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Automatisierter Spanferkelgrill

Spanferkel_Griller

Militanter Veganer
Hallo miteinander,

wir sind Studenten der Mechatronik an der Universität Stuttgart und arbeiten zurzeit an einer Projektarbeit, dem automatisierten Spanferkelgrill. Wir hatten den Grill vor einem Monat in Betrieb und haben ein Ferkel gerillt. Nun wurde es aber trotz langer Grilldauer (ca. 11h) nicht richtig durch. Deswegen ein Beitrag in diesem Forum, wir hoffen hier ein paar Tipps für besseres Grillergebnis zu bekommen.

Zum Grill:
Der Grill wird mit Holz beheizt und besitzt einen verfahrbaren Feuerkorb, der im Abstand von 30-60cm zum Schwein mithilfe eines Motors verfahren werden kann. Auch die Spießgeschwindigkeit kann geregelt werden. Es sind außerdem mehre Sensoren angebracht, ein Temperatursensor für die Kerntemperatur des Schweins, zwei für die Temperatur des Feuers im Feuerkorb, sowie ein Infrarotsensor für die Oberflächentemperatur am Spanferkel. Mithilfe dieser Sensoren und einer SPS-Steuerung kann der Grill eine Vorgegebene Oberflächentemperatur des Spanferkels regeln, was soweit auch gut funktioniert.

Der Grillvorgang:
Wir begannen morgens um halb 10 bei ca. 10°C Außentemperatur das Ferkel zu Grillen es war zu Beginn roh und am Bauch zugenäht. Während des Grillens haben wir die Oberflächentemperatur immer so ca. 40°C höher regeln lassen als die derzeitige Kerntemperatur des Schweins war. Die Kerntemperatur stieg anfangs auch sehr gut an, doch als sie bei ca. 50°C angelangt war stieg sie nur noch sehr langsam (ca. 2°C pro Stunde). Gegen Ende haben wir dann die Oberflächentemperatur konstant auf ca.110°C gehalten. Zuletzt, so ca. um 21 Uhr war das Spanferkel zwar in der Mitte durch und auch sehr lecker, aber an den Schenkeln wurde es einfach nicht gar.

Hat jemand hier Erfahrung mit Spanferkeln, oder weiß wie die Oberflächentemperatur sich am besten verhalten sollte, sodass das Schwein letztendlich innen durch ist, aber außen nicht schwarz wird?

Wie stark sollte man einen Spanferkelgrill einheizen? (wir hatten immer so ca. 4-5 Holzscheite pro Seite im Feuerkorb)

Anbei noch ein Bild des Grills, sowie der Kerntemperaturverlauf unseres Spanferkels.
(Am Ende haben wir die Kerntemperatur an verschiedenen Stellen gemessen, daher die starken Temperaturschwankungen)

Bild1.jpg
Kerntemperatur.jpg

Wir freuen uns auf eure Antworten.



Gruß
Simon & David
 

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Grappaschlucker

Peka-Dealer
5+ Jahre im GSV
Für mich irgendwie logisch: Das Schwein ist an der Schulter und an den Schinken am kräftigsten gebaut. Natürlich braucht es da dann auch wesentlich mehr Energie, als am Rücken und am Bauch.
Ihr müßt das Feuer vorne und hinten entsprechend größer machen als in der Mitte.
Außerdem geht bei Euch die komplette Hitze nach oben weg, weil der Grill oben offen ist. Das Schwein wird also bei Euch nur "Infrarot" gegrillt.
Macht den Grill oben , an den Seiten und wenn möglich auch vorne zu, daß die Hitze drin bleibt.
Ich hab meinen Ferkelreaktor so gebaut und mach eine 20kg Sau in 5-6Std.
 

holledauer

Fernsehkoch
10+ Jahre im GSV
110 °C auf der Oberfläche, meiner Meinung nach viel zu wenig, obwohl, eigentlich die ideale Temperatur um PP zu machen... :-)
 

Hellboy76

Grillkaiser
5+ Jahre im GSV
@Grappaschlucker hat es eigentlich schon erklärt. Ihr bekommt immer nur da Hitze wo das Feuer ist. Bei einem geschlossenen Grill ist es um das ganze Spanferkel herum heiß. Eure Sau wäre auch irgendwann fertig geworden, aber das hätte sicher noch einige Stunden gedauert. Eure Hitzeseite muss ja ständig gegen die Umgebungstemperatur ankämpfen. Und je höher die KT ist desto höher ist der Energiebedarf um das Fleisch weiter zu erhitzen...
So sieht der Grill bei uns aus. Sau mit 80 Kilo dauert etwa zwölf Stunden...

IMG-20140705-WA0004.jpg


Gruß,

Hellboy76
 

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hesse64

Bundesgrillminister
5+ Jahre im GSV
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Ich sage immer, man soll das ganze nicht zu technich machen, grillen ist Handwerk :-)
Wenn man die Hand ca 4 Sekunden zwischen die Glut und die Wutz halten kann ist die Temperatur ok.
Irgendwann zwischen 50 und 60 C° kommt immer der Punkt wo die Temperatur ganz langsam hoch geht, das dauert fast eine Stunde, dann geht es wieder schneller.
Am Ende richtig Gas geben damit die Kruste schön poppt.
Ich habe mir mittlerweile auch ein "Dach" gebaut, so geht nicht die ganze Hitze weg.
Ein Ferkel von 25 KG bekomme ich auf dem Grill in 5-6 Stunden hin, das liegt auch viel an der Aussentemperatur.
 

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1.Tenor

Militanter Veganer
Hallo zusammen,

sieht ja interessant aus, euer Grill.
Eine Frage, wird das Brennmaterial auch automtisiert zugeführt? Dann wäre es komplett.
Zu eurem Problem kann ich auch nur sagen, dass ein Deckel die beste Lösung ist. Die Wärme bleibt da, wo sie sein soll, und Brennmaterial kann man dadurch auch sparen.

Hier mal drei Fotos von meinem Grill an denen man drei Deckelstellungen sehen kann, die ich benötige ( 1.nach vorne um Brennmaterial nachlegen zu können; 2.geschlossen zum grillen; 3. nach hinten geöffnet zum beladen, schauen etc.):
grillen_Web-1.jpg
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schraubermax

Putenfleischesser
Hallo zusammen,

sieht ja interessant aus, euer Grill.
Eine Frage, wird das Brennmaterial auch automtisiert zugeführt? Dann wäre es komplett.
Zu eurem Problem kann ich auch nur sagen, dass ein Deckel die beste Lösung ist. Die Wärme bleibt da, wo sie sein soll, und Brennmaterial kann man dadurch auch sparen.

Hier mal drei Fotos von meinem Grill an denen man drei Deckelstellungen sehen kann, die ich benötige ( 1.nach vorne um Brennmaterial nachlegen zu können; 2.geschlossen zum grillen; 3. nach hinten geöffnet zum beladen, schauen etc.):
Anhang anzeigen 1001471 Anhang anzeigen 1001472 Anhang anzeigen 1001473
 

schraubermax

Putenfleischesser
Richtig cool dein Teil. Werd neidisch das zu betrachten. Meiner hat erst nur ein dach5
 

schweinetöter

Grillkönig
10+ Jahre im GSV
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Oben Deckel drauf, dann brauch ne 45 kg Sau bei mir ca. 6 Stunden
 

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PuMod

5+ Jahre im GSV
Foto des Monats
wir sind Studenten der Mechatronik an der Universität Stuttgart und arbeiten zurzeit an einer Projektarbeit, dem automatisierten Spanferkelgrill.

Baut doch mal den Millenium Falken. Grillen kann doch jeder :-)

Hat jemand hier Erfahrung mit Spanferkeln, oder weiß wie die Oberflächentemperatur sich am besten verhalten sollte, sodass das Schwein letztendlich innen durch ist, aber außen nicht schwarz wird?

Also folgende Ansätze würde ich durchdenken.

Das Feuer im Bereich der Schultern und Keulen stärker Brennen lassen. Wenn man von unten feuert, erinnert das Glutbett an eine Knochenform. Dies sollte an der Seite auch gelingen. Vielleicht hilft ein Glutbett aus Brekkies vorne und hinten da bereits.

Eine Haube, welche zum einen die Strahlung reflekiert, als auch die erhitzte Luft zurückhält erleichert das Garen sehr.

Ohren, Vorderläufe und Hinterläufe an den Knien/ Ellenbogengelenken abtrennen.

Die empfindlichen Bereiche in den ersten Stunden mit Alufolie abdecken, dann werden diese auch nicht schwarz.

Gegen Ende die Temperatur hochfahren um die Kruste zu poppen.

Tipp: unter die Sau GN Behälter mit Klößen oder Sauerkraut geben und den auslaufenden Bratensaft darin auffangen. Weniger Putzarbeit. Mehr Geschmack.
 

GustavBoxer

Militanter Veganer
Mann, hier wird`s interessant. Ich bin dabei eines neues Schweinchenkarussel zu entwerfen und habe an andere Stelle schon so`n paar Fragen losgelassen und auch dufte Antworten bekommen. Von daher kene ich schon einige von euch. Zum Eingangsthread ist ja alles gesagt, denke ich. Deckel drüber ist wohl mit das Wichtigste. Aber hier sehe ich Dinge, die echt interessant sind.
@ 1.Tenor. Kannst Du mir sagen wie Du das mit dem Antrieb gemacht hast. Motor - welche U/min von Haus aus und wie hast Du die Untersetzung hinbekommen / berechnet? Also wie die U/min Antrieb auf 6 bis 8 U/min Abtrieb berechnet? Ne echt interessante Lösung ist das "Schwenkdach". Das macht Sinn, Respekt Herr Specht!
@ Schweinetöter. Wir kennen uns ja schon aus anderen Threads. So wie Deiner wird meiner wohl auch aussehen- oder ähnlich. Ich möchte kein V2A nehmen. 1. weil ich das nicht schweissen kann. 2. wegen des Saubermachens. V2A muss immer super-sauber wie geleckt aussehen, nicht das ich meinen dann vergammeln lassen will, aber so wqie geleckt will ich ihn nixcht schrppen. Mein jetziger ist viele Jahre alt und hat... ich weiss nicht genau .... so 40 bis 50 Spoafackelchen Karussel fahren lassen. Dementsprechend verbraucht ist er nun. Allerdings möchte ich ihn auch nach vorne hin schliessen. Und möchte ihn auch auf einen Hänger stellen - allerdings viiieeel kleineren Hänger als Grappaschlucker`s Hänger. Nur für eine Sau.
Gruss GuBo
 
G

Gast-1jZqf6

Guest
Hallo Simon,
hallo David,
vorweggenommen: ich vermute das Problem liegt am anderen Ende des Messfühlers...und wen der viele Text nervt - einfach nach unten scrollen:rolleyes:

.....hm - ihr seid bisher ein bissle sparsam (...:D die Schwaben halt...) mit aussagekräftigen Details (Fotos & relevante Daten). Warum nur ein einziges Foto, habt ihr Angst vor Raubkopierer? Je detailierter der Input, desto weniger "Kaffesatzleserei" im Output.
Schade, dass ihr erst JETZT den Weg zu einem Thead gefunden habt um Informationen einzuholen - im Vorfeld hättet ihr euch sicherlich Fehlschläge durch rege Nutzung der Suchfunktion ersparen konnen. Auf viele Eurer Fragen hättet ihr in geposteten Beiträgen Antworten bekommen. Ein kurzes Anmelden um einen Fragethread zu posten ist natürlich bequemer, als sich durch mehrere Treads zu arbeiten....ist schon klar... aber unter Grillsportlern wird sich gerne geduldig geholfen...

und haben ein Ferkel gerillt
  • Wie hoch war das Schlachtgewicht, und
  • mit welcher KT kam es auf den Spies?
Gemessen natürlich mit einen Stechthermometer, welches für Fleisch ausgelegt ist (Hygiene, Messgenauigkeit, Glaubwürdigkeit, Praxistauglichkeit), wobei die Hauptprobleme schien mir am anderen Ende des Messfühlers zu liegen...
Warum sinkt - trotz Hitzeeinwirkung - die KT kontinuierlich ab? Vermutlich weil die Position des Messfühlers nach und nach korrigiert wurde, nachdem man bemekt hat, dass die Aussagekraft der Werte nicht glaubhaft war. Warum lag die KT um 10:00uhr (also nach 1,5 Std Grillzeit) noch bei 8°C? Das lässt folglich den Schluss zu, dass ihr versäumt habt, das Schlachttier rechtzeitig aus der Kühlung zu nehmen, um es nicht "Kühlschrankkalt" auf dem Grill zu drehen.

Wir begannen morgens um halb 10 bei ca. 10°C Außentemperatur
  • Welche Windverhältnisse
Die zu Seite wehende Rauchfahne lässt die Vermutung zu, dass es zumindest nicht windstill war. Zusammen mit der frischen Aussentemperatur keine optimalen Voraussetzungen für einen KURZEN Garverlauf

Der Grill wird mit Holz beheizt
  • Mit WELCHEM Holz? War es für die Grillerei geeignet? Wie lange gelagert? Trocken?
Geeignet ist trockenes Holz von der Buche, aber auch Obstholz wie Apfel, Birne Kirsche, Zwetschge und Pfirsich liefert gute Ergebnisse. Rebstöcke, Hickory oder Mesquite sind ebenfalls geeignet. (wobei ich von letzteren nicht ernsthaft ausgehe).
  • Mit welchem Verhältnis Glut /Feuer
Bei der offenen Bauart, für die ihr euch entschlossen habt, wird nicht durch Umlufttemperatur gegart - sondern durch die Infrarotstrahlung der Glut. Die Flamme des Holzfeuers gibt den grössten Teil der Wärmeenergie ungenutzt nach oben ab, nur ein geringer Teil wird zur Seite abgestrahlt (kann man selber mit der Hand feststellen...) Also wird Glut benötigt. Ordentlich viel Glut. Davon habe ich auf dem einzig bereitgestellten Foto nicht viel erkennen können. (Erneut mein Hinweis auf die Input /Output-Relation)
Wie stark sollte man einen Spanferkelgrill einheizen? (wir hatten immer so ca. 4-5 Holzscheite pro Seite im Feuerkorb)
...offensichtlich zu wenig (Tip: ein Hintergrund mit Schamottsteinen im Feuerkasten hat einen positiven Effekt auf das Brandverhalten des Feuers und gibt zusätzliche Infrarotwärme an das Gargut ab. Noch ein Tip: Durch bessere Abschottung unter dem Kohlekorb nach unten vermeidet man nach unten fallende Glutbrocken - die beiden Blechlein darunter erscheinen mir unterdimensioniert)

Mithilfe dieser ... SPS-Steuerung kann der Grill eine Vorgegebene Oberflächentemperatur des Spanferkels regeln
Während des Grillens haben wir die Oberflächentemperatur immer so ca. 40°C höher regeln lassen als die derzeitige Kerntemperatur des Schweins war
  • Welche Oberflächentemperatur wurde dieser SPS Steuerung vorgegeben? War die dafür massgebliche KT richtig? Wie wurde der Wert KT+40 ermittelt?
Vermutlich war der Feuerkorb einfach nur zu weit weg vom Spiess, weil (ich erinnere: das Problem liegt am anderen Ende des Messfühlers:whip::fleig:) einfach eine zu niedrige Zieltemperatur eingegeben wurde...

Gegen Ende haben wir dann die Oberflächentemperatur konstant auf ca.110°C gehalten
  • Wo wurde der KT Messer platziert? Das Foto zeigt den KT in der Keule - aber wie weit war die Messspitze vom Knochen weg?
Bei 110 weniger 40 müsste die KT also bei 70°C gewesen sein. Bei 72°C ist die Koagulation abgeschlossen, das heisst für Schwein: Garpunkt erreicht. (Für manche Rohfleischesser hier im Forum schon weit vorher :D)
Warum war das Schwein also nicht durch? Kann nur an der falschen Platzierung des KT Messfühlers gelegen haben. (Ich erinnere: das Problem liegt am anderen Ende des Messfühlers:domina:o_O)
Der für die Abstandsteuerung verantwortliche Messfühler muss logischerweise in dem am längsten zu garende Fleischstück stecken, aber an der richtigen Stelle, wie soll ich sonst von aussen wissen ob die Keulen durchgegart sind?

weiß wie die Oberflächentemperatur sich am besten verhalten sollte
Ich wüsste keinen hier im Forum der jemals auf die Idee käme die Oberflächentemperatur mit IR-Messer zu erfassen (ausser spasseshalber technikverliebte Gimmickfreaks:D), weil sich allein schon durch öffnen der Augen gut die Problemzonen erfassen lassen: Da wo es dunkel wird muss man das Gargut schützen - meist mit Alufolie (wenn man schon eine deutliche Bräunung zu einem für den gesamten Garverlauf zu frühen Zeitpunkt feststellt) oder (was hier schon richtigerweise mehrfach angesprochen wurde) durch die "Knochenform" des Glutbetts.
Aber als angehender Diplom-Mechatroniker muss man wohl die Augen und manuelle Steuerung durch Sensoren und PC gesteuerte SPS Steuerung ersetzen.
Also dort wo am meisten Hitze benötigt wird, muss man auch am meisten Hitze bereitstellen - an den Keulen und Schultern (Jeweils im Verhältnis des Gewichts - weil das die Gardauer beeinflusst)

Die Art der Fixierung der Sau auf dem Spiess ist ebenfalls nicht optimal. Sie ist gefüllt und zugenäht (es spricht nichts dagegen) aber die Keulen/Schultern sind in dieser Fixierung zu nah zusammen. Sie ermögliche nur ein Einwirken der Hitze auf den äusseren Teil der Fleischteile. Wenn durch Querstäbe am Spiess eine offene Grillposition erreicht wird (vgl "Kreuzigungsposition"). kann die Hitze auch an die inneren Teile der Keulen gelangen und gart diese schneller durch.

Der Wert von kümmerlichen 110°C ist natürlich sehr wenig - die grillerei findet grundsätzlich bei höhern Temperaturen statt. Das Aufpoppen der Haut findet erst ab Oberflächentemperaturen oberhalb 175°C statt. Um die zu erreichen muss am Schluss des Garprozesses die Glut nochmal richtig Leistung bringen (vgl das Fritieren der knusprigen Asiatischen Krabenchips "Krupuk" im 180°C heissen Friteusenfett).

Hier ein paar Archivfotos vom Einsatz meines Spiessgrills:
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5523_s1034124_1.jpg

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Also Zusammfassend meine Verbesserungsvorschläge:
  • geeigneter Messfühler in geeignete Stelle einstechen (dickste Stelle an der Keule, aber nicht zu dicht am Knochen, denn der verfälscht das Ergebnis)
  • geeignetes Feuer/Glutverhältnis, Knochenform des Feuers ermöglicht bei den Keulen und Schultern mehr Hitze (als am Bauch), wichtig: höheres Glutbett, das Feuer produziert jediglich die zum garen benötigte Glut, die Feuer-Hitze entweicht grossteils nach oben.
  • geeigneter Feuerkasten, evtl mit Trennblechen arbeiten, mit schamottierter Rückwand
  • geeignete Umhausung (die offene Bauform lässt gerade bei kalter und/oder windiger Witterung die meiste Energie nach oben abziehen) Also Dach weiter runter, Seiten zu, gut wäre auch Klappe vorne
  • geeigneter Abstand Feuerkorb-Gargut (offenbar war es zuwenig)
  • geeignete Drehgeschwindigkeit (bei zu langsamer Drehzahl kühlt die feuerabgewante Seite zu stark ab, mit 4 bis 6 U/min habe ich gute Erfahrung gemacht)
  • geeignete Fixierung des Schweins auf dem Spiess (an den Füssen auseinandergespreizt sodass die Hitze beidseitig auf Keule und Schulter einwirken kann)
  • geeignete Ausgangskerntemperatur: Das Schwein einige Stunden vor Grillbeginn aus der Kühlung nehmen, um die KT zu erhöhen.
Und erlaubt mir noch eine Anmerkung zum Schluss:
wir hoffen hier ein paar Tipps für besseres Grillergebnis zu bekommen
...und das zurecht, hier gibt es viele im Forum die mit Spass am tüfteln von Grillgeräten sowie mit Leidenschaft und Freude an der Zubereitung von gegrilltem viiiiiel Mühe, Zeit und auch Geld investieren und ihre Erfahrungen (positive wie negative) gerne an andere Grillkameraden weitergeben. Davon lebt dieses Forum, es ist ein Nehmen und Geben, ein lebendiger Austausch mit viel Fotos, Know-How und positiven Kommentaren. Und man hilft sich gerne gegenseitig und ist an Detaillösungen interessiert die ein anderer vielleicht einfacher / besser gelöst hat. Das habt ihr erkannt und nutzt es gerne - leider nur als Einbahnstrasse.
Jetzt habt ihr euch seit dem anmelden und schreiben dieses Posts am 9.Februar (also beinahe seit 8 Monaten) nicht ein einziges mal hier in diesem Thread gemeldet und eine Rückmeldung oder eine Wertschätzung in irgendeiner Art abgegeben - was ich sehr bedauerlich finde.

....vielleicht könnt ihr euch doch noch zu ein paar pics und comments aufraffen...;)
 

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Brat-wurst

Grillkaiser
5+ Jahre im GSV
Ich vermute mal das es den Jungs mehr um die technischen Spielerein ging und das arme Spanferkel nur das Versuchsobjekt war, ohne das es wirklich ums grillen des Ferkels ging.

Und schade, wie schon schrieb, das hier nur 1 Beitrag/Frage von euch kam. Da sich ja doch Mühe gemacht wird euch zu helfen.
Also... so wie ich schon vermutet habe nur tech. verspiele Jungs....keine Griller :confused:
 
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