Fermentação Caseira Avançada: Refrigerando um Fermentador Inox 130L "Artesanalmente" - Parte 1

Verificando gradiente de temperatura
Para facilitar a leitura e diminuir o tamanho de carregamento, dividimos este artigo em duas partes. A parte 1 é a descrição geral do equipamento e um pouco de sua construção. Já a parte 2 damos mais detalhes técnico e físicos de sua construção, como um estudo do gradiente de temperatura, medido em vários pontos no seu interior, que serve também para outros fermentadores.
 
Motivação
 
No final de 2014 adquirimos fermentador inóx 130L, batizado de Tupynikim, e estávamos usando ele na temperatura ambiente. Para evitar muita fuga de calor, foi todo revestido com cortiça 2mm e resfriado superiormente com gelo.

Como não cabem em geladeiras, até tentamos vende-lo, em vão. Dai surgiu a ideia de resfria-lo até zero graus.

No Princípio

No início da produção, a cerca de 5 anos, nossos baldes eram aqueles de manteiga/gordura de 18L (devidamente limpos, inclusive deixando bagasso de malte para tirar o sabor, e sanitizados). Isso não é ruim se você estiver brassando 20 litros. Mas, nesse caso, mais de 100 litros, dá mais trabalho colocar para maturar. Além disso, tem o risco de contaminação e esses baldes não duram muito, enquanto os de inox são praticamente eternos. :)
 
Hoje, pensando em otimizar nosso trabalho e evitar esses germes, resolvi resfriar esse fermentador inox cilindro/cônico 130L até zero graus Celsius. O projeto piloto do fermentador resfriado já está em funcionamento refrigerado artesanal.
 
Depois de estudar a diversos métodos chegamos a um modelo otimizado. A ideia inicial, era fazer com a células termoelétricas peltier. Porém, após breve estudo do consumo de energia e instalação, essa proposta foi descartada devido ao custo e horas de trabalho. Isso seria válido para um local sem eletricidade, mas com baterias ou fonte solar, e para um volume pequeno, até 20L, numa caixa de isopor.
 
Outra opção era deixar o fermentador num ar condicionado. Também não era muito viável, pois só seria útil para fermentação. Para maturação teria que chegar a quase 0ºC.
 
Descartado esses métodos partimos para criar um fermentador e maturador com compressor de geladeira/freezer com gás refrigerante.
A ideia é simples. Teria que ter um material para troca de calor, como uma serpentina de cobre e isola-lo ao máximo do ambiente, para não haver fuga de calor, ou ser o mínimo possível. Isso que é mais difícil e trabalhoso. Como um vizinho trabalha com poliestireno (isopor líquidio), resolvi testa-lo. Mas não é difícil encontrar em lojas de refrigeração.
 
Materiais
 
Enquanto um fermentador/maturador refrigerado 130L sai por cerca de R$9.000,00, esse saiu por bem menos de R$ 4mil, contando mão de obra e o fermentador inox. O protótipo ficou tão eficiente, consumindo menos que um freezer comum, que já estamos pensando num outro.
 
Lista de materiais:
  1. Fermentador 130L inox, cerca R$ 2000,00, na promoção. 
  2. 20m tudo de cobre de 3/16" $130,00;
  3. controlador de termperatura eletrônico; R$ 70,00
  4. 1 L de poliestireno líquido R$ 100,00;
  5. Um kit motor para geladeira (compressor/ventilador/dissipador/filtro) R$ 500,00 (novo);
  6. gás refrigerante e serviço de solda e instalação R$ 200,00;
  7. 1,5 m2 de fórmica R$ 40,00;
  8. outros (fita crepe/isolante/adesiva, tubo esponjoso isolante); R$ 25,00;
  9. Restos de isopor de embalagens. Custo zero;
  10. Cerca de 15h de mão de obra (cada um põe seu valor)

Total com motor usado-------------------------------------R$ 650,00

Totalcom motor novo-------------------------------------R$ 1.100,00

O kit motor completo foi super fácil de conseguir num ferro velho. Por R$50,00 comprei um completo, com base, compressor, dissipador e ventilador. 
 
Tive um trabalho extra pois meu fermentador já tinha um isolamento de cortiça. Tive que cortá-la em forma de espiral no local onde passaria os tubos de cobre, ou a serpentina, e ainda limpar com gasolina para retirar a cola de sapateiro, senão funcionaria como um isolante.
 
Para instalar o sensor de temperatura, criamos algo como um poço térmico colocando um pedaço de tubo de cobre em contato com a parte da saída do gás. Veja abaixo:
 
Um lembrete importante é que o gás frio entre por cima, obedecendo ao príncípio da convecção, o menos denso (frio) desce, e o mais denso (quente) sobre. Lembre do vapor de uma chaleira ou de quando se abre a porta da geladeira.
 
Feito isso, a parte mais difícil é manter a serpentina em contato máximo com as paredes inox. Com duas pessoas essa tarefa se torna mais fácil. Enquanto um puxa em uma das extremidades, a outra vai passando uma fita adesiva larga em todo tubo. Essa fita tem um papel fundamental, pois, além de manter em contato com o inox, ela vai evitar do poliestireno líquido se expandir entre o tubo e o inox. Se isso acontecer, vai perder o contato de troca de calor e a eficiência vai cair.
 
Fui preenchendo as paredes com poliestireno líquido por etapas. O bicho parece vivo. Vai tomando conta dos espaços vazios e fazendo a maior lambança. Não esqueça de forrar o chão com papelão ou jornal. Não fiz isso e ainda to tendo trabalho para limpar o piso.
Sugeira poliestireno
 
A parte cônica é a mais difícil de isolar devido a geometria. Eu enchi o fermentador com 100L de mosto de cerveja D-roj Plezuro Ambro para fermentar antes de terminar essa parte.
Construção
 
Na hora de maturar a 2ºC fiz no improviso um isolamento com isopor que reciclei de embalagens. Na verdade, logo iria isolar essa parte com cortiça, plastico e pintá-la.
 
NUNCA MAIS quero mexer com esse bicho poliestireno. Após esse trabalho pequei uma gripe. Pra quem não sabe, ele é primo direto daquele produto que pegou fogo na boate em Santa Maria (RS), em 2013, deixando centenas de mortos.
✝.✝
 
Depressão dentro do fermentador
 
Outro detalhe importante, e muito pouco comentado pelos cervejeiros tupynikins, é a depressão dentro dos fermentadores que ocorre quando abaixamos a temperatura. Ao invés do borbulhador expulsar o gás, a depressão suga o ar externo para o interior do fermentador. Ai já sabe, você corre o risco de perder sua cerveja. Isso ocorre devido a temperatura do ar (CO2 e ar) no interior do fermentador baixar, fazendo a densidade diminuir. Como conseguência, diminui a pressão interna e o ar externo, numa pressão maior, será sugado, ou empurrado para dentro.
 
Uma solução simples que resolve parcialmente o problema é colocar alcool 92º ou maior no borbulhador. Caso sugue, vai misturar apenas mais alcool na sua cerveja. Mas ainda há o problema do ar contaminar. O ideal é deixar um espaço mínimo ideal na sua câmera de ar do fermentador para evitar, durante a fermentação, que o mosto transborde pelo borbulhador e que o ar entre para o interior.
 
Isso é muito comum ocorrer em dois momentos:
Primeiro, quando colocamos o mosto para fermentar a 20º C, porém, ele saiu da panela a quase 30º C.
Segundo, quando vamos vamos maturar a cerveja a 2º C e devemos baixar a temperatura desde os 20º C.
 
Outra solução que estou usando, é injetar CO2 dentro da câmera, aumentando a pressão, o que é fácil para quem tem um cilindro de CO2, como é o nosso caso. Usando uma torneira na saida do bobulhador tambem facilita essa operação.
 
Veja na segunda parte desse artigo mais detalhes desse fermentador e fermentação.
 
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Contrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmenteContrução do fermentador refrigerado artesanalmente
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