La fermentationFermentation sous pression

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paleale21
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Re: Fermentation sous pression

Message par paleale21 »

cessna18 a écrit :pour avoir mener qq fermentations sous pressions avec le fermentasaurus, voilà mon process:
la primaire je la mène sous 1 bar ou 15 psi puis dès que la primaire est terminée je laisse tranquillement monter à 30 psi à 20°C.
ensuite je cold crash à 5°c et je transfère en keg.
et qd tu utilises des levures kveik, du grain au verre en moins de dix jours
Généralement les pro restent à 0,2 - 0,4 (ou 0,5) en primaire. Et monte ensuite.
kveik est une levure résistante, j'ai pas d'info/retour là-dessus. Ca pourrait être intéressant de tester cette autre méthode pour voir si ça gagne encore du temps ou si ça change rien :D
raphou
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Re: Fermentation sous pression

Message par raphou »

J'ai fait le calcul suivant pour estimer la pression que je vais obtenir. Je ne sais pas si elle est fiable, car il manque peut être quelques éléments.

voici le calcul :
PV = nRT avec P = pression,
V = le volume (j'ai pris celui du fût) => 30 litres
n = quantité de matière (de CO2 produit)
R = constante => 8,314
T = la température en d° Kelvin = 273,15°k (correspond à 0°C) + 20 (car ça repose à 20°C) = 293,15°k

Pour trouver n, j'utilise la formule n = m/M avec :
m = masse de CO2 en gramme
Pour calculer la masse (m), j'estime qu'il me reste 289 g de sucre fermentescible (1°P). Pour 1g de sucre, je vais obtenir environs 0,5g d'alcool et 0,5g de CO2. Je fais donc :
m = 289 x 0,5 = 144,5
M = masse molaire de CO2 =>44,01
donc n = 144,5 / 44,01 = 3,28 mol

si PV = nRT alors P = nRT/V
P = 3,28 x 8,314 x 293,15 / 30 = 266 389,93 pascal
pour le convertir en bar, on fait :
266 389,93 / 100 000 = 2,66 bar

Aujourd'hui j'en suis à 10 jours après l'embouteillage et j'obtiens un peu plus de 0,9 bar :think:
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Re: Fermentation sous pression

Message par paleale21 »

raphou a écrit : T = la température en d° Kelvin = 273,15°k (correspond à 0°C) + 20 (car ça repose à 20°C) = 293,15°k
Oula la le calcul :lol: la faire dilution, produit en croix, clacul molaire ça passe mais le reste rien compris mdr
Je suis incapable de le faire mais pas mal de donnée me semble correct.

Ce qui me pose problème c'est la temperature de 0°C
Il faut prendre en compte ta temperature de fermentation. Car le mout va stocké du C02.

Pour faire bref mon calcul serait
CO2 dans le mout à la température de fermentation + C02 apporté (par la carbonatation forcé ou ici par sucrage) = CO2 final
Hush
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Re: Fermentation sous pression

Message par Hush »

Bonjour,
raphou a écrit : V = le volume (j'ai pris celui du fût) => 30 litres
Heu... Le fût est plein de bière ? On a pas 30 litres de volume libre mais seulement ce qui reste au dessus du niveau de liquide, il me semble.
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Re: Fermentation sous pression

Message par paleale21 »

Hush a écrit : Heu... Le fût est plein de bière ? On a pas 30 litres de volume libre mais seulement ce qui reste au dessus du niveau de liquide, il me semble.
Hush
c'est vrai Hush tu à raison on n'a pas pris en compte ce paramètre. Perso j’ai fait mon calcul sur 30L donc j'ai surement surestimé la carbonatation.

Pour moi Ca devient assez compliqué :
1-je dirais qu'il faudrait calculé le C02 produit durant la fermentation (à la température donnée de fermentation) et stocké dans le mout sur 20L
Je crois que tu disais que ta fermentation n'était pas pressurisé? Puis ensuite le fut est ouvert pour la prise de ta densité? Dans ce cas il y a le volume de 10L au dessus du mout qui est dégazé et sans CO2? si c'est cela il faut prendre en compte la dilution de tes 20L de mout sur un volume total de 30L
2- Après le C02 apporté (par "sucrage" pour attendre la DF) sera a mon avis sur 30L (amha sur l'ensemble du volume car l'ensemble du fut sera mis sous pression et reste ensuite fermé).

Le CO2 final qu'il faut calculer serait égal à la somme des points 1 et 2
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syr88
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Re: Fermentation sous pression

Message par syr88 »

raphou a écrit :
voici le calcul :
PV = nRT avec P = pression,
V = le volume (j'ai pris celui du fût) => 30 litres
n = quantité de matière (de CO2 produit)
R = constante => 8,314
T = la température en d° Kelvin = 273,15°k (correspond à 0°C) + 20 (car ça repose à 20°C) = 293,15°k

Pour trouver n, j'utilise la formule n = m/M avec :
m = masse de CO2 en gramme
Pour calculer la masse (m), j'estime qu'il me reste 289 g de sucre fermentescible (1°P). Pour 1g de sucre, je vais obtenir environs 0,5g d'alcool et 0,5g de CO2. Je fais donc :
m = 289 x 0,5 = 144,5
M = masse molaire de CO2 =>44,01
donc n = 144,5 / 44,01 = 3,28 mol
Pour un gramme de sucre si on considère que 90% sera transformé on aura d'après l'équation suivante:

C6H12O6 = 2(CH3-CH2OH) + 2CO2 + chaleur

1 mole de sucre donnera donc deux moles de CO2 donc

1 gr de sucre donnera une quantité de matière de sucre de (1/180)= 5.5556.10-3 mol
quantité de matière de sucre transformé en CO2 0.005556*90/100 = 0.005mol

quantité de matière de CO2 formé 2 x 0.005 = 0.01 mol
masse de CO2 formé 0.01 x 44.01 = 0.4401gr de CO2

masse d'éthanol formé 0.01 x 46.07 = 0.4607 gr d'alcool

Donc pour 1gr de sucre on obtient 0.44gr de C02 et 0.46 gr d'alcool

pour tes 289 de sucre on obtient
masse de CO2
m=289*0.4401= 127.189 donc n= 127.189/44.01 = 2.89 mol

soit une pression en bar d'après la loi des gaz parfait de 2.35bar en considérant que le volume est de 30 L de gaz ce qui remarqué par Hush ne semble pas être le cas
Je pense aussi qu'une grosse partie du gaz va être dissoute dans la bière, comment la calculer et trouver la pression du CO2 résultant qui est en surface au dessus de la bière... (loi de Henry)

On va y arriver
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Re: Fermentation sous pression

Message par paleale21 »

Super le calcul ça me semble pas mal !

Sur le logiciel
http://www.brewunited.com/priming_sugar_calculator.php

Je trouve que 290g de sucre (Amount in Grams) correspond à 30L à 20°C et pour 3.5vol CO2 soit 43.3psi ou 2.96bar
Volume CO2 mout 2.jpg
Pour les calculs je vous laisse gérer :oops:
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
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Re: Fermentation sous pression

Message par raphou »

Merci Syr88, je pense que ton raisonnement est le bon. J'avais en effet un peu simplifier la production de CO2 avec un gr de sucre. Je vais corriger l'erreur de mon coté.

Je pense en effet que pour être plus précis, on peu ensuite utiliser la loi de Henry.
Hush a écrit : Heu... Le fût est plein de bière ? On a pas 30 litres de volume libre mais seulement ce qui reste au dessus du niveau de liquide, il me semble.
Hush
Concernant le volume, j'ai pris 30 litre car c'est le volume du fût. L'ensemble du CO2 produit, occupera l'ensemble de ce volume sous forme liquide (dans la bière) ou sous forme gazeuse. Il me semble aussi que les liquides se compriment plus facilement que les gaz. C'est peut être la aussi que manque le détail à notre formule pour qu'elle soit juste. Je vais m'y pencher un peu plus.


Pour mémoire, j'ai seulement rempli le fût de 28 litres de bière.
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Re: Fermentation sous pression

Message par syr88 »

Toutes ces notions de VCO2, de pression... m'ont franchement retourné la cervelle. Du coup j'ai un peu potassé ce thème et il y a beaucoup de choses intéressantes sur le forum, c'est vraiment une mine d'or.

Avant tout, l'ensemble des calculs ou des infos je les ai tiré de différentes sources, il faut rendre à César ce qui appartient à César, je ne suis qu'un utilisateur,j'ai rien inventé :D

Sources et autres :
http://braukaiser.com/wiki/index.php?ti ... arbonation
http://www.homebrewdad.com/priming_sugar_calculator.php
http://byo.com/stories/item/1132-master ... arbonation
http://www.brainlubeonline.com/GasLawsBeer.html
ftopic8998.html#p97798


Raphou je crois que ton objectif et d'atteindre un volume de Co2 de 2,4 dans la bière et que tu vises une pression d'environs 1,8 bar à une température de 20°C
Sur le coup, je me suis dis mais qu'elle est la relation entre le Volume de CO2, la pression et la température, en fait il existe des tableaux qui synthétisent toutes les valeurs
Cependant il faut connaître dans le tableau la masse de CO2 en Gr par litre d'un volume de CO2
une mole de CO2 : 22.4 litres de CO2
et une mole de CO2 « pèse » 44 grammes
Donc, 1 litre de CO2 équivaut à (1/22.4)*44=1.964 grammes de CO2

Moi je veux vérifier à 20°C si 2.4 VCO2 dans la bière donne une pression de 1.8 bar dans le fût soit dans le tableau la pression de (1.964*2.4 = 4.7 Gr/L de CO2) à 20°c et on obtient dans le tableau si dessous au croisement de 20 et 4.7 (en réalité 4.6) 1.8 x 100 kPa ou bar

http://braukaiser.com/documents/CO2_content_metric.pdf

Il est aussi possible de calculer ce qui ce trouve dans le tableau avec une formule

PSI : pression en PSI dans le fût
TF=température en degrés Fahrenheit (°F) de bière dans le fût
Vco2=volume de CO2 dans la bière

PSI=-16,6999-(0,0101059*TF)+(0,00116512*TF^2)+(0,173354*TF*Vco2)+( 4,24267*Vc02)-(0,0684226*Vco2^2)

On convertit ensuite les PSI en bar en divisant par 14,5037738, et on obtient la pression à l'équilibre du CO2 dans le fût de bière pour une teneur en CO2 donnée et une température donnée.

Ici on a TF= 20°C soit 68°F ; VCO2 2.4 L , on remplace TF et VCo2 dans la formule est on obtient 26 PSI soit 1.79739 bar = 1.8 bar


1) Vais-je atteindre 1,8 bar avec les sucres restants ?

On a de disponible 289 Gr de sucre pour que la fermentation se poursuive, ce qu'il faut calculer c'est donc la masse de sucre nécessaire pour obtenir 2.4 litres de CO2 soit une pression d'équilibre de la bière dans le fût de 1.8 bar

Cependant la fermentation se faisant dans un milieu saturé en CO2 résultant de la transformation du sucre par les levures en alcool et en CO2,la bière contient donc déjà du CO2 au moment de l'enfûtage, bière à 20°C sous une pression de 1 atmosphère

En utilisant la formule suivante,

V_co2_init=Volume de CO2 dans la bière avant l'enfutage
TC : température la plus haute à laquelle a été la bière post-fermentation en degrés celsius

V_co2_init=(((0+1,013)*(2,71828182845904^(-10,73797+(2617,25/(TC+273,15))))*10)/44)*22,4
donc ici on remplace TC par 20
et on obtient 0.844024 Vol de CO2 dans la bière au moment du transfert à 20°C dans le fût

Souhaitant une Carbo de 2.4 vol de CO2 par litre de bière, il nous faut donc 1.556 Vol de CO2
donc (1.964 x 1.556) = 3.04976 =3.05 Gr de CO2 par litre de bière
soit 3.05 /44.01= 0.0694 mol de CO2 soit en utilisant l'équation suivante:
C6H12O6 = 2(CH3-CH2OH) + 2CO2 + chaleur, 180 Gr/mol = masse molaire du sucre
(0.0694/2) = 0.0347 mol de sucre par litre soit (0.0347*180=6.25 Gr de sucre par litre de bière pour obtenir 2.4 volume de CO2
Or on a un 28 L de bière donc il faudra 175 gramme de sucre

Donc OUI avec le sucre restant (289 Gr) on devrait arriver à 1.8 bar de pression

2) La fermentation peut être ralentie par la pression ?

Aucune idée

3) Si la pression stagne avant 1,8 bar, cela signifie-t-il que la fermentation est terminée ?
Logiquement NON

Quel sera alors le volume de CO2 contenu dans la bière ?

si on considère qu'il reste donc 289-175= 124 gr de sucre et que la fermentation soit totale
on a donc (124/180)= 0.689 mol de sucre restant soit selon l'équation de fermentation 1 mole de sucre donne 2 moles de CO2
on a donc 2 x 0.689 = 1.378 mol de CO2
soit 1.378 x 44.01 = 60.65 Gr de CO2
soit 60.65/1.964 = 30.9 litres de CO2 pour les 28 litres de bière
soit 30.9/28= 1.10 litre de CO2 par litre de bière ou 1.1 VCO2

on avait déjà 2.4 VCO2 se qui fait donc 3.5VCO2

Je ne sais pas si ce que je raconte est juste, d'ailleurs j'ai mal à la tête, si quelqu'un peut confirmer mes dires ou me corriger ne vous gênez pas
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Re: Fermentation sous pression

Message par raphou »

:) Merci syr88. J'ai bien aimé ça :
syr88 a écrit : d'ailleurs j'ai mal à la tête, si quelqu'un peut confirmer mes dires ou me corriger ne vous gênez pas
Actuellement ça fait 2 semaine que j'ai enfuté ma bière et la pression stagne à 1 bar depuis 48h. En réalité, je suis sceptique pour la réponse suivante, car pour moi la fermentation produit du CO2 est donc augmente inévitablement la pression.
syr88 a écrit :3) Si la pression stagne avant 1,8 bar, cela signifie-t-il que la fermentation est terminée ?
Logiquement NON
Je pense donc que la fermentation se termine doucement. J’émets 2 hypothèses qui explique pourquoi la pression atteinte n'a atteint nos estimation :
1) Soit plus de sucre résiduel étaient contenu dans la bière et donc elle a une densité final supérieur à celle estimé théoriquement (je n'ai pas pensé à prélevé un échantillon). Par conséquent elle disposait donc de moins de sucre que calculé.
2) Soit nous n'avons pas trouvé la bonne formule.

En conséquence, j'ai plusieurs idées d'expériences pour mieux comprendre :
1) mettre la bière au frais afin d'observer si la pression diminue (en théorie, selon la loi de Henry, elle devrait)
2) secouer le fût pour observer si la pression augmente. Cela signifierais que la fermentation n'est pas fini
3) recommencer l'expérience et prélever ce coup-ci un échantillon (je l'ai fait justement lundi)

Je vous donnerai des nouvelles.
Merci