Die Pfanne-voll Menge u.Konzentration
Die Pfanne-voll Menge und die Pfanne-voll-Konzentration
Rechenwege, Zusammenhänge, Abhängigkeiten
Die Pfanne-voll Menge ist eine Rezepturangabe, die dem Brauer in erster Linie anzeigt, ob ein geplantes Rezept in die (Würze)Pfanne passt oder nicht. Weitläufig ist bekannt, dass zusätzlich zum berechneten Pfanne-voll-Volumen ein gewisser Steigraum(~20-40%) in der Pfanne zu belassen ist, damit einem zum Kochbeginn die Würze nicht aus der Pfanne hüpft. Im Rahmen der Würzegewinnung lässt sich allgemein formulieren, dass die Pfanne-voll Menge zum Zeitpunkt "Kochbeginn" den größten Topf benötigt.
Eine geplante Extraktkonzentration(Stammwürze °P) in der "Pfanne-voll Menge" liegt je nach Eindampfleitung der Pfanne(Verdampfungsziffer) und je nach Kochdauer ca. 1-2 % °P unterhalb der geplanten Heiß- bzw. Kaltwürzekonzentration.
Ein reeller Sudvorgang lässt keinen Zweifel daran, dass die Pfanne-voll Menge ein Kind der geplanten Gußführung ist und darüber hinaus weit mehr ist als eine Zahl, mit der man Behältergrößen abzugleichen versucht. Klassisch endet mit dem Prozessschritt "Pfanne voll" die Mengen- und Extraktgewinnung und es beginnt die Phase der Mengen- und Extraktverluste. Davon darf man ableiten, dass "Pfanne voll" schon alles an Menge und Extrakt mitbringen muss, was man sich für eine geplante Kaltwürzemenge mit einer geplanten Kaltwürzekonzentration am Ende des Brauvorganges erwartet. Extrakt- und Volumenverluste inklusive(-> Sudhausausbeute).
Schon am Brautag lässt sich anhand der Eckdaten rund um die "Pfanne voll" feststellen, ob es etwas mit der geplanten Kaltwürzemenge und mit der geplanten Kaltwürzekonzentration werden kann. Der Rechenweg führt über die Extraktmengen. Ein Beispiel soll zeigen, wie das gemeint ist:
Im Rezept geplant:
50 Liter kalte Würze mit 12 °P. Aus 50 Liter Kaltwürze mit 12 °P errechnen sich 6,28 kg Extrakt (12[g/100g] x 1,04646 [SG20/4] x 50 [Liter])
Ist Pfanne voll am Brautag:
56 Liter Pf.voll Würze bei 98 °C mit 10,7 °P. Aus 56 Liter heißer Pfanne voll Würze mit 10,7 °P errechnen sich 5,99 kg Extrakt (10,7[g/100g] x 1,041 [SG20/4] x 56 [Liter] x 0,96[angenommener Volumenfaktor 98°C->20°C] )
Mit "[SG20/4]" ist das in Hobbybrauerkreisen gebräuchliche SG(specific weight) gemeint. Wobei ganz bewusst SG20/4 gemeint ist und nicht SG20/20. Siehe hier und hier.
Im Beispiel ist zu erkennen, dass "Pfanne voll" nicht leistet(5,99 kg Extrakt), was man für "kalte Würze" erwartet(6,28 kg Extrakt). Rechnet man noch Verluste durch die Trubabtrennung und/oder durch das Hopfenseihen hinzu, bleibt noch weniger Extrakt für die kalte Würze übrig. Es zeigt sich also schon vor Kochbeginn, ob die geplanten Mengen und geplanten Konzentrationen in der Kaltwürze erreicht werden können.
Allgemein darf gelten, dass eine für die "Pfanne-voll Menge" berechnete oder festgestellte Extraktmenge mindestens gleich oder (besser)größer sein muss, als diejenige Extraktmenge, die man für eine Kaltwürze berechnet hat:
kg Extrakt Pfanne voll >= kg Extrakt Kaltwürze
Unterm Strich zeigt sich der Mehrwert solch einer Extraktberechnung immer dann, wenn man gerne wissen möchte, wo der verlustig gegangene Extrakt geblieben ist. So lässt sich für das im Beispiel oben gewählte Zahlenwerk ohne Zweifel feststellen, dass die verlorenen Extraktmengen mit dem Treber und/oder mit dem Glattwasser (unfreiwillig)entsorgt wurden und es bleibt einem erst einmal erspart, Schuldige in den nachgelagerten Prozessen wie z.B. der Trubausscheidung zu suchen.
Berechnung der Pfanne-voll Menge
Weiter oben steht schon formuliert, dass die "Pfanne-voll-Menge" aus der Gußführung resultiert und aus diesem Kontext heraus, lässt sie sich auch berechnen. Eine weitere Berechnungsvariante ergibt sich aus der Annahme, dass eine durch die Kochung verdampfte Wassermenge, plus der am Ende der Kochung festgestellt Würzemenge, wieder die "Pfanne-voll-Menge" ergeben muss. Beide Ansätze haben ihre Tücken und sie führen im Rahmen einer Rezepturgestaltung nicht immer zu einem einheitlichem Ergebnis.
Hier der Blick auf die Formeln:
Die Formeln I. und II. berechnen rückwirkend, ausgehend von der AW heiß, die Pfanne-voll Menge. Die Formeln bedienen sich dabei aus der Eindampfleistung der Pfanne, die entweder über die Angabe/Annahme einer Gesamtverdampfung (II.) oder aber über die Angabe/Annahme einer Verdampfungsziffer (I.) dem Formelwerk bekannt gemacht werden muss.
Wer mittels der Varianten I. oder II. seine Pfanne-voll Menge berechnen möchte, sollte seine Anlage gut kennen oder zumindest sinnvolle Annahmen für die benannten Größen treffen können.
Formel III. kommt etwas übersichtlicher daher. Die Formel geht davon aus, dass man von der für den Sud berechneten Gesamtwassermenge(Gesamtguss) nur diejenige Wassermenge zu subtrahieren hat, die mit dem Treber entsorgt wird. Die Menge an Wasser[Liter] die der Treber inhibiert, lässt sich überschlägig mit der der Formel "kg Schüttung x 0,96 " ermitteln. Es resultiert eine einfache Formel für die Pfanne-voll Menge:
Pfanne-voll Menge[Liter] = Gesamtguss[Liter] - ( Schüttung[kg] x 0,96 )
In der alltäglichen Praxis ist das natürlich so, dass es auch noch eine "Glattwassermenge" gibt, die neben dem reinen Volumen auch noch Extrakt in den Kanal befördert. Diese in der Planungsphase unbestimmte Menge findet in der benannten Formel ganz bewusst keinen Eingang. Der Vorteil dieser einfachen Formel ist ganz klar der, dass sie ohne Anlagenkontext nachvollziehbare Ergebnisse liefert.
Im BrewRecipeDeveloper kommt die Formel I. zum Einsatz. Sie hat im Rahmen eines Rezeptentwurfs den Vorteil, dass sie für diejenigen die die Verdampfungsziffer VZ% ihrer Anlage kennen(sie lässt sich im Übrigen leicht ermitteln), präzisere Ergebnisse für die Pfanne voll-Menge liefert.
Fallstricke
Es ist insgesamt nicht üblich einer Rezeptmenge "Pfanne-voll" noch mit auf den Weg zu geben, für welche Temperatur die berechnete Menge gilt, obwohl Temperaturschwankungen zwischen 20°C und 100°C eine nicht zu unterschätzende Volumenänderung zur Folge haben können. So kann man für Wasser und für eine Temperaturänderung von 20°C auf 95°C einen Ausdehnungskoeffizienten von 1.0378 annehmen. Ausmultipliziert werden aus 100 Liter 103,8 Liter und das kann für Brauer die "hart am Limit" operieren, das bekannte i-Tüpfelchen bedeuten. Für einen gebräuchlichen 100-Liter-Topf sind das zum Kochbeginn knappe 2 cm Steigraum die man hat oder eben nicht hat.
Auch Brauer die mit einer Extraktbetrachtung liebäugeln müssen in Erfahrung bringen, mit welchem Korrekturfaktor eine berechnete/geplante/Ist-"Pfanne-voll Menge" auf ein Volumen bei 20°C zu korrigieren ist. Sind die Eckdaten hierzu nicht bekannt, wird aus der Berechnung für eine Extraktmenge in der "Pfanne-voll Würze"(so wie weiter oben im Beispiel) ein Schätzwert.
Adaptiert oder plant man ein Rezept, sollte man also auf dem Zettel haben, dass angegebene Mengen und Extraktkonzentration für die "Pfanne voll" mit einer gewissen Vorsicht zu genießen sind. Zum Einen sind, wie aufgezeigt, mehrere Rechenwege zulässig, zum Anderen sind Volumenänderungen durch Temperaturschwankungen nicht berücksichtigt. Zu viel hängt in diesem Kontext an der Anlage, am Verfahren, am Rezept und am Brauer selbst.
Siehe auch:
Verdampfungsziffer und Gesamtverdampfung
Mit dem Personal Edition von HelpNDoc erstellt: EPub-Bücher einfach erstellen