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terça-feira, 3 de janeiro de 2012

Calculando o fogo...


Produzindo cerveja artesanal


Após um longo recesso indesejado (estou sem computador!!!), retorno com um artigo que, acredito eu, muitos vão achar chato...

É mais um artigo da série "Teorias cervejeiras do Nomade" e foi escrito com base em informações retiradas da internet e comprovados por experiências feitas em casa utilizando estes conhecimentos.

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Eu adoro experiências, mas não gosto de fazer as coisas na "porralouquice", então sempre faço pesquisas antes para saber o que esperar como resultado, mesmo que sejam apenas linhas guia.

Acreditava que poderia ter dificuldades para ferver 25 litros de mosto no fogão baixa pressão residencial comum, mas ainda não estava disposto a comprar um fogareiro de alta pressão, então pesquisei fórmulas para calcular a capacidade térmica de chamas.


Como sempre, o "Santo Google" me atendeu prontamente, com milhares de fórmulas, teorias, TCC's e afins. Após estudar algumas dezenas de link's, selecionei três que mais se aproximaram do meu objetivo e acabei chegando na fórmula abaixo:

Q = ( M . C . Δt ) / T

Onde:
Q = Capacidade de aquecimento (em calorias por minuto)
M = Massa do líquido a ser aquecido (em gramas)
T = Tempo (em minutos)
C = Calor específico (em kcal/kg) ºC
Δt = Variação de temperatura (em ºC)

Testes:
Inicialmente deve-se aquecer um determinado volume de um líquido que conhecemos o valor da caloria específica, o mais óbvio e simples é usar água, para a qual o valor é 1.

Anotamos o volume e a temperatura inicial da água, neste primeiro teste usei 500ml de água (que equivale a 500 g), pois um volume menor que isso aumentaria a margem de erro.

A temperatura inicial da água estava em 23,5 °C.

Liguei o fogo, acionei o cronômetro e esperei a temperatura chegar em 90,0 °C, anotei o tempo (2 minutos e 28 segundos), converti o tempo para base decimal e joguei tudo na fórmula:

Q = ( M . C . Δt ) / T

Q = ( 500 . 1 . (90,0 - 23,5) ) / 2,47

Q = 13.461,54 //

Com isso determinei que a capacidade da chama é 13.461,54 calorias por minuto. Para comprovar a fórmula, repeti o experimento com um volume maior, utilizando agora 5 litros, a previsão era chegar aos 90,0 graus em 24 minutos e 41 segundos, conforme a aplicação da fórmula abaixo:

T = ( M . C . Δt ) / Q

T = ( 5000 . 1 . (90,0 - 23,5) ) /13.461,54

T = 24,69 minutos (em base decimal ou 24 minutos e 41 segundos)

O cronômetro apontou um valor um pouco maior (25 minutos e 15 segundos), esta diferença deve-se a perda de temperatura para o ambiente, mas nada muito gritante.

Os cálculos e medições acima foram feitos na boca grande do meu fogão residencial e devido ao tamanho do meu caldeirão, vou precisar utilizar as duas bocas frontais do fogão, então repeti todos os cálculos e medições na boca pequena, ficando pouco abaixo da grande, 11.083,33 calorias por minuto.

A soma simples da capacidade das duas bocas é de 24.544,87. Portanto, jogando na fórmula, 25 litros deveriam ferver em pouco mais de uma hora, na prática sei que a eficiência será menor, pois não entra no cálculo a perda de calor para o ambiente, mas tenho certeza que será suficiente.

Ainda farei o teste com 25 litros de Água, para confirmar tudo isso, mas por hora, atingi meu objetivo, constatar que não preciso comprar um fogareiro de alta pressão para brassagens de 20 litros.

Para ver meu artigo anterior sobre equipamentos clique no link abaixo.
Desenvolvendo o próprio equipamento de cerveja artesanal


Fontes de consulta:
Google
Wikipedia - Calorimetria
Colégio WEB - Equação fundamental da calorimetria
Wikipedia - Quantidade de calor

3 comentários:

thiago disse...

Beleza Nomade, bem bacana seus comentarios, porem fiquei com 1 duvida.

No calculo que vc fez usando Q = ( M . C . Dt ) / T, vc transforma o tempo que está em minutos para base decimal ? Eu nao entendi, como fez a conversao, poderia demonstrar ? Valew, abrax Thiago

Nomade disse...

Thiago, obrigado por visitar o Blog e expor sua dúvida.

Vamos lá... Você não conseguiu deduzir meu raciocínio por conta de um erro meu no texto.

Peço desculpas. Revisei 500 vezes as fórmulas e comi bola no texto explicativo... Já fiz a correção no texto, mas de qualquer forma segue abaixo a explicação:

No texto, onde está escrito: "anotei o tempo (05 minuto e 28 segundos) ". O correto seria: "anotei o tempo ( 2 minutos e 28 segundos)"

Daí fica fácil:

2 minutos é a parte inteira.
28 segundos é a fração do inteiro.

Pego o 28 divido por 60, que é a base do minuto.

28 / 60 = 0,466667

Arredondando... 0,47 minutos. Que somado à parte inteira dá 2,47 minutos.

Unknown disse...

Beleza Jovem. Procurei na net e temos explicações e até achei uma conversao usando o excel. Daí é somente jogar o valor em MM:SS que transformar-se-a na base decimal... Beleza Boy...Acompanho bem seu site, bem bacana, ja coletei as tabelas, para minhas proximas levas... Valew (Y)

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