Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

Diskutiere Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten. im Grundsätzliches Forum im Bereich Fragen und Tipps; AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten. Hallo! Zwei Eisbäder, zweimal kochendes destilliertes Wasser,...

  1. #81 octabeer, 22.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 23.12.2010
    octabeer

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Hallo!

    Zwei Eisbäder, zweimal kochendes destilliertes Wasser, eine Verbrennung später:

    EDIT:
    Jetzt noch mal etwas detaillierter!
    Es fließen 4 Sekunden lang 40 ml, dann in 25 Sekunden 55 ml, um das Fluten bei hoher Flußrate und hinterher den Espresso anzunähern.

    Zentraler Punkt, um überhaupt irgendwas messen zu können ist das Konzept von faustino für einen kleinen Rückstau zu sorgen und so die Messspitze "unter Wasser" zu kriegen.


    Bei diesen beiden Kurven fällt auf, dass die Temperatur stetig ansteigt:
    Die eine wurde 15 Minuten nach einer wieder eher geraden Kurve und 4 Minuten vor einer sehr geraden aufgezeichnet. Die andere nachdem die Maschine 30 Minuten still stand.

    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]


    Diese Kurven hier sind "Schön" geworden. Die Temperatur bleibt in einem 1° breiten Band, eine Genauigkeit, die ich so nicht erwartet hätte. Hier kommt man dann bei größerer Interpretation in Probleme wegen Messgenauigkeit, Geschwindigkeit des Sensors und Reproduzierbarkeit.

    Die Absolutwerte streuen etwa, jeweils mit 100° auf dem Boilerdeckel landen wir zwei mal zwischen 94° und 95° und zwei mal zwischen 96° und 97°. Das passt aber gut mit den Zeitabständen zusammen: die beiden 94-95 Kurven wurden mit Pausen davor aufgenommen, die beiden 96-97° in 3 Minuten Abständen.


    [​IMG]
    [​IMG]


    Hier nochmal die Verläufe im Überblick:
    [​IMG]

    Von oben nach unten, die Zeitabstände:
    1->2: 15 Minuten
    2->3: 4 Minuten
    3->4: 2,5 Minuten
    4->5: 2,5 Minuten
    5->6 30 Minuten

    Natürlich MUSS man für ein vernünftiges Experiment die Abstände exakt gleich halten. Wenn dieses Weihnachtsdings ausgestanden ist, mache ich nochmal ordentlichere Experimente.

    Für den Augenblick sieht es nach folgenden Ergebnissen aus:
    - Die Silvia hält die Temperatur "Intrashot" ziemlich gut (wenn man annimmt, dass die beiden ansteigenden Kurven Messfehler sind)
    - Wenn man in schneller Folge Shots zieht kann es zu höheren Absoluttemperaturen kommen.

    Es ergeben sich folgende Fragen:
    - Welchen Einfluss hat die Heizung? Werde ich mit Tests mit 0% Heizleistung testen, ich habe das mal versucht, der erste Eindruck war, dass die Heizung eine Rolle Spielt.
    - Wann kommt es zu verschiedenen Absolutwerten im Siebträger, dass also die PID Temperatur keine reproduzierbare Brühtemperatur ergibt?
    /Edit

    Ich werde selbst nicht so recht schlau daraus.
    Es war ein erster Test, bei dem ich keine konstanten Abstände eingehalten habe, weil ich vorm schlafen noch ein paar Kurven anschauen wollte.


    @faustino und McGyver: McGyver hat ganz recht, das Wasser wie nie auch nur nahe am Siedepunkt. Jetzt stimmen die Absoluttemperaturen.

    Wenn jemand eine Idee hat warum ich drei mal relativ stabile gerade Kurven hingekriegt habe und zweimal ansteigendes Chaos? Es könnte daran liegen, dass die stabilen Messungen in schnellerer Folge waren und damit das Metall des Sensors durchgewärmter war. Vielleicht gab es auch Probleme mit dem Wasserstrudel, es sah aber so aus als sei die Spitze eingetaucht gewesen.

    Naja, morgen mehr...
    octa
     
  2. Pit

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Hallo Octa,
    wenn du dich an meine Kurven erinnerst, hatte ich ähnliche Probleme, ich habe aber keine Lösungsidee.
     
  3. #83 McGyver2k, 23.12.2010
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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Die Heizung spielt sicherlich eine Rolle. Wir haben ja schon mal kurz das Thema Strömung im Boiler aufgrund der Heizung gehabt. Das Ansaugrohr liegt wenn ich mich recht entsinne bei der Silvia in der Mitte der Heizspirale. Da kann ich mir durchaus vorstellen, dass das Wasser welches zur Brühgruppe strömt wärmer ist als Kesseldurchschnitt.

    Zur Messung der Brühtemperatur wäre es vielleicht mal angebracht ein Sieb zu opfern und in/über einem echten Puk zu messen. Wie viele Typ K Eingänge hat dein Board eigentlich? Bei deinem Trichter spielt ja auch der Strömungweg eine Rolle. Wenn das Wasser durch Verwirbelung irgendwie kontakt zu einem etwas kälteren Metallteil hat bekommst du direkt eine andere Temperatur raus.
     
  4. #84 octabeer, 23.12.2010
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    Hallo!

    Heute nochmal 5 Kurven, den Sensor vorher mit kochendem Wasser geprüft.

    Es sieht etwas anders aus, aber der andere Maßstab täuscht hier größere Änderungen vor, als tatsächlich im Vergleich zu gestern vorliegen:
    Die Temperatur beginnt um die 94°, schwankt um 0,75° +/- und läuft nach hinten raus nach oben.


    [​IMG]


    [​IMG]

    [​IMG]



    Ich hatte je gehofft, dass die Heizung einfach keinen Effekt hat, dann wäre schon mal viel worüber man sich Gedanken machen kann, einfach außen vor, aber Pustekuchen, mit Heizung auf 0% während des Bezugs fällt die Temperatur:

    [​IMG]

    [​IMG]


    @McGyver: Du hast ja so recht! Anstatt Flußraten annähern, Trichter basteln und Falten kriegen, ein Loch in den Siebträger, ein Kilo Espressobohnen vom Discounter und los gehts.
    Hast du eine Idee womit man das Loch wieder abdichten kann? 9bar und 100° sollte das aushalten. Vielleicht doch noch ein etwas dünnerer Sensor, damit die ersten 3 Sekunden auch mit im Bild sind?
    Im bodenlosen Siebträger müsste genug Platz sein das Kabel am Rand des Siebes hoch zu führen, man bohrt oberhalb des Pucks eine Öffnung. Kaffeemehl rein, Kabel seitlich weghalten, tampern, brühen, mehr wissen.

    Ich habe 2 Eingänge die für Typ K geeignet sind.


    Ich trinke gerade Kaffee aus einem Vollautomaten und weiß wieder sehr genau, warum ich aus den Bohnen das letzt bisschen rauskitzeln will... =)

    beste grüße
    octa
     
  5. #85 McGyver2k, 23.12.2010
    McGyver2k

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Silikon reicht zum abdichten wenn das Loch nicht zu groß ist. 2 Messstellen sind besser als eine. Wir sollten uns zwischen den Jahren nochmal zusammenhocken, zumal ich da oben was von Phoenix Blue gelesen hab. ;-)
     
  6. tesboy

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Hi Octa,

    sorry grad extrem wenig Zeit, aber ich schau ab und zu mal rein. Find ich super was Du machst.

    Bisher is wohl nur ein Ergebnis klar, nämlich dass ganz ohne Heizen beim Bezug die Temperatur am künstlichen Puck ca. um 3 Grad in ca. 25 s fällt, oder?

    Eine Frage: "Heat" heisst in Deinen Grafiken, dass die Heizung an ist, ja? Heat is aber nicht immer auf 0 oder 100%, wie haben wir das zu interpretieren?

    interessierte Grüße,
    Volker

    Edit: Zahlen in Grafiken korrekt abgelesen
     
  7. Pit

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    hallo Octa,
    hast du dir mal angeschaut, wie ein Scace gebaut ist, das ist von den Amis relativ häufig verwendet worden, vom Prinzip ein Bodenloser Siebträger mit einem Blindsieb in das ein Temperaturfühler eingebaut ist und ausserdem ein regelbares Ventil.
     
  8. #88 octabeer, 23.12.2010
    octabeer

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Hallo!


    @tesboy: Danke für die Blumen. Ich freue mich tatsächlich das zu hören, weil das alles mittlerweile ziemlich weit geht und ich vermutlich hochgradig verrückt erscheine.
    Der Punkt ist halt: wenn im Siebträger absolutgesehen verschiedene Temperaturen ankommen, während auf dem Boiler das gleich gemessen wird, ist der Absolutwert des PID Regentanz. Das würde einige Diskussionen umwerfen. Des gleichen mit der Temperaturstabilität: wenn wir die Intrashotstabilität der Silvia erhöhen, warum dann eine Mistral? Ok, weil man es sich leisten kann ;-).

    Die Heizleistung siehst du als helle Hinterlegung der gesamten Kurven, also als Balken. In denen ohne Heizung ist das gut zu sehen, da tauch plötzlich ein helles Rechteck auf. Die Hiezleistung ist nicht immer 100%, weil der PID die Temperatur im Shot steuert, wenn ich die Heizung nicht ausschalte.

    Die Temperatur fällt während des Shots, wenn die Heizung aus ist, sie kann steigen wenn die Heizung an ist. Das bedeutet die Einstellung der Heizung ist für die Intrashotstabilität von Bedeutung. Im Kern: Mehr messen und irgendwann eine gute Temperaturstabile Einstellung finden.
    Aber schreib, wenn du noch Fragen hast.

    @Pit: Ist da nicht noch eine Gummieinlage drin, um die Temperatureffekte des Metalls zu verringern? Du hast sowas doch ausprobiert, wie war dein Eindruck? Ich fand den Preis prohibitv hoch.

    @McGyver: Yeah! Dann probieren wir Blue und füllen danach die arme Mühle mit Billigbohnen und gehen dem endlich auf den Grund! =) Du bist ja der heimliche Held dieser Messungen.


    Das realistisschste Bild wird wohl wirklich echtes Brühen liefern. Also warum nicht einfach ein Sieb mit Sensoren ausrüsten?

    Beste Grüße
    octa
     
  9. #89 McGyver2k, 23.12.2010
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    Son Scace Nachbau bekommen wir zur Not auch noch hin, aber ein richtiger Puk dürfte realistischer sein. Dafür verschleisst man aber auf Dauer das eine oder andere Thermoelement und die Bedingungen können sich von Messung zu Messung verändern.
     
  10. #90 tesboy, 24.12.2010
    Zuletzt bearbeitet: 24.12.2010
    tesboy

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Meiner Meinung nach spielt da dann die Temperatur des Metalls zwischen Boiler und dem Siebträger die grösste Rolle, und ich würde mir denken, dass die von der Temperaturhistorie sagen wir der letzten ~15 Minuten abhängen sollte. Ich weiss aber auch, dass Deine ersten Messungen das nicht wirklich belegt haben. Als Test dedizert hierfür würde ich folgendes versuchen: Maschine 60 Min auf bestimmte Temperatur bringen, shot mit Messung + 15 min Ruhe, und dann 3 x (shot mit Messung + 15 min Ruhe).

    Wenn die 3 letzten Shots mit Messung nicht die gleichen Temperaturniveaus bringen haben wir ein Problem, das wir in letzter Konsequenz meiner Meinung nach nicht erklären können werden (Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass das Nachheizen während des Shots immer ungefähr gleich ist).


    Ich denke das wichtigste wird sein, dass die grösseren Maschinen die ganze Pimperei halt nicht brauchen und sie sind haptisch natürlich erhaben.
    Dazu kommt dann sowas, wie dass ein PID meistens nur für einen bestimmten "Stör"prozess eingestellt wird, also z.B. man eigentlich verschidene Settings bräuchte für mehrere Shots hintereinander / lange Leerbezüge etc. Mit mehr Masse in der Maschine wird das alles relativiert. Aber wem erzähl ich das...


    OK, das PID kann zwar auch nur die Heizung ein oder ausschalten, aber der Balken integriert quasi die Heizleistung während eines Intervalls (1s?) - also 100% für die ganze Zeit (1s) geheizt, 50% für die Hälfte des Intervalls (0.5s) geheizt etc, ist das richtig?

    Laut Deinen Grafiken heizt Dein PID also kurz nach beginn des Shots im Normalfall die ganze Zeit, ja? Oder interpretiere ich da was falsch?


    Genau für sowat ist Deine Messanordnung genial. Im ersten Augenblick würde ich zwar auch sagen, dass ein Messen mit einem echten Puck besser ist, aber ist das wirklich so? Wenn der Fühler z.B. ganz unten im Sieb ist, wird die gemessene Temperatur sicher erst mal unten sein (wie Du unten schreibst kaltes Metall der Siebe etc) und dann langsam hochgehen, und das selbst wenn das Wasser, das auf den Puck kommt perfekt stabile Temperatur hat...


    Wenn eine technisch schöne und aber nicht so exorbitante Lösung wie das SCA-Dingsl gefunden wird muss ich die auch unbedingt haben bzw mit/nachbasteln!!!

    Volker


    EDIT: Siebträger-Temperaturfühler-Eigenbau-Threads gab es schon 1-2 mal hier im KN, allerdings sind die Threads schon älter und ich finde sie auf die Schnelle nicht. Es scheint nicht ganz einfach zu sein so ein Ding hinzukriegen, das robust ist (kein "Ultragebastel") und dabei aber wiederholbare Testreihen erzeugen kann. Aber vielleicht kennt ihr die alten Threads eh schon, dann bitte ich um verzeihung...
     
  11. #91 octabeer, 25.12.2010
    octabeer

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Ho! Ho! Ho!

    Zwischen zwei der vielen vielen Essen...

    @Tesboy:

    1) Einfluss der Brühgruppe auf die Temperatur: Du hast recht, in den ersten Experimenten sah es stark danach aus, dass die Brühgruppe durch Shots aufgeheizt wird. In den Tests mit kurzen Abständen, war die Absoluttemperatur deutlich nach oben verschoben, während nach längeren Abständen, der Off-Set eher konstant aussah.
    Das deckt sich auch damit, dass die gemessene Temperatur auf der Brühgruppe (da sitzt einer meiner Temperatursensoren) die absolut Änderungen auf dem Boiler ziemlich genau mitgeht (irgendwo hier im Forum habe ich das gepostet).

    2) Heizleistung: Genau, es ist eine fiktive Aufsummierung. Die Heizung ist nur an oder aus, aber über die Zeit eben 50% an, gibt also 50% Heizleistung.

    3) PID Einstellungen: Genau, der PID hat einen starken I-Anteil, das führt zu einem relativ "nervösen" Regler, aber P führt mit der massiven Trägheit der Maschine (dazu sind hier auch irgendwo Beiträge in diesem Thema) zu Überschwingern.

    Hier wird ein Vorteil des faustino board sehr wichtig: Mein PID ist auf die Erholung nach dem Shot eingestellt. Das muss aber gar nicht die richtige Konfiguration für Temperaturstabilität während des Bezuges sein. Es könnte sein, dass der PID zu spät, zu viel (es gab einige Bezüge, wo die Temperatur nach hinten anstieg) oder zu wenig heizt.
    Beim Faustino kann man nun für alle möglichen Betriebszustände, eigene PID Parameter einstellen. Einer der Gründe für meine Messungen ist auch Daten zu liefern an denen sich die easy Nutzer orientieren können.


    4) Beim Scace Thermofilter ist doch noch so eine Einlage aus Gummi (?) drin? Vermutlich damit das Metall des Siebträgers sich nicht so stark auswirkt.
    Ich habe mich damit noch gar nicht auseinandergesetzt. Aber die Idee von McGyver scheint mir genial: Wir wollen die Brühtemperatur messen und Brühtemperatur gibt es beim Brühen.

    Mit Wachsmalfarbe sieht das dann vielleicht so aus:
    [​IMG]

    In einem 21 Gramm Sieb wird oberhalb des Zusammengedrückten Pucks ein Loch gebohrt. Durch diese Bohrung kommt ein Typ K Thermoelement, das Loch wird mit Silikon abgedichtet. Das ganze kommt in einen bodenlosen Siebträger und das Kabel wird in dem Zischenraum zwischen Siebträgerwand und Sieb nach außen geführt.
    Espressopulver rein, Thermofühler zur Seite weg halten und dran vorbei den Puck tampern. Für den Shot wir dann das Thermoelement oben auf den Puck gelegt, eingespannt, Bezug und sehen was passiert. Da ist dann die Frage wie stark der Puck das Wasser, das sich über dem Pulver staut, abkühlt.

    @McGyver: So in etwa oder? Wieso glaubst du gehen dabei die Fühler kaputt? Weil man sie aus dem Sieb nicht mehr rauskriegt? Oder leiden die bei der Behandlung?


    Beste Grüße
    octa
     
  12. tesboy

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    ...

    Diese Flexibilität ist sicher ein grosser Vorteil der Faustino-Kiste. Ich find auch die Idee geil ein Flowmeter dafür einzusetzen, genau die Energie "reinzuheizen", die an kaltem Wasser in den Boiler gekommen ist. So könnte man eigentlich dem Überschwinger-Problem etc entgehen, oder nicht? Ist das eigentlich umgesetzt oder orientiert das Heizen sich doch nur an Temperaturfühlern?

    Is gut möglich dass das funktioniert. Ich glaube andere Leute, die das hier im KN schon mal gemacht haben, hatten einige Probleme damit so Ergebnisse voll reproduzieren zu können, je nachdem an welche Stelle der Sensor im Puck war. Der Vorteil davon, wenn nur Wasser drin ist (wie bei Deinem bisherigen Messaufbau), ist sicher der, dass das eher weniger eine lokale Messung ist, sondern quasi eine mittlere des "gedachten" Pucks (weil sich das Wasser so gut durchmischen kann).

    Aber ich bin sehr gespannt und wenn ihrs hinkriegt kauf ich mir auch eine Messanordnung ;->

    EDIT, ältere Beiträge hierzu (nach SCACE gesucht):
    http://www.kaffee-netz.de/grunds-tzliches/13826-voltcraft-multimeter-mit-temperaturfunktion.html
    http://www.kaffee-netz.de/grunds-tz...-eine-temperatur-und-druckme-vorrichtung.html
    http://www.kaffee-netz.de/espresso-...elchem-ger-t-die-bezugstemperatur-messen.html

    Frohes Enten/Gänse/Truthahn oder was auch immer Futtern!
    Volker
     
  13. #93 McGyver2k, 26.12.2010
    McGyver2k

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    Wenn man die Dinger an der gleichen Stelle oft genug hin und her biegt sind sie irgendwann ab. Das lässt sich durch geschicktes Verlegen schon hinauszögern aber nicht ins unendliche.
     
  14. Bowman

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    Hiho,

    ohne hier den ganzen Thread gelesen zu haben - mit der Brühtemperaturmessung im Puck hatte ich schon viel Spass:

    http://www.kaffee-netz.de/435070-post15.html

    Um eine lange Story kurz zu machen: Bewährt hat sich letztlich der Umbau eines Zweiersiebs, bei dem der Sensor mittels einer Stopfbuchse aus dem Modellbaubereich montiert wurde. Alles Andere (Montage mittels Epoxydharz) hielt von zwölf bis mittag und macht langfristig keinen Spass.
    Ganz wichtig: Beim K-Sensor wird die Temperatur eigentlich nicht an der "Perle" am Kabelende gemessen, sodern durch (laienhaft formuliert) durch Kontaktspannungsvergleich unterschiedlicher Metalle. Es ist daher wichtig, dass genügend "Kabel" (ca. 2-3 cm) dem Brühwasser ausgesetzt ist.

    Für mich persönlich nach wie vor rätselhaft ist die Bedeutung der Temperaturkonstanz an sich: Meine Izzo hält die Temperatur sagenhaft gut, die Gaggia CC schwankt um 5 °C. Trotzdem schmeckt (mir persönlich) das Ergebnis der CC nicht schlechter, es ist einfach nur ein bisschen anders...
     
  15. #95 octabeer, 27.12.2010
    octabeer

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    Hallo!

    Vielen Dank für die rege Beteiligung und die Links, ein paar kannte ich tatsächlich noch nicht.

    @tesboy: Ich hatte auch schon die Idee einfach den Zufluss zu messen und so die Temperaturveränderung zu bestimmen. Das Flowmeter weicht nur leider sehr stark ab. Außerdem müsste man zusätzlich die Temperatur im Tank messen. Vom messen der Brühtemperatur erhoffe ich mir auch Aufschluß, ob die Boilerwand die Wassertemperatur gut wiedergibt oder hier durch Temperaturschichten im Wasser oder Strömung dem PID Grenzen gesetzt sind.

    Über dem Puck messen wird sicher nicht leicht, da aber die Heizung wohl den Ausschlag geben wird, wie die Temperatur gehalten wird, müsste man das ziemlich realistisch messen, damit man über dem Puck dann auch das hinbekommt, was man als Ramp and Soak gerne hätte.


    @McGyver: Yeah! Wir basteln was. In meinem bodenlosen Siebträger ist wohl nicht genug Abstand zur Wand des 2er Siebs. Aber den Fühler von der Seite durchzuführen, wäre schon cooler, dann hätte man einen echten Puck drunter.

    @Bowman: Danke! Ich hatte deine Experimente noch gar nicht entdeckt und habe es mir sehr aufmerksam angeschaut. Mal sehen, wie wir uns behelfen.
    Ja, ein Temperaturbuckel wird wohl eher normal sein. Aber wenn man es einmal ermittelt hat, kann man den ja wieder reinprogrammieren :lol:. Oder noch irrrer: PID war gestern, Temperatur-Profile sind heute! Also ich trinke meinen Blue ja so: 5sec 92°, dann 7sec 93,5° und dann 13sec 91°. Ich merke gerade, dass ich mir mit dem Versuch alle Variablen in die Finger zu bekommen eine Kombinatorik-Explosion einhandle.

    Den Satz fand ich großartig:
    Wenn kleine Varianten den Geschmack des Espresso beeinflussen und ich alles wissen und lernen will, um den göttlichen Bezug in die Tasse zu kriegen, dann bleibt nicht viel zwischen Messen und Quasseln.


    Beste grüße
    octa
     
  16. #96 octabeer, 31.12.2010
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    Hallo!


    Zusammen mit McGyver2K habe ich heute eine ausführliche Messung der Brühtemperatur vorgenommen. Der Sensor wurde wieder mit destilliertem Wasser einiger Maßen geeicht.

    Messung der Brühtemperatur über einem Espressopuck:
    Wie von bowman gewarnt war die ganze Angelegenheit gar nicht so leicht. Quetschbuchse und ein Loch im Plastiktamper brachten die Wende:
    [​IMG]

    [​IMG]

    Wir wollten die Temperatur über dem Puck messen, also ragt der Fühler über den Kaffeesatz raus, deshalb mussten wir einen Loch in den schwarzen Plastiktamper der Silvia bohren (der so wenigstens etwas sinnvolles geleistet hat), um den Sensor nicht platt zu drücken.

    Das thermodynamische Kaffeeäquivalent, das wir zum Brühen verwendet haben, roch nicht nur chemisch (Discounterbohnen, aber dafür unverfroren teuer), nervte uns dafür aber beim Brühen auch zu Tode. Ein Sensor im 21 Gramm Sieb ist aber in Kombination mit dem schwarzen Tamper der Garant für Channeling schlecht hin.

    Hier zwei gelungene Bezüge, also mir korrekter Flussrate und PID Heizung (die bereits nach 4 Sekunden zu 100% Leistung übergeht)
    [​IMG]

    [​IMG]


    Hier zwei weitere mit korrekter Flussrate aber deaktivierter Heizung, um den Einfluss des Gegenheizens zu sehen:

    [​IMG]

    [​IMG]

    Es waren noch mehr Bezüge (wir haben insgesamt 14 Shots über dem Espressoäquivalent gemessen), aber das bunte Bild blieb bestehen, wir konnten keine reproduzierbaren Ergebnisse hinkriegen.

    Über alle Shots hinweg lassen sich folgende Ergebnisse festhalten:

    Reproduzierbarkeit der Absolutwerte bei Shot Beginn:
    Bei 100° eingeschwungen auf dem Boiler hatten wir folgende Höchstwerte zu Beginn des Bezugs: 93,5|94,2|94|94,3|95|(92,5 mögl. Messfehler)|94,5|94|Cooling Flush|93|94|94,3|94,7|94,7 oder im Durschnitt 94,05°, getrimmtes Mittel 94,1°.
    Die Werte streuen um +/- 1°, 8 von 14 Messwerten liegen in einer Bandbreite von +/- 0,5°

    Intrashot Temperaturstabilität:
    Die Reproduzierbarkeit der Kurven bezüglich der Intrashot Temperaturstabilität über einem Puck ist gering. Wir konnten die Kurven bei gleichen Bedingungen im wesentlichen nicht reproduzieren und deshalb auch keine Aussagen treffen, wie sich die Silvia hier verhält.

    Häufig gab es zu Beginn einen kurzen Temperaturbuckel, möglicherweise durch den ersten Kontakt des Sensors mit Brühwasser, bevor sich Wasser über dem Puck sammelte und so von diesem abgekühlt wurde und vermischt einen Temperaturabfall am Sensor angibt, der nicht durch nachströmendes kälteres Wasser entstanden ist.

    Die Flussrate hatte einen großen Einfluss auf den Temperaturverlauf: War der Fluss deutlich zu hoch, fiel die Temperatur, weil der Boiler das nachströmende Wasser nicht mehr auf Temperatur bringen konnte. War die Temperatur zu niedrig fiel die Temperatur aber ebenfalls (!), das kann daran liegen, dass sich hier der Puck mit seiner Kühlung „durchsetzt“ und nicht genug vom nachheizenden Boiler gewärmtes Wasser dagegen hält.

    Der Einfluss der Brühgruppe war schwierig abzuschätzen. Wir nahmen zuerst an, dass die verschiedenen Messwerte durch verschiedene Temperaturzustände der Brühgruppe verursacht wurden. Das ist auch durchaus plausibel, nach dem cooling flush lag die Bezugstemperatur sofort niedriger, mit schnellen shots wuchsen die Absolutwerte an. Aber es blieb unklar, was Brühgruppe, was Schwankungen des vom Boiler ausgegebenen Wassers und was Verzerrungen durch den Puck war.
    Um diese Effekte genauer zu verstehen, haben wir eine zweite Messserie gemacht


    Messungen in der Brühgruppe
    Um das Wasser, das der Boiler ausgibt genauer zu messen, haben wir das Duschsieb entfernt und zuerst an Punkt 1 gemessen, also den Sensor so tief wie möglich in den Zulauf der Brühgruppe geschoben:

    [​IMG]

    Ein Programm simuliert den Espressobezug wie folgt:
    Mit einer hohen Flussrate in 4 Sekunden ca. 40ml wird das Fluten simuliert, es folgen 25 Sekunden mit 55ml für den Espressobezug.

    Hier zunächst ohne Heizung:

    [​IMG]

    [​IMG]

    Weiter gehts im nächsten Thread..
     
  17. #97 octabeer, 31.12.2010
    octabeer

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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    Dann mit Heizung:
    [​IMG]
    [​IMG]
    [​IMG]

    Während ohne Heizung, die Temperatur einfach nur fällt, ergibt sich mit Heizung eine sehr reproduzierbare Kurve (eine Messung verlief nicht wie die hier gezeigten), zumal diese Messung auch am zweiten Messpunkt mit etwas niedrigeren Absolutwerten wiederholt werden kann:
    [​IMG]

    [​IMG]

    Über diese Kurven ergeben sich relativ stabile Aussagen, was der Kessel ausspuckt:
    Wir beginnen mit einer Temperatur, die in etwa der Kesseltemperatur entspricht, dann stürzt die Temperatur ab bis das Gegenheizen den Temperaturverfall aufhält.
    Hier kann man nochmal einige Messungen mehr machen, insbesondere mit festen Heizprogrammen, damit PID-Werte, die sich mal etwas früher/später auswirken, nicht die Messung verfälschen.
    Aber bezüglich der Frage: Brühtemperatur das unbekannte Wesen ergibt sich für die einfach konstruierte Silvia ein so kompliziertes Bild, dass man das Problem zerlegen muss.


    Hypothese (!) zum Verhalten der Brühtemperatur einer Miss Silvia
    Der Boiler gibt aus dem Steigrohr Wasser, das im Wesentlichen seiner auch auf der Außenwand gemessenen Temperatur entspricht, gemessen am Messpunkt 1. Am Messpunkt 2 hat sich noch nicht viel getan, der Messingblock ändert hier nicht viel auf dem kurzen Weg.

    Aber wir kommt es dann zu den Verläufen, die ich zuvor gemessen habe? Diese wurden mit einem kleinen Plastiktrichter, der kaum Einfluss auf die Temperatur hat, unter dem Duschsieb gemessen:
    [​IMG]

    Diese Werte sind vergleichbar, weil sie mit dem gleichen simulierten Fluss gemessen wurden. Hier sehen wir aber NICHTS von dem wilden Zacken, der weiter vorne im Zulauf an den Messpunkten 1 und 2 geschieht. Wichtig ist die Dusche der Silvia, die bei meiner Baureihe (2007er) ein massiver Block ist, in dem das Wasser in zwei Kreisgängen durchmischt wird und erst danach auf den Kaffeepuck kommt. Das sorgt dafür, dass sich die Zacken zu einem sehr viel glatteren Verlauf der Kurve ausmitteln. Die Tendenz in meinen simulierten Shots einer nach hinten hin ansteigenden Temperatur passt gut mit dem Ergebnis, dass die Heizung nach einigen Sekunden im Shot wieder die Oberhand gewinnt und die Temperatur erhöht.


    Folgerungen für das weitere Vorgehen
    Messungen über dem Puck bleiben schwierig. Hier ist in den Messwerten nicht so klar, ob der Sensor Wasser abkriegt, das der Puck schon abgekühlt hat oder heißes nachströmendes Wasser direkt auf den Fühler trifft.
    Setzt man sich zum Ziel, dass aus der Dusche Wasser mit stets der gleichen Temperatur strömt, ist das zu machen. Wie müssen weitere Messungen ergeben.
    Es stellt sich aber auch die Frage nach Grenzen der Genauigkeit. So waren die Silvia Besitzer etwas in Sorge, weil auf dem Boiler ein Temperaturabfall angezeigt wurde, der für die Temperaturstabilität katastrophales vermuten ließ.
    Meine Experimente zeigen, dass die Temperatur sich einigermaßen ausmittelt. Wer sich um 2,5° absolute Änderung (Und da ist der Anstieg häufiger als der Abfall der Temperatur) während des Shots nicht schert, der kann sich sagen, dass die Silvia intrashot hinreichend temperaturstabil ist, meistens die absolute Temperatur sogar noch präziser hält (+/-1° Band).
    Mit der Reproduzierbarkeit von Werten am PID im Siebträger bin ich mir unschlüssig. Die Experimente mit Puck sprechen dafür, dass auch hier Genauigkeiten von wenigstens +/-1° erreicht werden (wobei dann der gleiche PID Wert „gerade noch gut“ und „doch schon sau bitter“ ergeben kann).

    Der weitere Messpfad:
    Ich glaube man kriegt das alles nur Schritt für Schritt in den Griff
    ..> Programm für eine noch genauere Simulation der Flussraten eines echten Espressobezugs entwickeln

    Für alle Messungen zunächst riesige Abstände von 60 Minuten, zwischen den Messungen, damit man davon ausgehen kann, dass Temperaturunordnung des Vorexperimentes keinen Einfluss mehr hat. Dann folgen Messungen bei denen man die Maschine gezielt destabilisiert, also in kürzeren Intervallen schaut, ob es zu einer allgemeinen Aufheizung oder ähnlichem kommt. Diese Messungen dann jeweils:

    ..> am Punkt 1, um das Verhalten des Boilers genauer zu verstehen
    ..> am Punkt 2, um zu sehen, ob die Brühgruppe Einfluss nehmen kann
    ..> mit einem Plastiktrichter unter der Dusche



    Für alle Tipps und Beteiligungen: Immer her damit!

    Beste Grüße
    octa
     
  18. #98 faustino, 31.12.2010
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    AW: Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

    > Es waren noch mehr Bezüge (wir haben insgesamt 14 Shots über dem Espressoäquivalent gemessen), aber das bunte Bild blieb bestehen, wir konnten keine reproduzierbaren Ergebnisse hinkriegen.

    Wie gross waren die Pausen zwischen den Bezügen, hattet ihr diesen Parameter unter Kontrolle, z.B. ein Bezug exakt alle 20 Minuten?
     
  19. #99 octabeer, 31.12.2010
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    Hei Faustino!

    Hier nochmal die Zeiten:
    [FONT=&quot]93,5|-->10 min: 94,2|[/FONT][FONT=&quot]-->9 min:[/FONT][FONT=&quot]94|[/FONT][FONT=&quot]-->6 min:[/FONT][FONT=&quot]94,3|[/FONT][FONT=&quot]-->15 min:[/FONT][FONT=&quot]95|[/FONT][FONT=&quot]-->12 min: [/FONT][FONT=&quot](92,5 mögl. Messfehler)|[/FONT][FONT=&quot]-->10 min:[/FONT][FONT=&quot]94,5|[/FONT][FONT=&quot]-->2 min:[/FONT][FONT=&quot]94|[/FONT][FONT=&quot]-->3 min:[/FONT][FONT=&quot]Cooling Flush|[/FONT][FONT=&quot]-->40 min:[/FONT][FONT=&quot]93|[/FONT][FONT=&quot]-->12 min:[/FONT][FONT=&quot]94|[/FONT][FONT=&quot]-->12 min:[/FONT][FONT=&quot]94,3|[/FONT][FONT=&quot]-->14 min:[/FONT][FONT=&quot]94,7|[/FONT][FONT=&quot]-->14 min:[/FONT][FONT=&quot]94,7[/FONT]

    Für die Messungen im Zulauf:
    1. Messung -> 7min: 2. Messung ..> 8min: 3. Messung --> 14min (die Pizza war eingetroffen!): 4. Messung --> 12min: 5. Messung --> 8min: 6. Messung|| und dann am Messpunkt 2: --> 20min: 7. Messung ..> 10 min: 8. Messung


    Im Kern heißt das, dass die Abstände nicht sauber eingehalten wurden. Das heißt die Messungen sind in dieser Hinsicht mit Vorsicht zu interpretieren. Ich glaube aber, dass der Einfluss der Brühgruppe gut zu erfassen ist, wenn man zunächst weiter hinten mit großen zeitlichen Abständen misst, um dann zu sehen, wie kurz die Abstände sein müssen, dass der Kessel sich thermisch noch nicht wieder beruhigt hat, obwohl der Sensor auf dem Deckel schon wieder konstante Werte anzeigt. Das gleiche mit der Brühgruppe und dann hinterm Sieb wiederum mit Trichter.


    Der Sensor sollte das Wasser messen und war so positioniert, dass er das Duschsieb nicht berührt hat. Das 21g Sieb ist sehr tief und wir haben mit 18g Espresso gearbeitet, so dass genug Platz war. Im Puck hätten wir vermutlich ein gedämpfteres und leichter zu interpretierendes Ergebnis gehabt. Das werden wir bei Gelegenheit auch noch versuchen. Es ist ja noch genug Regenbogen-Kaffe verhanden (alle Bohnenfarben von roh bis Steinkohle vertreten)...

    Hast du sonst noch Tipps? Insbesondere, dass die easy-Nutzer Einstellungen übertragen können... Aber vielleicht ist das sowieso unmöglich...

    beste Grüße
    octa
     
  20. #100 faustino, 31.12.2010
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    > wie kurz die Abstände sein müssen, dass der Kessel sich thermisch noch nicht wieder beruhigt hat

    Das Problem ist (IMHO) nicht der Kessel mit PID, sondern das ganze Metall danach: Leitungen, Magnetventil, Brühgruppe, Duschträgerplatte usw. Diese Massen stehen nicht unter PID-Kontrolle. Über diese Massen wirkt sich die Vorgeschichte (was ist in den letzten Minuten passiert) dramatisch auf die Brühtemperaturverläufe aus. Deshalb müsste man diesen Faktor gut kontrollieren, wenn es um gradgenaue Messungen geht. Irgendwann wird sich ein quasi-statischer Zustand einstellen, wenn der PID am Anfang der Kette für einen statischen Zustand sorgt - aber bis das passiert, hilft zur Zeit (*) nur Warten. Die in diesem Zusammenhang wirkenden Zeitkonstanten kennt man ja vom Aufwärmen.

    An meiner Gaggia kann man das besser erkennen, denn die hat am Boilerausgang schönere (fast perfekte) Temperaturverläufe, als die Silvia: eine Intra-Shot-Variabelität von weniger als +-1Grad über 25s. Demnach muss alles, was man im Puck misst, vom Metall danach kommen. Und was man dort misst, ist nicht schön.

    (*) Ein Feature, das schon länger auf der To-Do-Wunschliste steht, ist ein Temperier-Programm für die Brühgruppe: die großen Maschinen können es sich leisten, Unmengen von Wasser durch die Gruppe zu schicken, um sie zu temperieren. Das gleiche Vorgehen - also lange Leerbezüge - bringt bei den kleinen Maschinen das pure Chaos. Die Lösung wäre vielleicht eine Funktion, die über 30-45s Wasser mit sehr geringer Geschwindigkeit pumpt (Phasenanschnitt der Pumpe), so dass die Heizung keine Mühe hat, die Wärme nachzuliefern und der Boiler im Gleichgewicht bleibt. So könnte man Über- und Untertemperaturen im Wasserpfad egalisiert. Also quasi ein zweites Aufwärmprogramm (wie das Einschalt-Aufwärmprogramm) - aber für Bezüge. Dafür müsste allerdings der PID sehr gut eingestellt sein und der Sensor gut platziert werden. Eine Hau-Ruck-Einstellung, die 100% Heizleistung erzeugt, wenn Frischwasser fließt, wäre nicht tragbar.
     
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Temperaturstabilität von Einkreisern: PID, Pre-Infusion und kaltes Fluten.

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