NL1003225C2 - Werkwijze voor het reinigen van apparatuur die toegepast is bij het brouwen van bier. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het reinigen van apparatuur die toegepast is bij het brouwen van bier.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het reinigen van apparatuur die toegepast is bij het brouwen van bier en meer in het bijzonder op het reinigen van filters, zoals membraanfliters voor het filtreren van restbier en 5 uitgelagerd bier.

Bij het brouwen van bier doet zich veelal het probleem voor dat apparatuur na een zekere periode gereinigd moet worden, omdat componenten uit het bier geadsorbeerd of geabsorbeerd worden, danwel neerslaan op de apparatuur, 10 hetgeen ongewenst is. Dit kan namelijk enerzijds aanleiding zijn tot verstoring van de werking van de apparatuur en anderzijds de kwaliteit van het eindprodukt beïnvloeden.

Het gaat hierbij om apparatuur die gebruikt wordt bij het bereiden van mout, het omzetten van mout en/of 15 ongemout in wort en het verder verwerken van de wort, al dan niet onder toevoeging van extra componenten zoals hop, door fermentatie tot bier, alsmede alle hulpapparatuur die daarbij toegepast wordt en in contact komt met hoofd- of bij stromen uit deze processen.

20 Een voorbeeld van het verstoren van de werking van de apparatuur vindt men bij de diverse filters die gebruikt worden, bijvoorbeeld de filters voor het filtreren van uitgelagerd bier, gesepareerd restbier, maar ook de wort-bostelscheiding, hete trubscheiding en koude 25 trubscheiding. De capaciteit van dergelijke filters, de flux, neemt in de loop van de tijd af, hetgeen uiteraard ongewenst is. Dit speelt vooral een rol als men gebruik maakt van membraanfliters. Deze capaciteitsafname is gedeeltelijk tegen . te gaan door terugspoelen van het filter. Dit is na verloop 1 0 0 3 2 25 2 van tijd echter niet voldoende en men dient derhalve het filter te reinigen.

Uit nader onderzoek is gebleken, dat de apparatuur en meer in het bijzonder de filters verontreinigd raken met 5 een combinatie van allerlei verbindingen, waarvan polysacchariden, oligosacchariden, eiwitten, β-glucanen en polyfenolen de belangrijkste zijn.

Conventionele reinigingstechnieken, bijvoorbeeld gebaseerd op gekatalyseerde of ongekatalyseerde oxidatie, 10 bijvoorbeeld met een peroxide/metaal (mangaan)complex hypochloriet of hypobromiet, voldoen niet, hetgeen zich daarin uit, dat de flux niet tot de oorspronkelijke waarde, of dicht daarbij, hersteld kan worden. Ook de toepassing van detergentia of enzymen, zoals proteases, carbohvdrases, 15 amylases, pullulanases, proteases en lipases, leidt niet tot de gewenste resultaten.

Er is derhalve behoefte aan een efficiënt reinigingssysteem voor het reinigen van apparatuur voor het brouwen van bier, welk systeem in staat is een goede reiniging 20 te bewerkstelligen, hetgeen bij voorkeur binnen korte tijd (15-30 min) moet gebeuren en waarbij in hoofdzaak alle verontreinigingen verwijderd worden.

De uitvinding is gebaseerd op het verrassende inzicht dat het mogelijk is verontreinigingen afkomstig van 25 het brouwen van bier te verwijderen van apparatuur, die daarmee verontreinigd is, door toepassing van een reinigingssysteem op basis van een combinatie van een cyclische nitroxylverbinding en een hypohaliet.

De uitvinding betreft derhalve een werkwijze voor 30 het reinigen van apparatuur die toegepast wordt bij het brouwen van bier, waarbij genoemde apparatuur na gebruik in contact gebracht wordt met een reinigings-systeem, dat gebaseerd is op de combinatie van een cyclische nitroxylverbinding en een hypohaliet in waterige oplossing.

35 Bij voorkeur is de cyclische nitroxylverbinding een gesubstitueerde piperidine, zoals 2,2,6,6-tetra-methyl- 10 0· 3 piperidine-W-oxyl (TEMPO). Dit is een in de handel verkrijgbare verbinding (CAS reg. nr. 2564-83-2).

In combinatie met een hypohaliet, bijvoorkeur een hypobromiet, is het mogelijk onder toepassing van katalytische 5 hoeveelheden TEMPO een snelle verwijdering van verontreinigingen te verkrijgen. Het hypobromiet wordt bij voorkeur gevormd uit hypochloriet en alkalimetaalbromide (liefst NaBr), zodat men het reactiesysteem volgens figuur 1 verkrijgt. Opgemerkt wordt, dat de voorkeur gegeven wordt aan 10 de toepassing van bromiet aangezien dat een aanzienlijk kortere reinigingstijd geeft dan het chloriet.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt liefst uitgevoerd door een waterige oplossing van de nitroxylverbinding, zoals de diverse nitroxideradicalen, 15 bijvoorbeeld 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl (TEMPO), 4-oxo'2,2,6,6-tetra-methylpiperidine-N-oxyl (OTEMPO), 4-hydroxy-2,2,6,6-tetra-methylpiperidine-N-oxyl (TEMPOL) en andere derivaten met hetzelfde 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-A'-oxyl-(TEMPO)-skelet, evenals derivaten op basis van 20 4,4-dimethyloxazolidine-W-oxyl (DOXYL) en 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-W-oxyl (PROXYL), en het hypohaliet in water in contact te brengen met de verontreinigde apparatuur.

De concentratie van de cyclische nitroxylverbinding 25 is liefst gelegen tussen 1 en 250 mg/1, meer in het bijzonder tussen 2 en 25 mg/1. Dergelijke concentraties aan nitroxylverbinding kunnen goed gecombineerd worden met hypohaliet (0Br~ of 0C1") concentraties van ten minste 0,5 g/1, bij voorkeur 0,75 tot 10 g/1. In het geval men een systeem op 30 basis van hypochloriet, alkalimetaal bromide en de nitroxylverbinding gebruikt is de hoeveelheid bromide beduidend lager dan de hoeveelheid hypochloriet. Aangezien het bromide geregenereerd wordt kan bij bovenstaande concentraties van de nitroxylverbinding volstaan worden met bromide gehaltes 35 (berekend als Br) van niet meer dan 1 g/1.

In een kenmerkende werkwijze wordt een katalytische hoeveelheid TEMPO toegepast. Zeer kleine hoeveelheden van de 10 0 3 1 4 cyclische nitroxylverbinding zijn maar nodig, aangezien deze functioneert als katalysator voor de vorming van de actieve oxidator, het hypohaliet, uit hypohalogenide.

Opgemerkt wordt in dit verband, dat het onderhavige 5 systeem van cyclische nitroxylverbinding en hypohalogenide op zich bekend is, bijvoorbeeld uit WO-A 95/07303. In deze publicatie wordt de oxidatie van koolhydraten met primaire hydroxylgroepen beschreven. Op geen enkele wijze blijkt daar echter uit, dat dit systeem bruikbaar is voor het verwijderen 10 van verontreinigingen van uit brouwerij-apparatuur, waarbij de aard van de verontreinigingen zo divers is als hierboven aangegeven. Dit is des te meer verrassend, omdat de conventionele reinigingsmethoden op basis van hypohaliet niet het gewenste effect bereiken.

15 De uitvinding is toepasbaar op alle apparatuur die gebruikt wordt bij het bereiden van bier en die in contact komt met de hoofdstroom en/of de nevenstromen van de produktie. Meer in het bijzonder is de uitvinding toepasbaar bij het reinigen van filters die gebruikt zijn voor het 20 filtreren van uitgelagerd bier, gesepareerd restbier, maar ook de wort-bostelscheiding, hete trubscheiding en koude trubscheiding.

Het contact tussen reinigingsvloeistof en apparatuur kan zowel statisch als dynamisch geschieden, dat wil zeggen 25 dat de vloeistof ofwel stil staat, danwel de apparatuur doorstroomt. Geschikte contacttijden liggen tussen 5 min en 2 uur, waarbij deze tijden uiteraard mede afhangen van de mate van vervuiling, de concentratie van de componenten (meer in het bijzonder de nitroxylverbinding) en de temperatuur.

30 De pH van de reinigingsvloeistof wordt bij voorkeur in het alkalische gebied gehouden. Dit is in de praktijk een waarde gelegen tussen 7 en 12. Bij gebruik van alleen hypochloriet in combinatie met de nitroxylverbinding zijn zelfs zwak zure pH-waarden mogelijk (pH>6) Aangezien de 35 reiniging gepaard gaat met de vorming van organische zuren kan de reiniging gestuurd worden aan de hand van de hoeveelheid loog die benodigd is voor het in stand houden van de 1003?? 5 ingestelde pH. Zodra het loogverbruik sterk terugloopt, ook na dosering van HOCl/HOBr, kan geconstateerd worden, dat de reiniging beëindigd is. Dit systeem heeft het grote voordeel, dat men kan volstaan een lage concentratie oxidant, zodat 5 aantasting van apparatuur en onderdelen verminderd, of zelfs geheel vermeden kan worden.

Na de reiniging wordt de apparatuur gespoeld en kan deze weer gebruikt worden.

De uitvinding wordt thans toegelicht aan de hand van 10 enkele, niet beperkende, voorbeelden.

VOORBEELD 1

Met behulp van een module voor het filtreren van 15 uitgelagerd bier, welke voorzien was van een ongebruikt membraanfilter werd gedurende enige tijd uitgelagerd bier gefiltreerd met een druk van 0,3 bar. De flux van het bier werd daarbij op een aantal tijdstippen bepaald (A).

Vervolgens werd het filter gedurende 24 uur 20 gereinigd met een oplossing die 4,5 g/1 HOCl, 35 mg/1 NaBr en 15 mg/1 TEMPO bevatte. Na de reiniging werd de proef herhaald (B). Deze cyclus werd vervolgens nog één maal uitgevoerd (C). In de navolgende tabel zijn enkele resultaten samengevat.

25 Tabel

Flux (1/uur/bar/m2)

Tijd (min) ABC

30 20 1100 1100 1400 30 850 1050 1100 1 ü u,

Claims (10)

1. Werkwijze voor het reinigen van apparatuur die toegepast wordt bij het brouwen van bier, waarbij genoemde apparatuur na gebruik in contact gebracht wordt met een reinigings-systeem, dat gebaseerd is op de combinatie van een 5 cyclische nitroxylverbinding en een hypohaliet.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij filters die gebruikt zijn voor het filtreren van gelagerd bier en/of gesepareerd restbier gereinigd worden.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij 10 membraanfliters gereinigd worden,

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, waarbij de cyclische nitroxylverbinding in een katalytische hoeveelheid toegepast wordt.

5. Werkwijze volgens conclusie 1-4, waarbij als 15 cyclische nitroxylverbinding gebruikt gemaakt wordt van 2,2,6,6-tetra-methvlpiperidine-W-oxyl.

6. Werkwijze volgens conclusie 1-5, waarbij een hypobromiet toegepast wordt als hypohaliet.

7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, waarbij een 20 combinatie van hvpochloriet en een alkalibromide toegepast wordt als hypohaliet.

8. Werkwijze volgens conclusie 1-7, waarbij het reinigingssysteem als waterige oplossing gebruikt wordt.

9. Werkwijze voor het brouwen van bier in daartoe 25 geëigende apparatuur, waarbij deze apparatuur regelmatig gereinigd wordt onder toepassing van de werkwijze volgens één of meer van de conclusies 1-8.

10. Toepassing van een reinigings-systeem, dat gebaseerd is op de combinatie van een cyclische nitroxylverbinding en 1003225 een hypohaliet, voor het reinigen van apparatuur die gebruikt wordt voor het brouwen van bier. 1 0 0 3 7