venerdì 29 agosto 2014

Realizzazione di una cella climatica

Finalmente dopo più di tre mesi siamo riusciti a terminare la cella climatica, che sarà per ora, una cella riscaldante, utile anche per la rifermentazione in bottiglia.


L'idea nasce dall'esigenza di trasferire il più possibile in cantina, il materiale come sacchi di grani, i vari sacchetti sottovuoto, le spezie, i luppoli, l'attrezzatura, pentole & co., ma soprattutto le fasi di fermentazione e rifermentazione, che in questi due anni erano state eseguite in casa, con notevole sopportazione della mamma-moglie.
È stato posto notevole attenzione alla melodia della fermentazione, la gorgogliazione. Vi spiego. La cantina è ubicata sotto la camera da letto del vicino di sotto, e non volendo assolutamente disturbare nessuno, l'idea principale era stata quella della creazione di un contenitore che attenuasse il più possibile l'ipnotico gorgoglio che emette il nostro gorgogliatore alla fuoriuscita della CO². 
Solo successivamente si è pensato di lasciare anche durante l'inverno, i fermentatori in cantina (8-9 gradi di media, quando fuori spesso di giorno non sale oltre lo zero).
Oltre alla fase di fermentazione, e le operazioni di primo travaso ed eventuale Dry-Hopping (luppolatura a freddo o inserimento di tisane di spezie e/o altro), secondo travaso e imbottigliamento, avere anche la possibilità di lasciare le bottiglie durante la fase di rifermentazione, fase importantissima per la creazione di un ottima carbonazione.
Così il passo è stato breve, da scatola insonorizzante, a cella climatica.
Il progetto iniziato a marzo, si è protratto oltre i 3 mesi stabiliti inizialmente, e troverà il suo primo utilizzo a Settembre, quando riprenderemo l'attività brassicola.
Così alla fine la scatola che doveva contenere il nostro misero fermentatore da 32 litri, è diventata un armadio alto 1900 mm, largo 1080 mm, profondo 580 mm , con una superficie utile di utilizzo di 870 cm cubici, quasi un metro cubo, in grado di contenere tranquillamente due fermentatori da 50 litri più un centinaio di litri in bottiglia.
Internamente la cella misura 1740 mm di altezza, 1000 mm di larghezza e 500 mm di profondità. 
Il primo dubbio a interessato la parte di refrigerazione, che avrebbe previsto l'inserimento di una serpentina refrigerante collegata ad una pompa, come avviene in un frigorifero. A disposizione avevano un vecchissimo freezer funzionante, da poter squartare e mettere a nudo i suoi tubi, da posizionare all'interno del materiale isolante dell'armadio. Sono state diverse le motivazioni che ci hanno fatto desistere da questa operazione, rinviando la refrigerazione della cella in una fase successiva. Il freezer in questione era stato inizialmente individuato come il contenitore giusto per creare la cella, ma le piccole dimensioni, la guarnizione vecchia che non isolava perfettamente e la fame energetica di quel piccolo mostro ci aveva scoraggiato ad utilizzarlo. Con l'armadio avremo sicuramente eliminato il piccolo spazio e la chiusura non ermetica, ma sarebbe stato sempre affamato di energia. Ricordo che le volte che avevamo provato a collegarlo al STC-1000, termostato per il controllo della temperatura in grado sia di attaccare e staccare la pompa, sia la resistenza, il contatore sembrava essere preda di qualche demone, che neanche il migliore degli esorcisti, sarebbe riuscito a calmarlo. Ma la cosa che ci ha più scoraggianti nell'effettuare l'operazione di espianto e rimpianto, è stato lo smontaggio della serpentina, riuscendo a fare a pezzi il freezer, senza danneggiarla, un operazione tutt'altro che semplice. Su internet si trovano comunque pazzi più di noi che invece lo hanno realizzato, apparentemente senza difficoltà.
Superato questo primo momento di indecisione siamo partiti con decisione.
Abbiamo acquistato il legnane, quadrelli di abete 50x40 mm che sono stati utilizzati per costruire lo scheletro, e perline spessore 10 mm, tavole sempre di abete larghe 180 mm alte 30 mm per incorniciare le porte. Inoltre sono state acquistate perline spessore 20 mm da utilizzare come ripiani.
La prima fase è stata la costruzione delle pareti laterali.


Per migliorare la tenuta della struttura, sono stati inseriti cunei tagliati dai quadrelli. Tra i loro i pezzi sono stati uniti con viti e colla, ed esternamente sono state fissate delle perline, avendo cura di lasciare scoperto i montanti dove poi abbiamo fissato i travetti principali.


Le perline servono anche per creare un base di appoggio per il materiale isolante.


Il materiale utilizzato sono stati fogli di polistirolo alto 40 mm perfetto per essere inserito nella struttura, della stessa misura. Il polistirolo è stato incollato con silicone.



La fase successiva ha interessato la copertura termica del l'isolante utilizzando la classica coperta termica di primo soccorso. 


La coperta termica è stata tagliata con un cutter della misura utile per ricoprire l'isolante e un pezzetto di montante, e fissata con silicone.


I lavoro è stato veloce e pulito, inoltre abbiamo colto l'occasione per sigillare anche le fessure tra il polistirolo e la struttura di legno.
Infine abbiamo ricoperto il tutto con un foglio di melamina, laminato bianco dal lato interno. Il pannello è stato prima incollato con silicone e poi inchiodato con i chiodini ai legni della struttura.



Applicato il pannello.


Sucessivamente abbiamo rifilato la coperta termica e ulteriormente sigillato il pannello, è inserito i supporti che serviranno di appoggio alle tavole delle mensole.


Sigillato tutto il perimetro del pannello.


Una volta finito il lavoro sulle due paratie laterali, dovranno essere uniti tramite i tramezzi superiore ed inferiore.  
Siamo poi passati alle due ante che abbiamo costruito con lo stesso procedimento.


Intelaiatura senza l'inserimento dei cunei visto che non avranno alcun peso da sorreggere, al parte il proprio peso.


Sono state ricoperte completamente da perline.


Qui durante la prima fase di fasciatura delle perline leggermente fuori misura, saranno successivamente rifilate per eliminare la parte di perline eccedenti. Come per le due paratie all'interno ha trovato posto il polistirolo, per l'isolamento. 


Per non sprecare niente è stato utilizzati i ritagli di polistirolo avanzati dall'isolamento delle due paratie: Anche loro sono state ricoperte da coperta termica e foglio di melamina laminata bianca.
L'ultimi componenti sono stati i due tramezzi che terranno insieme la struttura.


I due tramezzi, superiore ed inferiori sono stati, anche loro, isolati con polistirolo e coperta termica, anche se l'operazione, per maggiore facilita di montaggio, è stata eseguita dopo essere stati assemblati alla struttura.


Qui le due paratie sono state unite con i due tramezzi. In quello inferiore sono stati inseriti anche quattro perline di 20 mm di spessore per creare la base di appoggio per la griglia con resistenza, dove verranno appoggiati i fermentatori. Naturalmente al di sotto è stato inserito il foglio termico e l'isolante, oltre che per isolare l'interno, anche per cercare di bloccare l'aria fredda del pavimento.


Qui si vede bene lo spazio lasciato nella paratia, per poter fissare con viti e colla i tramezzi che le uniscono. Per proseguire con i lavori, la cella è stata adagiata in terra per permette di terminate le fasi di copertura e isolando dei due tramezzi.


Oltre ai tramezzi superiori ed inferiori, sono stati inseriti due quadrelli nella parte posteriore della cella, dove sono stati rinforzati con l'inserimento di cunei, sia sopra e sotto i quadrelli, per aumentare la resistenza alle forze laterali, che saranno create nel posizionamento della cella.



Come per la parte inferiore e superiore, anche nella parte posteriore sono state inchiodate le perline da 10 mm, che offriranno hanno offerto il supporto per l'inserimento dell'isolamento e per la copertura termica.
Prima di riportare in posizione verticale la cella, abbiamo provveduto a impregnarle con un prodotto all'acqua.



A questo punto c'è stato un momento di panico, quando abbiamo deciso di riportarlo in posizione verticale. Non c'era verso di rimetterlo in piedi, il soffitto misura due metri e l'inserimento di una cornice nella parte superiore, aveva leggermente alzato la misura non permettendoci di rimetterlo più in piedi. È stato necessario ruotarlo sulla parte anteriore, dove l'angolare non era stato ancora fissato, per poterlo alzare.


Dopo il posizionamento dell'isolante e della copertura termica, abbiamo posizionato il foglio di melamina laminato bianco. Il pannello è stato incollato e poi inchiodato nei tramezzi orizzontali posteriori. Una volta applicato e fatto asciugare, la coperta termica è stata rifilata e gli angoli sigillati con silicone, naturalmente bianco antimuffa.
Terminata la struttura principale, siamo passati a posizionare le porte, sicuramente il lavoro più complesso di tutta la cella. La struttura principale alla fine è risultata precisa e ci ha permesso di inserire facilmente le porte. È molto importante che le porte abbiamo le misure giuste. Troppo strette non permetteranno di aprirsi e troppo larghe, non riusciremo a trattenere il calore per la fessurazione che si creerà al centro.
Una volta presentate, per essere sicuri che tutto fosse a posto, alle porte sono state inserite le cornici, che oltre l'estetica più bella, serviranno anche per l'installazione dei cardini, per permettere l'apertura e la chiusura.


Qui la parte importante è l'inclinazione a 45 gradi del taglio delle tavole. Per far prima le avevano fatte tagliate al momento dell'acquisto, ma alla fine abbiamo deciso di rifarle perchè non risultavano precise, un lavoro da fare con calma e estrema precisione.


Un modo sicuro è quello di preparare una maschera che poi sarà riportata sulla tavola per poi essere tagliata.


Eventualmente se il lavoro non venisse proprio preciso, si può rimediare con un pó di stucco per legno.


Qui la cornice finita. Di seguito le abbiamo impregnate con la soluzione all'acqua.


Qui le porte pronte.


Prima di passare al montaggio delle porte sui cardini, è stato finito il lavoro di rifinitura l'interno della cella, chiudendo tutte le eventuali fessure tra le pareti di melamina laminata, con silicone bianco.


Il silicone a fatto il suo compito egregiamente sigillando ogni piccola fessura o imperfezione, isolando completamente la cella.


Il silicone è stato applicato anche  nella parte inferiore tra le tavole che formano il piano di appoggio, in poche parole non passa un filo d'aria.


Prima di fissare le porte abbiamo posizionato i ripiani su cui troveranno posto le bottiglie per la rifermentazione. 



Per i ripiani sono state utilizzate 3 semplici perline da 20 mm di spessore inserite una nell'altra. È stato lasciato appositamente uno spazio dietro e davanti ai ripiani per non bloccare l'aria calda che tenderà a salire, creando così una circolazione di aria calda dal basso verso l'alto.
Il lavoro strutturale sta per terminare, siamo arrivati al momento del montaggio delle porte. Abbiamo posizionati le porte cercando di lasciare lo stesso spazio sopra e sotto, (operazione non semplice) posizionando uno spessore per mantenere la porta in posizione. Una volta sistemata, sono stati fissati i cardini, sia al montante della cella e successivamente alla porta. Un consiglio, fissate prima i cardini alla porta.


Il lavoro strutturale è terminato.


Ancora alcuni passaggi per l'inserimento dei pomelli, i cricchetti di chiusura dell'anta a sinistra, e il cricchetto di chiusura delle ante.
I pomelli sono stati inseriti nella cornice, semplicemente avvitandoli in due bulloncini senza testa e poi dopo aver eseguito un paio di fori nel legno, di un diametro minimo, li abbiamo inseriti a martellate.


Poi abbiamo posizionato i cricchetti di chiusura dell'anta sinistra. Il lavoro complicato è stato fare i fori precisi sopra e sotto, per farli combaciare con i cricchetti, senza lasciare gioco.


Una sopra l'altro sotto.


Infine il cricchetto di chiusura generale.


Successivamente abbiamo praticato un foro nella paratia di destra, per il passaggio del cavo di alimentazione dell'alimentatore della resistenza e per il passaggio della sonda. 


Entrambi saranno collegati al termostato esterno. Questa non è sicuramente la soluzione migliore ma una soluzione provvisoria, in attesa di testare la cella che se soddisferà le nostre necessità, verrà sistemato uno termostato direttamente nella paratia.


È venuto il momento della sigillatura delle ante rispetto alla cella. Sono stati utilizzate strisce adesive, normalmente utilizzate per gli spifferi delle finestre. 


Soluzione semplice ed economica, ma efficace, anche se con il tempo, le strisce adesive tenderanno a perdere elasticità, e si renderà necessario la sostituzione nel giro di pochi anni. Più consono l'inserimento di guarnizioni di gomma normalmente utilizzate per coibentare le porte dei frigoriferi, certo che però il costo è più alto, e per il posizionamento delle porte, bisogna calcolare la giusta fessura, per evitare di metterle troppo vicine e poi avere problemi nella chiusura.
Sono state così sistemate più strati sovrapposti, sia sul mobile, sia sulle porte per ottenere un contatto perfetto.


Particolare del contatto mobile-porta 


L'isolamento è stato applicato su tutto il perimetro sia delle porte, che del mobile.


Lato destro 


Sotto.


Lateralmente è stata inserita una sola striscia, le evitare di fare perno e rendere più difficile la chiusura, comunque sufficiente a sigillare.
Un consiglio, per evitare che le strisce adesive si stacchino dopo poco dal legno, abbiamo steso un strato di colla sopra al legno e poi l'abbiamo lasciata asciugare, l'adesivo delle strisce così farà più presa e durerà di più.
Ci siamo quasi, ora non rimangono che due cose, la resistenza e la tenda per bloccare il calore all'apertura delle ante.
Per la resistenza è stata utilizzato un vecchio cavo sotto sabbia di un nostro vecchio acquario, l'unico dubbio è l'esigua potenza della resistenza, 25 W.
La resistenza è stata inserita in un grigliato 400 x 800 mm.


Non è stato semplice trovare questo grigliato da 2 mm di spessore. Normalmente viene venduto in fogli da 2000 x 500, ma siamo stato fortunati a trovare un paio di ritagli.


Visto che si arrugginivano a vista d'occhio, abbiamo pensato di verniciarle. Prima una pulita con uno sgrassante e poi le abbiamo leggermente scartavetrate. Una volta puliti abbiamo applicato una vernice per ferro di colore nero lucido, per evitare la crescita di ruggine in un ambiente che potrebbe essere umido.


La verniciatura è risultata un pó complicata, la presenza dei fori nella grigliato, tendevano a catturare la vernice e poi a farla cadere in terra gocciolando. Alla fine l'abbiamo applicata non con la classica pennellata, ma semplicemente picchettando con il pennello la superficie.
Dopo tre giorni, complice il tempo infame di questa insolita estate, la vernice si è asciugata e abbiamo potuto inserirci la resistenza, che è stata inserita tra i due grigliati, tramite distanziali altri 10 mm.


Bucati al centro e poi con dei bulloncini e rondelle li abbiamo fissati al grigliato.
.

Successivamente è stata fissata la resistenza, qui con l'alimentatore con delle fascette nere.


La posizione della resistenza è stata verificata un paio di volte per cercare di coprire l'intera superficie della griglia.


Qui potete vedere un particolare dell'assemblaggio della resistenza con la griglia, tramite delle fascette nere.




Una volta fissata la resistenza, é stata posizionata sopra l'altra griglia e fissata ai distanziati con i bulloncini.


Lavoro terminato, ora non resta che verificarne il funzionamento e posizionarla all'interno della cella, collegarla alla presa interna che a sua volta è collegata con il termostato esterno.


L'alimentatore è stato lasciando all'interno della cella perché anche lui provvederà al riscaldamento, visto che sarà un ulteriore fonti di riscaldamento. 
Il termostato utilizzato è un semplice STC-1000 incassato in una scatola elettrica con all'interno due relè da 10A e due fusilli, come vi dicevo, inizialmente creato per il freezer, quindi con possibilità anche di attaccare e staccare una pompa refrigerante, oltre alla resistenza.


È stata eseguita una prova a vuoto, per verificare che tutto funzionasse e se riuscisse a mantenere la temperatura. All'interno della cella è stato posizionato un sensore di un termometro con cui abbiamo tarato il termostato.


Il sensore poi comunica la temperatura al display principale.


Le due temperature fanno riferimento a quella del sensore in grande, e quella dell'ambiente in piccolo in basso a sinistra.
Dopo poche ore i termometri della sonda e del termostato combaciavano, e con i normali parametri impostato sul STC-1000 il tutto funziona perfettamente.
Già a vuoto la frequenza di attacco-stacco, è bassa, anche perchè la differenza di temperature con l'ambiente circostante non è molta. Una volta riempita, sia le bottiglie che i fermentatori, faranno effetto tampone mantenendo più a lungo la temperatura.
Per concludere non ci rimane che installare la tenda blocca calore.
La tenda è stata realizzata con del semplice materiale plastico semi-rigido, una tovaglia di plastica, che poi abbiamo tagliato a listoni.


Questa è la tovaglia


Questi sono i listoni di larghezza 200 mm. Sono stati fissati sovrapponendoli, ogni dieci centimetri circa, per diminuire le fessure tra un listone e l'altro.
I listoni sono stati poi fissati nella parte superiore della cella con colla.


E voilá il gioco è fatto.


Questo semplice espediente servirà durante l'apertura delle porte mantenere all'interno il più possibile la temperatura.
Ora non ci rimane che cominciare a riempirla.