Бюджетная HERMS пивоварня своими руками.
В начале 2024 года я договорился с подписчиком о том, что соберу HERMS пивоварню по себестоимости, но с одним условием: пивоварня должна быть бюджетной настолько, насколько это возможно. Цель проекта — показать, что трехпосудный варочный порядок по карману большинству домашних пивоваров.
На момент сборки стоимость запчастей составила 75000 ₽ (или $840). Этот проект масштабируем, и, просто увеличив объем котлов и мощность ТЭНов, можно собрать варочный порядок с выходом до 70-80 литров сусла за варку.
В отличие от предыдущей пивоварни, в этой сборке сделан ряд упрощений. Главная статья экономии в «железной» части — отсутствие кламповых соединений, стоимость которых (включая детали вроде кранов) легко удорожает сборку в два раза. Как показывает опыт, в них нет необходимости если не стоит задача постоянно экспериментировать с различными узлами и постоянно пересобирать варочный порядок.
Автоматика, собранная в электрическом шкафу по промышленным стандартам безопасна, надёжна, долговечна и ремонтопригодна. Но, к сожалению, все эти аргументы ничто, когда цена запчастей и сборки превышает стоимость всего варочного порядка. Поэтому, используется упрощенная автоматика, функционала которой вполне достаточно для комфортного производства пивного сусла.
Котлы
В этой сборке я использовал ёмкости бюджетного сегмента марки Appetite объемом 50 литров. Толщина стали 0.6-0.7 миллиметров, а дно однослойное, но для целей пивоварения этого более чем достаточно. Экономию производителя на металле даже можно записать в плюсы, так как котлы очень легкие и их просто переносить, например, для мойки.
Ссылка на котлы один, два, три.
Если вам нужна пивоварня бóльшего объема — выбирайте соответствующие ёмкости. Для универсальности пивоварни лучше выбирать превышающие объем варки в 1.5-2 раза.
Разметку литража, я нанёс её самостоятельно. Читайте в отдельном посте о том, как это сделать.
Шаблоны разметки литража для заказа в типографии:
Отверстия
Для установки кранов, ТЭНов, термодатчиков и змеевика в котлах нужно сделать отверстия. Самый простой способ — просверлить ступенчатым сверлом, а потом выдавить до нужного диаметра специальным дыроколом. Для установки врезки под кламп нужен дырокол на 41 миллиметр, а для установки кранов, змеевика и термодатчика диаметром 20 миллиметров.
Пользоваться дыроколами просто: снаружи крепится площадка, с внутренней стороны режущая часть. Потом болт «закручивается» гаечным ключом и отверстие выдавливается. Дополнительно кромку можно обработать гравером, круглым напильником или мелкозернистой наждачной бумагой.
Разметка отверстий
Для простоты разметки удобней планировать расположение котлов так, чтобы во время использования ручки смотрели вперед и назад. Бонусом это экономит около 20 сантиметров места на столе по ширине .
Наклейте горизонтально малярный скотч под ручкой и от примерного центра ручки наклейте вертикальную полосу до низа котла. При помощи гибкой линейки (например металлической) найдите середину ручки и при помощи угольника начертите перпендикулярно ручке котла линию до низа котла. Проделайте то же самое с противоположной стороны.
После этого наклейте по окружности котла горизонтальную полосу малярного скотча так, чтобы центр полосы был примерно в 50-60 миллиметрах от поверхности на которой стоит котел. Сделайте тоже самое в верхней части котла, если планируете делать там отверстия.
С точки зрения эргономики и эстетики отверстия под краны, ТЭНы, термодатчики и т. д. лучше всего располагать с шагом в 45 градусов от центральной оси в вертикальной проекции. Для этого при помощи линейки от раннее размеченной оси отмерьте горизонтальный отступ, а потом при помощи угольника от стола отмерьте вертикальный отступ от поверхности до центра будущего отверстия.
Рекомендую делать вертикальный отступ от поверхности на которой установлен котёл до центра отверстия в 50-60 миллиметров. Шаг 45 градусов (1/8 длины окружности) для котла диаметром 40 сантиметров — 157 миллиметров, для котла диаметром 45 сантиметров — 177 миллиметров, и, для котла диаметром 50 сантиметров — 196 миллиметров.
Рекомендации по расположению отверстий
- Не делайте отверстия под ТЭН или термодатчик в позиции 180 градусов верхней проекции, так как котёл придется дальше отодвигать от стены, а датчик или ТЭН будет неудобно отключать и подключать.
- Не делайте отверстия друг над другом. Например, если разместить друг над другом краны, то будет неудобно их открывать и закрывать, а при отсоединении шланга от верхнего крана на нижний будет капать вода или сусло.
- Центр отверстия под вход в змеевик в бойлере должен быть на 40-50 миллиметров выше центра отверстия под кламповую врезку ТЭНа. Так вы получите расстояние в 15-20 миллиметров между змеевиком и ТЭНом внутри котла.
- Отверстия под термодатчик и ТЭН ориентируйте в котлах с той стороны, с которой будет стоять автоматика.
Краны
Понадобится как минимум шесть кранов, пять из которых устанавливаются на котлы, и один на змеевик. Для котлов можно сразу купить готовый для установки кран, а можно собрать самому. Для этого понадобится кран с наружной резьбой, гайка на 1/2 из нержавеющей стали, шайба М20 и силиконовая прокладка 18-20 миллиметров. Шайба с прокладкой устанавливаются снаружи котла, а изнутри кран фиксируется гайкой.
Также понадобятся декантеры (заборные трубки). Для забора жидкости рекомендую использовать повёрнутые к стенке, которые обеспечат почти полный слив, а для циркуляции воды и сусла трубки под 90 градусов.
Шланги
Для циркуляции сусла подойдут силиконовые шланги с внутренним сечением 10-12 миллиметров и толщиной стенки не меньше 3 миллиметров. Тонкостенные шланги могут сплющиваться и заламываться, что раздражает. Обратите внимание на то, что продавцы по разному маркируют шланги. Например, маркировка 12×3 значит что наружный диаметр на 3 миллиметра больше внутреннего, то есть толщина стенки всего 1.5 миллиметра, а маркировка 12×18 говорит о внутреннем и внешнем диаметре и толщина стенки такого шланга будет равна 3 миллиметрам.
Внутри заторного чана для возврата сусла удобно использовать шланг в паре со специальным поплавком, который не дает ему тонуть в слое дробины. Учитывайте, что обычно размер проходного отверстия у подобных поплавков понадобиться шланг с внешним диаметром 15 миллиметров.
Если собираете сборку подобную описанной в этой статье, то понадобиться как минимум 2 метра силиконового шланга для циркуляции жидкостей и метр шланга для возврата сусла в заторник. Если планируете использовать противоточный чиллер и перекачивать сусло в ферментер который расположен далеко от пивоварни, то нужно указанной длины шлангов не хватит.
Быстросъемные соединения
В этой сборке используются соединения, которые называются Quick Disconnect или Cool Touch. Представляют собой штуцер елку и накидную гайку, покрытую силиконом.
Плюсы этих коннекторов в том, что они получаются дешевле, так как ответной частью выступает любая наружная резьба на 1/2 дюйма, они не обжигают руки при переподключении шлангов и у них есть угловые версии которые позволяют расположить шланги более эстетично. К минусам можно отнести то, что подключение и отключение занимает немного больше времени по сравнению, например, с камлоками.
Купить такие коннекторы можно на Алиэкспрессе. Выбирайте с внутренним диаметром штуцера 10 миллиметров. Для повторения сборки нужно 4 прямых и 3 угловых коннектора.
Змеевик
Спираль устанавливается в бойлер. Для варки 25-50 литров сусла выбирайте змеевик длиной 25 футов (7.5 метров) для варки бóльшего объема катушку 50 футов (15 метров). Продавец предлагает несколько диаметров на выбор, поэтому выбирайте тот, у которого будет минимальная высота, но чтобы при этом от змеевика до стенок котла оставалось хотя бы 3-5 сантиметров, чтобы в конце варки можно было вытереть остатки воды.
Установка не должна вызвать затруднения. При необходимости укоротите выпуски змеевика и установите на них обжимные фитинги из комплекта (фумлента не нужна). Проденьте резьбу через отверстия в котле и с двух сторон затяните гайки. Не забудьте про силиконовые прокладки с внутренней и наружной стороны.
Фальшдно
В этой сборке используется перфорированное куполообразное фальшдно диаметром 30 сантиметров для экономии бюджета. Вместе с ним удобно использовать прямой быстросъем накручивающийся на кран заторника, чтобы не приходилось каждый раз снимать шланг с ёлки.
Также можно заказать фальшдно на лазерной резке металла. Файлы можно скачать по ссылке.
ТЭНы
Чтобы кабель питания можно было отключить от ТЭНа я использую нагревательные элементы низкой плотности стандарта NEMA L6-30P. В пару к ним придется также докупить кабельную розетку формата NEMA L6-30R.
Прямые ТЭНы 2.5, 3.5, 4.5. и 5.5 кВт можно купить здесь и здесь.
Изогнутые ТЭНы на 5.5 кВт продаются здесь и здесь.
Если вам не нужно отключать кабель от ТЭНа, то можете установить, например, такие.
Термодатчики
Так как в автоматике используются ПИД-регуляторы, то к ним нужно будет докупить аналоговые термодатчики. Одни из самых точных, ставших своеобразным стандартом PT100. Чаще всего на Алиэкспрессе их можно купить с отключаемым кабелем. Подобных продавцов на этом маркетплейсе еще десятки, но при выборе обращайте внимание на тип резьбы, она должна быть BSP 1/2, а длина кабеля 2 метра и больше. Покупайте датчики с длиной гильзы 100-150 миллиметров. Они точнее будут показывать температуру из-за более близкого расположения к ТЭНу.
Дополнительно для установки нужно будет купить шайбу, гайку и силиконовую прокладку, ссылка на которые в параграфе про краны.
Насосы
В этой сборке используются так называемые «солнечные» насосы. Это двенадцати вольтовые погружные циркуляционные насосы выдерживающие высокие температуры. Из-за компактного размера их можно устанавливать прямо на краны котлов, что сокращает количество шлангов и соединений.
Ссылки на насос раз, два и три. Выбирайте модель на 12 Вольт с коннектором для блока питания.
Так как провода на самих насосах довольно короткие, то можно докупить удлинители.
Для подключения насоса к крану можно использовать «Камлоки». На вход насоса устанавливается «Камлок» тип D с внутренней резьбой 1/2 а на кран тип F с наружной резьбой 1/2. Часто «Камлоки» тяжело и плохо застёгиваются. Это происходит из-за жесткой прокладки внутри типа D. Поэтому, советую заменить их на силиконовые.
Если не хотите заморачиваться с «Камлоками» — устанавливайте «Болл Локи». Эти соединения похожи на пневматические коннекторы. В этом случае на насос устанавливается коннектор С2, а на кран коннектор Е2. Прокладки докупать в этом случае не нужно.
Не забудьте про то, что в пивоварне 2 насоса, но при этом 3 крана на которые они устанавливаются. Поэтому, нужно купить 2 коннектора для насосов и 3 коннектора для кранов.
Автоматика
В отличие от больших щитков с множеством контакторов, реле и переключателей как у The Electric Brewery. Автоматика в этой сборке упрощена настолько, насколько это возможно.
На лицевой панели находится два ПИД-регулятора, одна трехпозиционная кнопка и две двухпозицонные.
Корпус автоматики. (Также у этого продавца есть аналогичные корпусы других размеров)
Один регулятор контролирует температуру воды в бойлере во время затирания, а второй отвечает за кипячение сусла в варочнике. Я использую контроллеры Inkbird ITC-100VH. Альтернативно, можно использовать Inkbird ITC-106VH. Судя по документации отличие только в цвете кнопок.
В автоматике одновременно может работать только один ТЭН: либо в бойлере, либо в варочнике. Для переключения используется трехпозиционная шестиконтактная кнопка. В первом положении работает ТЭН управляемый первым контроллером, во втором положении ТЭН управляемый вторым контроллером, а в нейтральном положении оба нагревательных элемента отключены. Это реализовано замыканием и размыканием кнопкой сигнальной электрической цепи между ПИД-регулятором и твердотельным реле.
Для включения и выключения насосов используются двухпозиционные двухконтактные кнопки. При желании можете поискать трехконтактные кнопки на 12В с подстветкой. Включение и выключение насосов также реализовано замыканием и размыканием электрической цепи.
На задней панели находится ввод питания и разъемы для подключения ТЭНов, датчиков и насосов. Разъемы Weipu серии SP недорогие и удобные в установке. Для подключения датчиков используются трёхконтактные разъемы SP13, для насосов двухконтактные SP 16 (для насосов 220 вольт выбирайте трёхконтаные), а для ТЭНов трёхнонтактные SP20. Для нагревательных элементов больше 3.5 кВт, а так же для отключаемого вводного кабеля выбирайте трёхконтактные разъемы SP28.
Внутренние компоненты
Для всех «силовых» соединений используются установочные медные провода сечением 2.5. Красный — «фаза», Черный — «ноль» и желто-зеленый — заземление. Двух метров каждого провода более чем достаточно для сборки автоматики. Если используете ТЭНы мощностью больше 3.5 кВт — используйте кабели с сечением 4.0.
Для слаботочной части понадобится по 2 метра красного и черного проводов сечением 0.75.
Для удобной коммутации проводов нужно 5 зажимных клемм типа «Ваго» на 5-6 контактов.
Питание на ТЭНы подается через твердотельные реле. Для ТЭНов до 3.5 кВт понадобятся 40DA, а для нагревательных элементов на 4.5-5.5 кВт 60DA. Ссылки приводить не буду по причине нестабильного качества китайских производителей, но если позволяет бюджет, то покупайте фирменный типа Kipprobor.
Твердотельным реле нужно охлаждение. Для этого используются радиаторы. В этой сборке я использую сдвоенный радиатор сразу на 2 реле. Не забудьте нанести термопасту между реле и радиатором. Реле на радиатор обычно притягивается винтами М4.
Для питания насосов нужен блок питания на 12 Вольт на 6-9 ампер. Например такой или такой.
Схема сборки автоматики
На выбор две схемы сборки под однофазное подключение 220В. Единственное отличие в том, что в первой используются насосы на 12 вольт, а во второй на 220. Не забывайте про то, что при использовании ТЭНов мощностью больше 3.5 кВт нужны силовые розетки и провода соответствующего сечения. Так же в электрическом щитке обязательно должны быть установлены защитные устройства (УЗО, диффавтоматы и т. п.).
Схема с 12В насосами. Скачать ПДФ.
Схема с насосами 220В. Если не подразумевается использование активного охлаждения (вентилятор), то блок питания на 12В можно убрать из схемы. Скачать ПДФ.
