[natuurkunde] Het verwarmen van wijn

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 6

Het verwarmen van wijn

Hallo allemaal,
 
Momenteel loop ik stage op een wijnboerderij in Zuid-Frankrijk. Ik doe onderzoek na de warmteproductie tijdens de fermentatie.
Op dit moment ben ik aan het berekenen hoe veel energie het kost om een tank wijn te verhitten.
 
Het gaat hierbij om een tank met 60 HL wijn van 19 graden die verhit wordt tot 21 graden. Dit wordt verhit met een inox verwarmingsplaat die in de wijn hangt. Deze is 200 cm lang en 50 cm breed. Het water dat hier door heen stroomt is 40 graden. 
 
Mijn vraag is, hoe kan ik berekenen hoe veel energie het kost om dit te verwarmen?
 
Alvast bedankt!

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 7.933

Re: Het verwarmen van wijn

Aangezien wijn voor het grootste deel uit water bestaat kun je volgens mij de soortelijke warmte van wijn gelijk stellen aan die van water.

Berichten: 12.262

Re: Het verwarmen van wijn

Dat kun je inderdaad wel aannemen, het zal hooguit een paar procent afwijken. 
 
Maar waarom moet je het tijdens de fermentatie verwarmen? In een dergelijk grote tank lijkt me eerder dat je het actief moet koelen. 
Victory through technology

Berichten: 6

Re: Het verwarmen van wijn

Klopt wat je zegt, maar ik heb het hier over de malolactische fermentatie.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Het verwarmen van wijn

De soortelijke warmte van water is 4186 J/(kg.K). Je moet 6000 kg water (waar ook ik van uit ga als een redelijke benadering) 2 graden verhitten en hebt dus 4186 * 6000 * 2 = ongeveer 50 MJ, ruwweg 13,9 kWh nodig.
 
Maar daarbij is geen rekening gehouden met verliezen (of bij hogere omgevingstemperatuur winst) door onvolledige isolatie. Hierover valt zonder verdere gegevens niet veel te zeggen. Is er nauwelijks isolatie (enkelwandig rvs vat bijvoorbeeld), en de omgevingstemperatuur is stabiel 19 graden, en er is geen beduidende luchtstroom rond het vat dan zal je wat meer dan die 13,9 kWh nodig hebben.

Berichten: 6

Re: Het verwarmen van wijn

Kan ik deze berekening ook toepassen bij het koelen van de wijn?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 8.166

Re: Het verwarmen van wijn

In principe wel. Ook daarbij moet je voor een bruikbare uitkomst weer rekening houden met omgevingstemperatuur, luchtstroming, isolatie, rendement koelinstallatie en dergelijke.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.238

Re: Het verwarmen van wijn

De standaard formule om dit te berekenen is: Q=m*cp*ΔT
 
Alcohol heeft trouwens slechts een ruwe 2kJ/kgK nodig dus bij een alcohol% van 10% vol zal dat een 5% schelen. Daarnaast als je een 5% restsuiker hou, dan moet je voor die suikers een cp rekenen van 1,55kJ/kgK, dat scheelt toch ook weer een 2,5% en bij dit soort berekeningen, kan dat best significant worden. Van deze waarden mag je dus gemiddelden nemen.
 
 
Echter voor verliezen mag je al snel 10 a 15% rekenen. Dat zal betekenen dat bovenop de door Michel berekende warmte ongeveer 5% extra gerekend moet worden ten aanzien van verliezen aan leidingen en omgeving.
 
Let wel, dit is in het geval van geïsoleerde leidingen en warmtewisselaar, bij niet geïsoleerde apparatuur zal het verlies hoger uitvallen.

Opmerking moderator

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.
Niet geschoten is altijd mis, en te snel schieten vaak ook.
 
Ik ben intelligent want ik weet dat ik niks weet. Socrates

Gebruikersavatar
Berichten: 1.253

Re: Het verwarmen van wijn

Maar, waarom bepaal je niet de cp waarde even? Niet absoluut, maar relatief tov die van water. Dat is redelijk snel gedaan volgens mij.
 
  • Men neme een bekende hoeveelheid (massa) water in een afgesloten fles/bakje en hang die een tijdje in het vat. Hierdoor is de beginT gelijk aan die van de wijn. 
  • Breng dan in een pannetje een beetje water aan de kook en leg hierin een blokje metaal. Even geduld en ook dat blokje is 100oC.
  • Haal het water uit het vat en meet de BeginT.
  • Voeg hierbij het hete blokje en roer voorzichtig en meet de hoogste T.
  • Herhaal met een gelijke hoeveelheid wijn en vergelijk je resultaat met die van water. Neem aan dat water 4186 J.kg-1.K-1 is.
Of doe ik nou een hele rare aanname?
 
Wdeb
Is liefde Chemie? ...In elk geval is Chemie wel bijna liefde.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 2.386

Re: Het verwarmen van wijn

Het gaat hierbij om een tank met 60 HL wijn van 19 graden die verhit wordt tot 21 graden.
Voor de volledigheid: de tank moet dus ook 2 graden opgewarmd worden.

Berichten: 6

Re: Het verwarmen van wijn

Ja precies

Reageer