Hurtig, effektiv kjøling av vørter er viktig av mange årsaker. I denne artikkelen drar jeg på min erfaring innen ekstremkøling av datamaskiner, og viser triksene som skal til for optimal kjøleeffekt!
I 1999 bygde jeg min første vannkjøler. Denne brukte jeg for å kjøle ned prosessoren min, slik at den kunne overklokkes, og gå raskere. Mye raskere. Noen få år senere satt jeg med freonkjøling og 40 kuldegrader på prosessoren, bare for å få den til å gå fortest mulig uten å brenne av.
Superkjøling, overklokking og vørterkjøling har faktisk mye til felles, og i denne artikkelen vil jeg gå igjennom forskjellige typer vørterekjølere, tips og triks for å øke kjøleeffektivitet, samt gi en kort innføring i termofysikk, slik at du bedre kan forstå hvorfor de forskjellige kjølerne fungerer slik de gjør.
Som de fleste vet: Når vørteren har kokt lenge nok er det avgjørende å kjøle den fort ned. Årsaken til dette er at mellom 27 og 60 grader er det helt ideelle forhold for bakterier, og i tillegg vil hurtig nedkjøling gjøre ølet klarere (cold break). På toppen av det hele vil varm vørter fortsette å produsere DMS (Dimethyl sulfid). Med dette sier det seg selv at hurtig nedkjøling er viktig.
Hva er varme? Hva er kulde?
Varme er energi. Kulde er fraværet av energi. Om du tar en glovarm kaffekopp og setter i romtemperatur, vil kaffekoppen gi fra seg av sin energi til rommet, og den kjøles ned. Tilsvarende, hvis du setter en iskald øl i romtemperatur, vil rommet gi fra seg av sin energi til ølen. Det skjer med andre ord en energioverføring fra det varme til det kalde, og dess mer effektiv denne overføringen er, dess hurtigere skjer den.
Ledningsevne
Ledningsevne er et mål på hvor effektivt et gitt medium klarer å overføre energi, enten det er kobberledningen i strømnettet ditt, din bare fot på et kjølig steingulv, eller fra kaffekopp til et rom. I sammenheng med vørterkjøling er det primært interessant å se på termisk konduktivitet, det vil si evnen til å overføre varme.
Vann har forholdsvis høy termisk konduktivitet, mens luft har ca 30 ganger lavere. Du kan selv se for deg hvor lang tid det ville tatt for vørteren din å overføre sin varme til rommet ved å bare la den stå.
Om du i stedet setter vørteren i et isbad reduseres kjøletiden markant. Vann har også en svært høy evne til å absorbere energi, og det er disse to egenskapene gjør vannkjøling så effektivt.
En viktig ting å ha i bakhodet er at energioverføringen er på sitt mest effektive når det er stor temperaturforskjell mellom «giver» og «mottaker» av energi. Hvis du har kjølt ned vørter i vann/isbad eller med kjølespiral tidligere har du sikkert lagt merke til at det går svært raskt i begynnelsen, men fryktelig sakte de siste få gradene.
Figuren under illustrerer effekten i et isbad, men tilsvarende graf vil du også se med en spiralkjøler. Vørteren tilfører isbadet svært mye energi i begynnelsen, men etter hvert som avstanden mellom de to temperaturene avtar, avtar også energioverføringen, inntil termisk likevekt er oppnådd, det vil si når de to væskene har tilnærmet samme temperatur.
Vann- eller isbad
Se for deg en gryte med vørter oppi et isbad. Om du bare lar dette stå for seg selv, vil det ta kort tid før vørteren nærmest grytekanten raser ned i temperatur, men du har samtidig svært varm vørter i midten:
Temperaturavstanden mellom grytekanten og isvannet har minsket dramatisk, men ved å røre i vørteren, utgjevner du vørtertemperaturen, og dermed øker du temperaturavstanden mellom vørter og isvann igjen.
Det som i tillegg skjer i dette scenariet er at isvannet får tilført mye energi langs grytekanten. Denne energien vil stråle ut og oppover, og varme opp vannet helt nær gryten – men i liten grad påvirke isvannet lengst vekk. Om vi så tilfører en sirkulasjon i isvannet, vil vi også her distribuere den tilførte energien, og dermed øke temperaturavstanden mellom isvann og vørter.
Sirkulasjon på både kald og varm side er dermed avgjørende for å få hurtigst mulig nedkjøling. Et annet spørsmål er dog om sirkulasjon i isvannet er praktisk og fornuftig, ettersom dette kan øke faren for sprut fra isvann over i vørter.
Spiralkjøler
Tilsvarende effekt vil du få med en spiralkjøler. Kjølevannet fra springen vil være typisk 8-12°C, mens vørteren i begynnelsen cirka 100°C, det vil si en temperaturavstand på 88-92°C. Men etter hvert som kjølevannet renner igjennom en typisk 15 meter kjølespiral vil den absorbere mengder med energi, og nærme seg termisk likevekt med vørteren.
Dess langsommere kjølevannet renner, dess kortere inn i kjølespiralen kommer kjølevannet før det nærmer seg termisk likevekt med vørteren. Om du øker vanntrykket, øker du lengden vannet kan trenge inn i kjølespiralen før det nærmer seg termisk likevekt med vørteren, og på den måten øker du temperaturavstanden.
Med andre ord er det ønskelig med høyest mulig trykk (og selvfølgelig lavest mulig temperatur) på kjølevannet, slik at du kan kvitte deg med mest mulig energi hurtigst mulig.
Som det fremgår av illustrasjonen over vil vørteren tilføre energi til kjølevannet, men den vørteren som er lengst vekk fra spiralkjøleren vil være rimelig upåvirket. Samtidig vil temperaturavstanden mellom kjølevann og vørter reduseres kraftig helt nær kjølespiralen.
Ved å tilføre en sirkulasjon i vørteren vil du utgjevne vørtertemperaturen, og dermed øke temperaturavstanden mest mulig. Denne teknikken gjør det mulig for meg å kjøle ned 28 liter kokende vørter på ca. 8-10 minutter, alt etter tid på året og tappevannstemperatur.
Motstrømskjøler
Motstrømskjøler utnytter fenomenet med temperaturavstand på en svært effektiv måte. Motstrømskjøler består av et indre og et ytre rør. I det indre røret flyter vørter, og i det ytre røret flyter kjølevannet.
Ved å sende varm vørter den ene veien, og kaldt vann den andre veien, klarer den å holde temperaturavstanden størst mulig. Illustrasjonen under viser hvordan man kan tenke seg at temperaturavstanden kan se ut igjennom 5 meter motstrømskjøler.
Det er tre ting som er svært viktig med motstrømskjølere.
- Kjølevann har høyest mulig trykk.
- Vørteren justeres ned i hastighet, slik at den får tid til å kjøle seg tilstrekkelig ned.
- Avkjølt vørter føres direkte oppi gjæringskar, og ikke tilbake til gryten.
Hvis du fører vørteren tilbake til gryten, vil den bidra til at temperaturavstanden til kjølevannet reduseres, og dermed forlenges nedkjølingstiden.
Platekjøler
En platekjøler fungerer prinsipielt på nøyaktig samme måte som en motstrømskjøler. Den store forskjellen ligger i at en platekjøler har atskillig større kjøleflate, og kjølevannet vil da absorbere varmen fra vørteren langt hurtigere.
Oppsummert
Selv med low-tech metoden med et isbad kan du oppnå rimelig hurtige resultater om det gjøres rett. Fordelen med isbad er at det er lite renhold, og relativt rimelig. På den annen side skal du huske å ha tilstrekkelig is tilgjengelig til bryggedagen. I tillegg er nok denne metoden lite egnet for mer enn 10 liter med vørter.
Spiralkjøleren er en svært effektiv og rimelig metode å kjøle ned på, og den er svært lett å holde ren.
Motstrømskjølere og platekjølere er åpenbart mer effektive enn en spiralkjøler, men det kan diskuteres hvorvidt den ekstra ytelsen er nødvendig for batcher under 25 liter.
En motstrømskjøler er svært enkel å holde ren, mens platekjølere kan være noe mer utfordrende om de tettes av humlegrums eller proteinrester.
