Nederlanders (en Belgen) houden van bier. En ondanks dat de bierverkoop in 2020 door de coronacrisis met 14% daalde, zullen bierliefhebbers altijd van een goed glas bier blijven genieten. Het wegvallen van omzet is voornamelijk het gevolg van het sluiten van de horeca en het wegvallen van evenementen. Bijna 50% van de Nederlanders drinkt wel eens bier en we consumeren het gerstenat nu dus vooral thuis. In Nederland hebben we volgens de statistieken van Stichting Erfgoed Nederlandse Biercultuur op dit moment 826 brouwerijen. In 2020 kwamen er 88 nieuwe brouwerijen bij en zijn er 49 gestopt. En met al die, veelal kleine, bierbrouwerijen in ons kikkerlandje is het de hoogste tijd om de filtratietechnologie die bij het brouwen van bier wordt ingezet te bespreken.
Filtratie in het brouwproces
Het lijkt me het handigste om de verschillende stappen in het brouwproces waar filtratie wordt toegepast te behandelen aan de hand van het processchema dat je hieronder ziet.
De filtratiestappen die in de procestekening zijn benoemd, licht ik hieronder verder toe.
Clarificatie na fermentatie
Tijdens het fermentatieproces worden, met behulp van gist, suikers uit graan omgezet in alcohol. Dit proces zorgt ervoor dat er veel gist- en celresten overblijven die door middel van een filtratie verwijderd moeten worden. Hiervoor worden filters ingezet die een hoge vervuilingsgraad aan kunnen. Over het algemeen wordt het beste resultaat behaald door gebruik te maken van een platenfilter in combinatie met diatomeeënaarde. Diatomeeënaarde heeft een aantal unieke absorptie-eigenschappen die zeer gewenst zijn in deze stap van het filtratieproces. Een alternatief voor deze stap zou bijvoorbeeld een modulefilter kunnen zijn. Cellulosefilters geven ook de hoge “dirt-holding-capacity” die nodig is in deze stap. Daarnaast hebben deze filters ook de absorberende eigenschappen van diatomeeënaarde die platenfilters zo geschikt maken.
Een bijkomend voordeel van een modulefilter is dat je deze makkelijk en snel kunt wisselen en opruimen. Hierdoor verspil je geen kostbare tijd die je beter aan het brouwen kunt besteden. Wanneer er gebruik wordt gemaakt van diatomeeënaarde loop je het risico op ‘unloading en/of bypassing’ (unloading – het loslaten van het eerder opgevangen deeltjes en/of het filtermiddel. Bypassing – een ongewenste flow van vuile zijde direct naar de schone zijd,e zonder dat het gefilterd is. Daarom wordt deze filtratiestap vaak gevolgd door een 5µm (micron) filter als zekerheid en ter bescherming van de volgende filtratiestappen. Dit ‘politiefilter’ kan zowel een dieptefilter als een geplisseerd filter zijn. Eén ding dat altijd goed is om in je achterhoofd te houden, is dat deze stap vergelijkbaar is met de manier waarop grote brouwerijen het uitvoeren.
Microbiële stabilisatie voor het afvullen
De meeste grotere brouwerijen maken gebruik van pasteurisatie om ervoor te zorgen dat er een microbiële stabilisatie in de fles ontstaat. Deze manier van werken is echter vaak een bijzonder grote initiële investering. Daarnaast is het verbruik van elektriciteit dermate hoog dat de kosten flink in de papieren lopen voor een kleinere craft-brouwer.
Om dit te vermijden kun je ook gebruik maken van een pre- en eindfilter. Over het algemeen wordt als eindfilter een membraanfilter gebruikt met een filterfijnheid van 0,45um. De reden hiervoor is dat bij dit micronage alle micro-organismen worden afgevangen die een smaakverandering veroorzaken (beerspoiling organisms). Over organismen die ziektes kunnen veroorzaken, hoeven we ons minder zorgen te maken, aangezien deze in bier alleen in zeer uitzonderlijke gevallen voorkomen. Omdat deze filters bijzonder accuraat zijn (hoge beta rating en dus een hoge filter efficiency) en een hoge filterfijnheid hebben, zijn ze kostbaar. Om ze te beschermen wordt vaak een geplisseerd dieptefilter met een micronage van 1µm gebruikt. Dit kan echter per installatie en biersoort verschillen en hier moet dus altijd goed naar gekeken worden voordat de keuze wordt gemaakt. Witbier heeft bijvoorbeeld wat meer aandacht nodig, aangezien dit bier veel bezinking bevat. De filters in dit deel van het proces worden vaak gereinigd en hergebruikt.
Andere essentiële processen rondom bierfiltratie
Water
Productwater: Water is het hoofdingrediënt van bier. Het wordt vaak in grote volumes gebruikt en moet voldoen aan specifieke standaarden. Dit betekent dat er goed gekeken moet worden naar waar het water vandaan komt en hoe hiermee omgegaan wordt. In Nederland is drinkwater vaak al van een dermate hoge kwaliteit dat hier niets meer aan gedaan hoeft te worden. Echter, wanneer het om bronwater gaat, moet er wel extra aandacht aan worden besteed.
Water voor het wassen van biervaten en -flessen: Wanneer je water van mindere kwaliteit gebruikt voor het spoelen van de flessen en fusten voordat je ze gaat vullen, dan is er een risico dat er ‘dingen’ in gaan groeien, die je liever niet in je bier hebt.
Water voor desinfectie: Water van >80°C wordt gebruikt om het complete systeem te desinfecteren, om zo de bioburden (mate van microbiologische besmetting van een voorwerp vóór sterilisatie) naar beneden te brengen.
Reinigings-/spoelwater: Filters die gebruikt worden bij het afvullen, worden vaak meerdere malen gebruikt. Reiniging na productie is dan ook een must om te voorkomen dat contaminaties de poriën van het filter niet verstoppen. Dit kan gedaan worden door de filters schoon te maken. Door dit goed te doen, in combinatie met een goed pre-filter, verleng je de levensduur van het filter.
Al het water dat gebruikt wordt in en rondom de stappen in het brouwproces zouden aan minimaal dezelfde kwaliteitseisen moeten voldoen als de filtratie van het eindproduct. Dat zou in dit voorbeeld 0,45µm zijn.
(Pers)lucht en gassen
(Pers)lucht en gassen zijn twee van de meer kritische applicaties die vaak vergeten worden tijdens het brouwproces. Hierbij moet zowel met deeltjes als micro-organisme rekening worden gehouden, om een hoge luchtkwaliteit te kunnen realiseren voor het eindproduct. De meeste filtermedia kunnen nat worden en hierdoor efficiëntie verliezen. Daarom wordt vaak een hydrofoob filtermedium, zoals PTFE, gebruikt tijdens de filtratie van lucht en gassen.
Tankbeluchting: Vanwege een snelle verwarming en/of afkoeling binnen in de tank zal er in korte tijd ook veel lucht verplaatst worden. Een overdruk kan een tank vaak wel aan, maar een onderdruk heeft als consequentie dat de tank implodeert. Een open verbinding naar de buitenlucht biedt een oplossing, maar levert ook een risico op van wildtypes van gisten of andere micro-organismen die airborne zijn. Hierdoor kan in korte tijd het bier compleet van smaak veranderen tijdens het fermentatieproces.
Productbeluchting: Wort moet worden belucht voor een goed fermentatieproces. Wanneer deze lucht niet van een correcte kwaliteit is, kan de kwaliteit van het bier achteruit gaan.
CO2 : CO2 wordt gebruikt in de laatste stap van het bierproces voordat de dop op de fles gaat. Door ervoor te zorgen dat de CO2 vrij is van micro-organismen en deeltjes, zorg je voor bescherming van het bier wanneer deze in de schappen ligt.
Perslucht: Perslucht direct uit een compressor bevat vaak deeltjes en vet. Daarnaast kan bij grotere installaties condensaat ontstaan in de compressietank dat een perfecte leefomgeving is voor verschillende soorten schimmels en bacteriën. Als perslucht direct in contact komt met het product, dan moet je ervoor zorgen dat deze van excellente kwaliteit is. Daarnaast wordt perslucht ook vaak gebruikt om pompen en kleppen aan te sturen. Deeltjes in de perslucht zorgen dan voor een snellere slijtage. Of je de olie-aerosols eruit wilt halen, is afhankelijk van de kleppen en de pomp. Over het algemeen hebben pompen die ouder zijn dan 10 jaar dat beetje olie nodig als smering, maar wanneer ze jonger zijn, ligt het echt aan het type pomp.
Maak de juiste keuze
Ik hoop met het doorlopen van het brouwproces een beeld te hebben gegeven van het belang van de juiste filters voor de verschillende fases van het proces. Een filter is niet zo één, twee, drie gekozen. Het is altijd verstandig om voordat je tot aankoop over gaat eerst met een filtratiespecialist je brouwproces te doorlopen. Uiteindelijk zal het de kwaliteit van het bier ten goede komen. En dat is toch waar we het allemaal voor doen.
Bronnen:
https://www.nederlandsebiercultuur.nl/
https://www.hobbybrouwen.nl/eng-ned.html