un bel po’ di elettricità “iniziale”.

Sistema agitatore per il mash

Arriviamo poi alla pentola di mash che, come detto, è una “normale” pentola elettrica che però è comandata da un sistema PID con sonda PT100. Nella pentola di mash vi è anche il sistema agitatore realizzato col classico motorino da tergicristallo preso ad un recupero. L’albero dell’agitatore è una barra filettata in acciaio inox e le pale sono delle spatole da cucina assicurate all’albero mediante bulloni e rondelle autobloccanti sempre in acciaio inox. Come vedete dalla foto il motorino del terciristallo è stato fissato al coperchio in plastica originale della pentola dal quale  ho ricavato anche due asole da cui inserire i grani/ispezionare il mash. Nella parte alta della pentola vi è un tubetto corrugato in inox, con dei piccoli fori, che riceve il flusso dell’acqua di sparge. La pentola di mash è dotata di filtro bazooka rinforzato internamente con una spirale in acciaio AISI 316 del diametro di 0,8mm.

Al termine del mash sulla pentola è posta una coibentazione (non visibile nelle foto) rimovibile realizzata mediante un pannello riflettente (utilizzato per i termosifoni) sovrapposto a tre strati di pannelli di sughero da 3mm che permette di mantenere la temperatura di mash out più o meno inalterata durante tutta la fase di flying sparge.

Filtro bazooka

Una volta terminata questa fase il mosto viene trasferito alla pentola di boil anch’essa dotata di filtro bazooka. Una volta effettuato il boil, il raffreddamento è compito di uno scambiatore a 40 piastre la cui uscita va direttamente in fermentatore. Sotto lo scambiatore vi è un’altra pompa che mi serve per pulire in circolo tutto il sistema, infatti l’uscita della pompa stessa va direttamente nella pentola di sparge, per cui scaldo a 90 gradi l’acqua nello sparge, la passo nel mash, nel boil, nello scambiatore e poi di nuovo nello sparge.

Vediamo ora la “spiegazione” del quadro di comando: Partendo dall’angolo superiore sinistro e proseguendo verso il basso vediamo rispettivamente il PID per il controllo del mash, il controllo della temperatura dell’acqua di sparge, il controllo della birra nel fermentatore ed il controllo della temperatura della cella di fermentazione (di questi due particolari perlerò a breve). Vi sono poi tutti gli interruttori a 12V per il controllo delle pompe e dell’agitatore, gli interruttori a 220V per il comando degli STC 1000 e le varie prese a 220V. Quello che vedete nell’angolo superiore destro è un semplice timer collegato, mediante partitore resistivo, ad un piccolo alimentatorino collegato alla linea 12V.

Quadro di comando

L’alimentazione a 12V è garantita da un alimentatore switching a 3 uscite da 20A. Tutte le uscite degli STC 1000 ed anche del PID sono disaccoppiate dal carico utile mediante SSR (relé a stato solido) per preservare i relé meccanici degli STC stessi.

Passo ora ad analizzare la cella di fermentazione realizzata mediante un vecchio frigo a pozzetto nel pavimento del quale ho posto a spirale un cavetto riscaldante da terrari da 50W. Sia il compressore che il cavetto sono comandati dal dedicato STC 1000.

Tutti i raccordi e valvole a sfera dell’impianto sono realizzati in acciaio AISI 316 o AISI 304. I tubi di trasferiment sono in silicone e quindi resistenti alle alte temperature. Le guarnizioni di tenuta sono state tutte ricavate da formine in silicone da cucina.

Schema quadro elettrico

Una nota particolare la merita il sistema PID-Mash con pentola elettrica: in origine, come molti di voi, ero molto dubbioso sull’efficacia del sistema soprattutto a causa dell’inerzia termica della pentola stessa… essendo però uno “smanettone San Tommaso” ed avendo trovato il PID + SSR in rete ad un prezzo “ridicolo” ho deciso di provare…beh, mai scelta fu più azzeccata nel senso che utilizzando la funzione di autotuning del PID stesso esso riesce a compensare alla grande l’inerzia stessa, non arrivando MAI sopra la temperatura impostata + isteresi (altresì nota come OFFSET).

Il mio impianto è tutt’altro che perfetto ovviamente e devo ancora imparare ad usarlo bene (nella prima cotta ho raggiunto un’efficienza “solo” del 68% perchè i sono fatto prendere la mano ed ho fatto un sparge troppo rapido), però devo dire che mi sta dando grandissime soddisfazioni seppure sto già progettando alcune migliorie soprattutto relative al sistema agitatore.

Agitatore magnetico

Vi sono anche altre componenti l’impianto Dominus Dracounum 1.0 (eh lo so, il demone della mania di grandezza si è impossessato di me): un agitatore magnetico autocostruito per la preparazione dello starter e, soprattutto la neo arrivata camera di maturazione (che non vedete in foto) che consiste di un frigo verticale da bar di una nota bevanda nera e gassata (che NON è una stout) anch’esso con inserito un cavetto riscaldante e comandato da un STC 1000 (ricordate il famoso quarto STC?). Nella camera di maturazione ci stanno esattamente 120 bottiglie!

TUTTO il materiale dell’impianto è stato acquistato nuovo/usato in rete, nulla arriva da negozi

Per concludere questo articolo vi dico che realizzare un impianto per la birrificazione è davvero una grossa soddisfazione che va aldilà della spesa e del tempo impiegato (cose delle quali la traccia si perde quasi subito, he he he) e che, magari illusoriamente, fa assaporare la propria birra come se fosse più buona! Le capacità richieste sono buona manualità , due acche di conoscenza di elettrotecnica/elettronica e tanta ma tanta ma tanta pazienza & passione!

Have a beer day!

Andrea Agostini

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