Методы оценки интенсивности брожения

Для контроля ха ходом брожения в значительных объёмах, предлагаю конструкцию самодельных весов. Платформа весов с одной стороны опирается на призму (а может быть и дверная петля сгодиться, чтобы обеспечить подвижное соединение), а с другой стороны опирается на две или более пружин. На платформу ставится бадья с брагой, допустим 5 кг сахара+25 кг воды = 30 кг.
К бадье на флагштоке прикреплено зеркало, на которое направлен лазерный луч. Отраженный луч указывает на стене на отметку 2.
Мы знаем, что из 5 кг сахара теоретически может получиться 2575 г углекислоты (хотя, на практике это невозможно). На бадью кладём дополнительный груз, вес которого составляет 2575 г. Лазерный луч перемещается на отметку 1. В процессе брожения углекислый газ будет улетучиваться и лазерный луч будет стремиться к точке 2. Расстояние от точки 1 до точки 2 можно проградуировать в граммах. Шкала может быть как линейная в граммах, так и в %, или логарифмическая. В любой момент можно заглянуть и проверить, как идет изменение веса.

У меня отец следил за работой пчёл, сколько принесли, сколько съели...Улей стоял на весах, как на базах, стрелка, гирьки.... Запросто ёмкость на пол тонны можно поставить....Весы на даче, может кому надо ? Могу продать.
Я пользуюсь пока максимум КЕГой, 30 литров. Взвешиваю на напольных весах до 130 кг,электронных, мне нравится.
Выход газа в бульках- ну очень приблизительно , бульки-то разные, зависят и от диаметра трубки, и от интенсивности....
Я измеряю просто. Кастрюлька с водой, в неё стакан, заполняю водой и переворачиваю вверх дном. Трубка из гидрозатвора под кромку стакана и секундомер. На стакан надо груз, иначе всплывёт. Засекаю время от начала, до выхода газа из под стакана, такой приличный бульк !
В итоге- 0.25 литра за Х секунд, дальше математика.

И много его растворится за пару минут ? Тем более вода в кастрюльке у меня одна и та же с самого начала.
Я думаю расчёт по газу точнее, и он определяет практически в момент времени измерения, ну пару минут, а масса бродильной ёмкости- за период времени. Какова точность весов при весе бродильной ёмкости ?
Попробуйте взвесить изменение массы за 2 минуты...
Ну а расчёты- там всё просто, я писал, литр газа- 4 гр сахара. Если точнее- 4.0178 гр.
Если считать сколько всего съело, то да сложнее.
Хотя мне кажется график скорости информативнее.Пикаль, 26 Мая 19, 11:14

Сколько необходимо сделать замеров, чтобы охарактеризовать 1 процесс брожения посредством измерения скорости? Что предлагаешь в качестве интегрального показателя процесса?

Попробуйте взвесить изменение массы за 2 минуты...Пикаль, 26 Мая 19, 11:14

За 2 мин не пробовал, за 5 мин - да. Вот графики. Один и тот же образец от 0 до 3 часов и он  же от 0 до 48 часов. Взвешивание каждые 5 минут.

Что предлагаешь в качестве интегрального показателя процесса?Abettor, 26 Мая 19, 13:18

Ну раз интегральный- то интеграл по скорости съедания от времени- равен площади под кривой и соответственно съеденному сахару.
И не на опытном образце,как я понял баночка пепси, а при обычном брожении, у меня сейчас литров 30.

Загружаем 3 бочки одинаковым количеством сахара, воды, дрожжей. Но подкормка пусть будет разной. Получаем 3 графика скорости. Площади под кривой у всех равны, т.к. сахара было взято поровну. Как количественно оценить интенсивность брожения каждого образца? Пикаль, научи!

На графике прекрасно видно, что скорость ( интенсивность брожения) хуже всех у дрожжей с Hasmaya. Хотя заводятся быстрее всех, бродят дольше всех
Лучше всех у дрожжей с Пепт.
Непонятно откуда выбросы на 34 и 36 часов, рост скорости...может поболтали образцы и освободили от лишнего углекислого газа .
Дрожжи с СЛ обогнали дрожжи с ПЕПТ, так как у них осталось больше жрачки в конце, когда её мало.
Как-то так.
Я бы выбрал ПЕПТ.

Интересно истолковал. С выбросами на 34 и 36 часов я разобрался. К дрожжам это не имеет отношения. На крайних графиках этих пиков уже нет. Сначала думал, что у меня открытие, но помог случай. Я поставил в режиме таймлапс экшн камеру, засек причину этого явления и устранил. Не зря ты выбрал бы ПЕПТ (добавка пептона). Оказалось, это лакомство для дрожжей. Но больно уж он дорогой.
Графики получены на основе результатов взвешивания с интервалом 5 минут. Согласен, объём выделяющегося газа можно измерить точнее чем его вес. но я не представляю себе, как можно это сделать. Без еды и сна сидеть возле бочки с брагой и каждые 5 минут отмечать время наполнения стакана газом?

Вы же не сидите перед весами и не записываете каждые 5 минут вес ?
Если очень хочется, есть расходомеры.
Мне лично не надо знать выход газа каждые 5 минут, я измеряю, когда оказываюсь рядом, ну раз 5 в сутки, если дурака валяю, то могу и чаще.
Что хорошо- метод простейший, доступен всем с любой бродящей ёмкостью ( стакан в кастрюльке,банка в ведре, ведро в бочке.. плюс гидрозатвор).
Обычно просто из любопытства, как оно там, могу и раз в день.
Это когда эксперимент- тогда чаще, но всё-равно ни к чему каждые 5 минут, достаточно период опыта разделить на 10, ну 20 частей. Автоматика может и график рисовать, но мне это не нужно.

КЕГу я взвешивал пару раз, в начале брожения 30 кг, в конце 27.4 кг- не понравилось, тем более с моим сломанным позвоночником, лишнего поднимать не хочется

Я часто использовал метод взвешивания бродильной ёмкости.Abettor, 02 Мая 14, 21:44

а можно ли таким способом определить окончание сахара в браге , раз ареометр недостоверен ? К примеру , у меня на 2е сутки бродильня комнатной температуры , шипения как в начале нет , только из гавицапы , как понять , что уже хватит набраживать примеси и пора перегонять ?

Добавлено через 21мин.:

Может быть просто стОит помочь ареометру ? Набрать немного браги , хорошенько встряхнуть , чтобы максимально вышел газ , охладить до 20*С и только потом проводить измерение

Ареометр АС-2 0-10 весьма подходящий инструмент для индикации факта окончания сахара в браге. Если ареометр в браге показывает 0%, значит сахар в браге ещё есть. Стоит подождать еще немного. Если Ареометр зашкалил за 0, и его показания в течении времени не меняются -  значит сахара в браге больше нет.
Методом взвешивания тоже можно определить окончание брожения. На рисунке видно, что основное брожение окончилось примерно на 42-м часу. Можно гнать. Далее наступает фаза дображивания, которая будет длиться неопределенно долго.

Ареометр АС-2 0-10 весьма подходящий инструмент для индикации факта окончания сахара в брагеAbettor, 18 Июля 19, 15:47

Значит мне нужно его приобрести . Как проводить замер , прямо в бочке или как я предложил с тряской и охлаждением ?

Прямо в бочку, без тряски и охлаждения. Шкала у АС-2 1-10 в первые сутки будет полностью в воздухе. Первые сутки что-то будет показывать АС-2 10-20. На основе этих показаний сахарометров даже графики кое-какие построить можно.

Как я понимаю , нужен 0-10 или 0-20 ? Я в них не разбирался , лежат на прилавке да и лежат

Маркировка 0-10 и 10-20 указывает на рабочий диапазон, %. Для полного счастья достаточно иметь 2 сахарометра АС-2 с диапазонами 0-10 и 10-20.

Что-то тема заглохла. Надо как-то взбодрить. Давно пора было показать метод взвешивания в работе.
В приведенном ниже ролике (см. по ссылке https://yadi.sk/d/iK-8lcYTOFomKQ ) в молочную ПЭТ 1 л бутылку помещено 160 г сахара и все остальное по бражному калькулятору. Бутылка утеплена. Должно теоретически выделиться 82,34 г СО₂. Поставим бутылку на весы, подключим к компьютеру, зададим интервал взвешивания 5 минут и понаблюдаем за падением веса от 82.34 г до 3,05 г на протяжении 60 часов. Не поленитесь взглянуть. В ускоренном темпе 60 часов пролетят за 16 секунд. А вот как в это время меняются показания на дисплее весов, фрагмент 15 секунд  https://yadi.sk/i/dWQEQzZJlt9joQ
Одновременно формируется файл данных, на основании которых можно построить графики в Excel в соответствии со своими фантазиями. На рисунке голубая линия отображает зависимость выделения СО₂ от времени. Бражка состоит только из водопроводной воды с сахаром + дрожжи. Желтая линия - тот же процесс, но с добавлением в брагу питательных солей.

Что-то тема снова затихла. Пора оживить ещё раз.

Прошу прощения, если я чего-то базисного не понял. А что мешает сразу поставить бражную емкость на весы? А дальше хоть каждые 5 секунд "взвешивай"...Sonologist, 03 Мая 14, 09:44

Sonologist! Получи прощение. Для этого есть основания. Стал я взвешивать не каждые 5 секунд, как ты рекомендовал, а каждые 60 или 120 секунд. Типичный график зависимости уменьшения веса от времени имеет S-образную форму, см. рис.

. Изгибы графика я трактовал следующим образом. На вначале крутизна графика возрастает вследствие увеличения количества дрожжей, затем уменьшается вследствие накопления спирта и др. вредных примесей. В конце график становится совсем пологим вследствие истощения питательной среды.
Но оказалось все не совсем так.

Сомнения появились при рассмотрении результатов эксперимента под номером 51. В опыте наблюдалась удивительная прямолинейность графика, чего ранее столь явно не наблюдалось. Но скорость брожения была в целом неплохая. Брожение закончилось где-то через 36 часов, началось осветление. Из добавок использовался только карбамид. 

При ближайшем рассмотрении сего феномена обнаружилась и причина аномалии. Видимо, я в процессе постановки чем-то отвлекся и зарядил в сусло карбамида не 2 г/кг сахара, а в 10 раз больше. Это, конечно, явный перебор, но дрожжи выдержали такое, вроде, не сильно обиделись. Решено было опыт повторить. Загрузить карбамид по норме, и добавить еще КН₂РО₄. Объединил два графика.

Из рисунка видно, что добавка калиевой соли ортофосфорной кислоты ускоряет брожение на участке А-Б. Но затем среда начинает истощаться по аминному азоту, (точка Б и далее). Скорость брожения начинает уменьшаться. В точке В (22 часа от начала процесса) Среда №52 теряет свое преимущество. Возникает вопрос: какая из двух сред лучше, 51 или 52? Если за функцию отклика взять данные точки Б, то среда 52 лучше. Но по данным точки В между средами нет никакой разницы, а в точке Г - все с точностью до наоборот: среда 51 лучше чем 52. Ясно что в среде 52 не хватило азота. Добавим. Введем карбамида не 2 г кг сахара, а 4 г на кг сахара. По мнению участников форума такая концентрация вполне допустима. [Карбамид и прочие удобрения в картинках.]
При рассмотрении представленных на рисунке данных

видно, что среда №53 является лучшей из этих трёх. Линия 53 не пересекаются с 51 и 52. Брожение заканчивается через 32 часа.

Меня одного удивляет количество "спасибок"?

Меня одного удивляет количество "спасибок"?Olkan, 29 Нояб. 19, 20:55

Нет!

Исследовательская установка теперь термостатируется.
Установка для изучения брожения состоит из конической колбы, ёмкостью 1000 мл (1), установленной на магнитной мешалке (3) /сделал из б/у компьютерного вентилятора/, которая в свою очередь расположена на платформе весов A&D 1200 (4). Магнитная мешалка работает от аккумуляторной батареи 5В.
Перед началом работы готовится питательная среда. Для этого 160 г сахара растворяют в 800 г воды при температуре (39 – 41) ⁰С. Полученный таким образом раствор заливается в колбу. Туда же при перемешивании вводятся все необходимые добавки. Когда температура достигнет 38 ⁰С, в колбу вносят 4 г сухих дрожжей. Устанавливается термометр, показания весов обнуляются кнопкой RE-ZERO. На платформу весов устанавливается дополнительный груз 82,4 г. (12). В меню компьютерной программы RsVeight ver.5.40, фиксирующей вес колбы, нажимается кнопка Start. Запись веса колбы делается через каждые 2 минуты. По этим данным на компьютере (5) автоматически строится график. Чтобы исключить потерю данных, компьютер должен иметь бесперебойный блок питания.
Во время брожения в колбе с помощью термостата ВМ1707 (9) поддерживается постоянная температура (34,5 – 35,5) ⁰С. Для этого собрана электрическая цепь, состоящая из двух последовательно соединенных галогеновых ламп накаливания (8, 11) мощностью по 50 Вт. Одна из ламп (11) для лучшей передачи тепла имеет рефлектор (7). Другая лампа (8) используется в качестве балласта. При разомкнутом реле термостата на каждую лампу поступает лишь половина нагрузки. Когда контакты реле замыкаются, то лампа 11 получает полную нагрузку 50 Вт и нагревает колбу 1. К корпусу лампы 11 прикреплен температурный датчик DS12B20 термостата ВМ1707. Опытным путем удалось определить, что при установлении порога срабатывания термостата в диапазоне (60 -70) ⁰С, в колбе удается поддерживать температуру (34,5 – 35,5) ⁰С. Этого вполне достаточно для получения стабильных результатов.

Установка в действии.avi

Пример текстового файла данных. 059.csv
График, построенный  компьютером в процессе эксперимента:

Все  полученные данные можно уместить в одном рисунке с помощью Excel. Если будет необходимость сравнить между собой несколько образцов, то нужно скопировать общий график и на копии убрать лишнюю информацию с помощью контекстного меню "Выбрать данные".

Например: