BE1027487B1 - Bierpijpleiding, buizensysteem en werkwijze voor het brouwen van bier - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding houdt verband met een bierpijpleiding, een buizensysteem omvattende minstens één bierpijpleiding, en een werkwijze voor het brouwen van bier. De ondergrondse bierpijpleiding is geschikt voor het transporteren van bier en wort welke zich uitstrekt over ten minste 100 meter, omvattende een eerste segment en een tweede segment in hoofdzaak bestaande uit HDPE welke verbonden zijn door een lasverbinding omvattende een verdikking, waarbij ten minste één van de buisuiteinden van genoemd eerste segment en tweede segment ter hoogte van genoemde lasverbinding een verjonging omvat langs zijn binnenomtrek, bij voorkeur elk van de buisuiteinden van genoemd eerste segment en tweede segment ter hoogte van genoemde lasverbinding een verjonging omvat langs zijn binnenomtrek.

Description

Bierpijpleiding, buizensysteem en werkwijze voor het brouwen van bier De onderhavige uitvinding betreft een bierpijpleiding, een buizensysteem omvattende minstens één bierpijpleiding, en een werkwijze voor het brouwen van bier.

Stand van de Techniek De populariteit van Belgisch bier is welbekend, en gaat gepaard met een grote en toenemende vraag naar Belgisch bier in binnen- en buitenland. Dit geeft aanleiding tot het ontstaan van vele nieuwe Belgische brouwerijen, alsook tot de uitbreiding van bestaande brouwerijen.

Vele brouwerijen in België zijn gesitueerd in de directe nabijheid van steden, en sommige zijn gesitueerd in het centrum van historische Belgische steden, gekenmerkt door nauwe straten en specifieke architectuur. Brouwen in een historisch stadscentrum brengt specifieke uitdagingen met zich mee, en bemoeilijkt de uitbreiding van brouwactiviteiten. In bepaalde gevallen is de locatie ook de oorspronkelijke locatie van de brouwerij, en draagt deze locatie dus ook bij aan de uitstraling en de authenticiteit van het brouwen.

Tegelijk brengt de locatie ook diverse nadelen met zich mee, die de algemene groei van de brouwerij en het verhogen van de bierproductie in de weg staan. Vooreerst is de mogelijkheid tot ruimtelijke uitbreiding sterk beperkt, wat verhogen van productie bemoeilijkt. Aanpalende panden, inclusief wooneenheden, bieden immers meestal geen mogelijkheid voor uitbreiding van industriële activiteit, omwille van overwegingen van architectuur, ruimtelijke planning en beheer van erfgoed. Ook specifieke reglementering van de stad en/of van diverse andere partijen met betrekking tot het behoud van het historisch kader kunnen een rol spelen. Hierdoor is ruimtelijke uitbreiding van een brouwerij in een stadscentrum in de praktijk vaak niet haalbaar. Er is dan ook een nood aan ruimtelijke uitbreiding, die niet op voor de hand liggende wijze kan ingelost worden.

Tegelijk zijn de transportmogelijkheden in historische stadcentra beperkt. Waterwegen zijn alleen aangepast voor binnenvaart en kleine schepen, en de wegen over land zijn nauw en dus niet geschikt voor grootschalig industrieel transport of vrachtverkeer. Dit beperkt de mogelijkheden voor toevoer van grondstoffen en uitvoer van gebrouwen bier. Er is dan ook een nood aan een betere bereikbaarheid voor verkeer.

Een oplossing voor deze noden is een ondergrondse verbinding welke een bierpijpleiding omvat.

Dit maakt het mogelijk om minstens een deel van het totale brouwproces te laten plaatsvinden op een locatie verschillend van de locatie in het historische stadscentrum.

Het aanwenden van een dergelijke bierpijpleiding stelt evenwel nieuwe problemen, welke niet beschreven zijn in de stand der techniek.

Zo biedt de stand der techniek geen indicatie over de implementatie van een dergelijke bierpijpleiding voor het brouwen van bier en, meer in het algemeen, een ondergrondse verbinding over lange afstand met een dergelijk doel.

Ook reikt de stand der techniek geen oplossingen voor het efficiënt organiseren van het brouwproces in een dergelijke nieuwe opstelling, waarbij een ondergrondse verbinding over lange afstand aanwezig is.

Webpublicaties zoals https://fal12012scmtransportationblog. wordpress. com/2012/1 1/28/beer-pipelines/ en https://www. foodbeast.com/news/weve-found-the-8th-wonder-of-the-world-germany- has-a-beer-pipeline/ beschrijven een vijf kilometer lange pijplijn in Gelsenkirchen, Duitsland, die gebruikt wordt om afgewerkt bier toe te leveren aan een stadion.

Webpublicaties zoals https://www.dw.com/en/german-metalheads-construct-beer- pipeline-for-wacken/a-38962724 beschrijven een soortgelijke pijplijn met lengte 7 km voor het toeleveren van bier aan het Wacken Open Air Festival in Duitsland.

Deze pijplijnen zijn evenwel uitsluitend bedoeld voor het verdelen van gebrouwen bier, en bieden geen oplossing voor de hierboven aangekaarte problemen.

Doel van de uitvinding Een doel van de uitvinding is het voorzien van een bierpijpleiding geschikt voor gebruik bij het brouwen van bier, alsook een buizensysteem die ten minste één dergelijke bierpijpleiding omvat.

Een verder doel van de uitvinding is het voorzien van een werkwijze voor het brouwen van bier gebruikmakend van een dergelijke bierpijpleiding en/of een dergelijk buizensysteem, waarbij het brouwproces efficiënt gebruikmaakt van de bierpijpleiding en/of het buizensysteem.

Een bijkomende overweging hierbij is dat de voornaamste stappen van het brouwen in de locatie in het stadcentrum dienen te blijven plaatsvinden, teneinde de uitstraling en authenticiteit van het authentieke brouwen in het stadscentrum te houden.

Beschrijving van de uitvinding

Dit doel wordt bereikt met een ondergrondse bierpijpleiding geschikt voor het transporteren van bier en wort welke zich uitstrekt over ten minste 100 meter, omvattende een eerste segment en een tweede segment in hoofdzaak bestaande uit HDPE welke verbonden zijn door een lasverbinding omvattende een verdikking, waarbij ten minste een van de buisuiteinden van genoemd eerste segment en tweede segment ter hoogte van genoemde lasverbinding een verjonging omvat langs zijn binnenomtrek, bij voorkeur elk van de buisuiteinden van genoemd eerste segment en tweede segment ter hoogte van genoemde lasverbinding een verjonging omvat langs zijn binnenomtrek. Het voordeel van een dergelijke bierpijpleiding is dat deze geschikt is voor het onderhoudsvriendelijk transporteren van zowel bier als wort over lange afstand groter dan 100 meter, met verminderde noden voor onderhoud. De vloeistoffen die door de bierpijpleiding stromen, zoals bier en wort, zijn bestemd voor menselijke consumptie en stellen dus bijzondere eisen aan het buismateriaal en de las tussen diverse segmenten van de buis. HDPE is een voordelige materiaalkeuze, omdat het een superieure gladheid en wanddichtheid heeft in vergelijking met bijvoorbeeld inox. Verder heeft HDPE geen schadelijke invloed hebben op de vloeistof, en is het ook bestand tegen gangbare reinigings- en ontsmettingsmiddelen.

Een verder voordeel van de bierpijpleiding is de voordelige lasverbinding. Lasverbindingen zijn potentiële bronnen van onregelmatigheid, maar kunnen voor afstanden van meer dan 100 meter niet vermeden worden. Ook de vorm van de las is belangrijk, om turbulentie en/of segregatie ter hoogte van de las zo veel als mogelijk te voorkomen. Ook moet de vrije ruimte klein zijn, om de hygiëne van de bierpijpleiding te verzekeren, wat voordelig mogelijk is door een gelijkmatige binnendiameter, ook ter hoogte van de lasverbindingen.

De verjonging heeft hierbij het voordeel dat het turbulentie en segregatie ter hoogte van de lasverbinding helpt voorkomen. De verjonging functioneert als leemte, die tijdens het lassen gedeeltelijk en geleidelijk opgevuld raakt door delen van de verdikking. Een dergelijke verjonging maakt het mogelijk om de verdikking zoveel mogelijk in het vlak van de buiswand te houden, eerder dan een uitstulping te vormen. Zo zorgt het voor vlottere doorstroom, helpt turbulentie voorkomen, en verkleint het de randzone rond de verdikking met verminderde stroming, en helpt zo segregatie te voorkomen. Dit is in het bijzonder belangrijk bij het transporteren van wort, dat (zo goed als) vrij van alcohol is, en daardoor over het algemeen biochemisch minder stabiel is dan bier. Segregatie ter hoogte van de lasverbindingen kan de stabiliteit van bier en in het bijzonder van wort in het gedrang brengen, wat wordt voorkomen door de ondergrondse bierpijpleiding volgens de huidige uitvinding.

In een verder aspect biedt de uitvinding een ondergronds buizensysteem omvattende een ondergrondse bierpijpleiding volgens de huidige uitvinding en ten minste een mantelbuis welke genoemde ondergrondse bierpijpleiding omgeeft.

Een voordeel van een dergelijk buizensysteem 1s de eenvoud van installatie. Bij het aanleggen van een bierpijpleiding in een historisch centrum is het niet mogelijk om het volledige tracé in open sleuf te leggen, en dient een deel met grondboring aangelegd te worden. Door de hieraan verbonden trekkrachten is het moeilijk haalbaar om de bierpijpleiding rechtstreeks met gestuurde boring te plaatsen. Een beter resultaat wordt bekomen door een mantelbuis te gebruiken, aangezien deze een grotere diameter heeft en sterker is. In uitvoeringsvormen ligt de bierpijpleiding over minstens de helft van het tracé, bij voorkeur minstens 60% van het tracé, in een mantelbuis. Een verder voordeel is de bescherming van invloeden van buitenaf, waarbij de mantelbuis beschermend werkt ten opzichte van externe invloeden zoals stampen en schokken. Nog een voordeel is de beschermende werking bij thermische expansie en krimp, waarbij eventuele schade door schuring van de bierpijpleiding bij dergelijke expansie en krimp vermeden wordt, omdat deze omhullend geleid wordt in de mantelbuis.

In een verder aspect biedt de uitvinding een werkwijze voor het brouwen van bier gebruikmakend van een ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 12, omvattende ten minste de volgende stappen: - het bereiden van wort; - het verhitten van de wort naar een verhittingstemperatuur van ten minste 70 °C, bij voorkeur ten minste 90 °C; - het realiseren van een gedeeltelijke afkoeling van de verhitte wort naar een temperatuur tussen 25 °C en 40 °C; - het realiseren van een tweede afkoeling van de gedeeltelijk afgekoelde wort naar een eindtemperatuur lager dan 18 °C; - het verder bereiden van de afgekoelde wort tot genoemd bier; waarbij genoemde tweede afkoeling gerealiseerd wordt door de wort doorheen de ondergrondse bierpijpleiding te sturen volgens een transporttijd van ten minste 30 minuten;

en/of ten minste de volgende stappen: - het verstrekken van nog niet gebotteld bier van ten minste eerste fermentatie aan een temperatuur van minstens 25 °C; - het realiseren van een afkoeling van het nog niet gebotteld bier naar een 5 eindtemperatuur lager dan 18 °C; - het verder bereiden van het nog niet gebotteld bier tot genoemd bier; waarbij genoemde afkoeling gerealiseerd wordt door het nog niet gebotteld bier doorheen de ondergrondse bierpijpleiding te sturen volgens een transporttijd van ten minste 30 minuten.

Het voordeel van dergelijke werkwijzen is de efficiënte dubbele gebruik van de bierpijpleiding voor zowel het transport over afstanden van ten minste 100 m, als het koelen van bier en/of wort gedurende een transporttijd van ten minste 30 minuten. Een dergelijk gebruik is niet gekend uit de stand der techniek, en heeft als voordeel dat er bespaard kan worden op energiekost voor koeling.

In een verder aspect biedt de uitvinding een werkwijze voor het reinigen van een ondergronds buizensysteem volgens de uitvinding omvattende de eerste ondergrondse bierpijpleiding en een tweede ondergrondse bierpijpleiding omvattende ten minste de stappen van - het realiseren van een gesloten lus omvattende genoemde eerste en tweede ondergrondse pijpleiding; - het opvullen van genoemde gesloten lus met een reinigingsoplossing omvattende een reinigingsmiddel; - het laten circuleren van genoemde reinigingsoplossing in genoemde gesloten lus aan een reinigingsdebiet van ten minste 1 m/s.

Een dergelijke reinigingswijze maakt optimaal gebruik van de aanwezigheid van twee bierpijpleidingen in het buizensysteem door deze in een lus te leggen. Een lusgebaseerde wijze van reiniging is voordelig omdat deze eenvoudiger is dan reiniging zonder lus of reiniging met omkering van de stroomzin, en ook grote reinigingsdebieten toelaat. Een reinigingsdebiet van ten minste 1 m/s is voordeling omdat het tot een goed instelbare mechanische schuringsgraad leidt, met hoogwaardige reiniging.

Verdere voorkeursuitvoeringen en hun voordelen worden besproken in de uitgebreide beschrijving en de afhankelijke conclusies.

Korte beschrijving van de figuren De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Figuur 1 illustreert een voorbeelduitvoering van een buizensysteem omvattende de bierpijpleiding volgens de onderhavige uitvinding. Figuur 2 bieden een dwarsdoorsnede (Figuur 2a) en een zijaanzicht (Figuur 2b), respectievelijk, van een voorbeeldpositie van de bierpijpleiding volgens de onderhavige uitvinding ten opzichte van het maaiveld.

Figuur 3 illustreert een voorbeelduitvoering van een las van de bierpijpleiding volgens de onderhavige uitvinding.

Uitgebreide beschrijving In dit document verwijst de term bierpijpleiding naar een pijpleiding die geschikt is voor het geleiden van bier. Evenwel is deze term geenszins beperkend te interpreteren, en kan de bierpijpleiding evenzeer geschikt zijn of zelfs bedoeld zijn voor het geleiden van andere vloeistoffen, zoals wort, water, of reinigingsvloeistoffen zoals loog.

In dit document verwijzen de termen eerste locatie, tweede locatie, bierpijpleiding en buizensysteem naar onderdelen behorende tot een brouwerij. In uitvoeringsvormen is de eerste locatie een brouwzaal en de tweede locatie een bottelarij; deze termen zijn evenwel geenszins beperkend te interpreteren. De eerste locatie houdt verband met een brouwlocatie welke onderhevig is aan een randvoorwaarde met betrekking tot ruimte en/of transport, zoals een locatie in een historisch stadscentrum. In de eerste locatie vindt minstens een deel van het fermenteren van wort naar bier plaats, i.e. het eigenlijke brouwen. Bij voorkeur vindt in de eerste locatie minstens de eerste fermentatie van wort naar bier plaats. De tweede locatie houdt verband met een ondersteunende locatie welke, in vergelijking met de eerste locatie, minder onderhevig is aan dergelijke randvoorwaarden, en geschikt is voor brouwprocesstappen complementair aan het eigenlijke brouwen, i.e. het fermenteren van wort naar bier. In de tweede locatie vindt minstens een deel van het bottelen plaats, alsook minstens een deel van de toelevering van wort en het afvoeren van afgewerkt bier. De bierpijpleiding(en) en het buizensysteem omvattende de bierpijpleiding(en) strekken zich uit tussen de eerste en tweede locatie. In de bierpijpleiding(en) vindt in hoofdzaak transport plaats van bier of wort. In uitvoeringsvormen vindt een deel van het fermenteren van wort naar bier niet alleen plaats in de eerste locatie maar ook in de tweede locatie en/of in de bierpijpleiding. In uitvoeringsvormen vindt de eerste fermentatie van wort naar bier plaats in hoofdzaak plaats in de eerste locatie, en vindt verdere fermentatie in hoofdzaak plaats in de tweede locatie. In uitvoeringsvormen vindt een deel van toeleveren van wort niet alleen plaats in de tweede locatie maar ook in de eerste locatie. In uitvoeringsvormen vindt een deel van het afvoeren van afgewerkt bier niet alleen plaats in de tweede locatie maar ook in de eerste locatie.

In dit document is de term “buis” een verzamelnaam voor buisvormige elementen, en omvat onder meer een bierpijpleiding, een afvalwaterleiding, een waterleiding, een datakabelbuis en een mantelbuis.

In dit document verwijst geothermie naar aardwarmte, zijnde de warmte die de aardkorst bevat. Zoals bekend aan de vakman heeft de temperatuur van de buitenlucht in de bovenste meters van de aardkorst nog een sterke invloed op de temperatuur van de aarde. Op een diepte van tien meter heerst evenwel een nagenoeg constante temperatuur van circa 10 °C. Daaronder neemt de temperatuur dan weer verder toe, afhankelijk van de geothermische gradiënt. In de context van de onderhavige uitvinding zijn vooral de dieptes van 2 tot 30 meter van belang, waarin de temperatuur doorgaans in het bereik van 10 tot 15 °C verkeert.

In dit document verwijst de afkorting SDR naar standard dimensional ratio van een buis, i.e. de verhouding tussen nominale buitendiameter van de buis en de nominale wanddikte. In uitvoeringsvormen heeft de buis, bij voorkeur de PE100 buis, een SDR- waarde die één is van 6, 7.4, 9, 11, 13.6, 17, 17.6, 21, 26, 33, 41. De term diameter verwijst telkens naar de nominale buitendiameter tenzij anders aangegeven. In uitvoeringsvormen heeft de buis, bij voorkeur de PE 100 buis, een diameter die één is van 32 mm, 50 mm, 63 mm, 75 mm, 90 mm, 110 mm, 125 mm, 160 mm, 180 mm, 225 mm, 250 mm, 280 mm, 315 mm, 355 mm, 400 mm, 450 mm, 500 mm, 560 mm, 630 mm, 710 mm, 800 mm, 900 mm, 1000 mm. In uitvoeringsvormen is de buis, bij voorkeur de PE 100 buis, opgebouwd uit twee of meer segmenten, welke aan elkaar bevestigd worden, e.g., door lassen. In uitvoeringsvormen is de lengte van een segment één van 6, 10, 12, 15, 24, 30 meter, of meer dan 30 meter.

In voorkeursuitvoeringen is de bierpijpleiding vervaardigd uit HDPE die voldoet aan de specificatie PE 100 RC. In voorkeursuitvoeringen is de bierpijpleiding vervaardigd uit HDPE welke een minimale kracht (minimum required strength, MRS) van 10.0 MPa vertoont, en/of een hydrostatische design basis, HDB, van ten minste 11.0 MPa vertoont en/of een compressieve kracht van ten minste 7.93 MPa vertoont. In voorkeursuitvoeringen is de bierpijpleiding vervaardigd uit HDPE volgens een PAS 1075 type 1 specificatie en/of uit volkern HDPE met één enkele laag van PE 100 RC. In voorkeursuitvoeringen heeft de bierpijpleiding voordelige thermische eigenschappen, zoals bijvoorbeeld deze opgelegd door specificatie PE100 of PE100 RC. Bij voorkeur heeft de bierpijpleiding een thermische expansiecoëfficient van niet meer dan 1.3*10*/°C over een werkingsgebied van 0 °C tot 40 °C, bij voorkeur niet meer dan

1.3*107*/°C over een werkingsgebied van 0 °C tot 60 °C. Bovendien heeft PE een lage thermische isolatiewaarde, wat thermische geleiding bevordert. Dit heeft als voordeel dat de pijpleiding voordelig kan ingezet worden bij koeling van de vloeistof die door de bierpijpleiding loopt door middel van geothermie, waarbij de initiële temperatuur van de vloeistof bij het binnengaan van de pijpleiding hoger is dan de bodemtemperatuur en afneemt bij het stromen door de buis, doordat warmte wordt afgegeven aan de bodem. Aangezien de kostprijs van het aanleggen van een bierpijpleiding een aanzienlijke vaste kost per afstand met zich meebrengt, is het voordelig om meerdere buizen onder te brengen in één enkele mantelbuis. Tegelijk is er een zekere variabele kost voor de aanleg, die toeneemt met de diameter van de mantelbuis. Daarom is het belangrijk om de diameter van de mantelbuis beperkt te houden, en de beschikbare dwarsdoorsnede van de mantelbuis zo efficiënt mogelijk te benutten. Het is dan ook voordelig om de buizen in de mantelbuis dicht bij elkaar te pakken. Dit brengt dan weer het risico met zich mee dat diverse buizen mekaar hinderen onder invloed van materiaaleigenschappen. In het bijzonder is het voordelig om buizen uit hoofdzakelijk hetzelfde materiaal te vervaardigen, zoals PE, daar deze hoofdzakelijk dezelfde rek en krimp vertonen onder temperatuurvariatie. Bij buizen die meer dan één materiaal omvatten, zoals buizen met een barrièrelaag, is het voordelig als al het overige materiaal van de buis verschillend van de barrièrelaag uit hetzelfde materiaal als de andere buizen bestaat. In uitvoeringsvormen is de bierpijpleiding een ondergrondse bierpijpleiding welke zich ten minste voor 50% van haar lengte, met voorkeur ten minste 75% van zijn lengte ondergronds uitstrekt. In uitvoeringsvormen is het buizensysteem een ondergronds buizensysteem welke zich ten minste voor 50% van zijn lengte, met voorkeur ten minste 75% van zijn lengte ondergronds uitstrekt. In dergelijke uitvoeringsvormen is bij uitstek belangrijk dat de beschikbare dwarsdoorsnede van de bierpijpleiding en/of het buizensysteem efficiënt benut wordt, daar de kost van de installatiewerken toeneemt met deze beschikbare dwarsdoorsnede. Ook is het noodzakelijk dat de bierpijpleiding en/of het buizensysteem betrouwbaar en onderhoudsvriendelijk worden ontworpen, omdat ondergrondse structuren in de praktijk moeilijk of niet bereikbaar zijn voor onderhoudswerken en/of herstellingswerken.

In uitvoeringsvormen is genoemde verjonging voorzien over de gehele binnenomtrek volgens een hoek van ten minste 10 graden ten opzichte van een lengterichting van de bierpijpleiding, waarbij genoemde verjonging zich uitstrekt over ten minste één derde van een wand van elk van het eerste en tweede segment van de bierpijpleiding. Dit heeft als voordeel dat de leemte die gepaard gaat met de verjonging groot is, zodat deze maximaal toestaat om porties van de verdikking te ontvangen tijdens het lassen, wat de totale hoogte van de verdikking vermindert.

In uitvoeringsvormen wordt genoemde lasverbinding gerealiseerd met spiegellassen en elektrolassen met een elektromof. Een dergelijke lasmethode blijkt voordelig voor de toepassing van bier en wort, omdat deze leidt tot een voldoende sterke buis, met een minimale wijziging van de binnendiameter ter hoogte van de lasverbinding.

In uitvoeringsvormen is de druk gedurende het realiseren van de lasverbinding niet hoger is dan 0.17 N/mm}, bij voorkeur niet hoger dan 0.15 N/mm”. Dit heeft als voordeel dat het de totale hoogte van de verdikking verder vermindert.

In uitvoeringsvormen heeft genoemde HDPE, voor één of meerdere van de buizen aanwezig in het buizensysteem, een thermische expansiecoëfficient van niet meer dan

1.3*10-4/°C vertoont over een werkingsgebied van 0 °C tot 40 °C. Bij voorkeur heeft alle HDPE van buizen behorende tot het buizensysteem deze thermische expansiecoëfficient van niet meer dan 1.3*10-4/°C vertoont over een werkingsgebied van 0 °C tot 40 °C, welke bij voorkeur in hoofdzaak gelijk is voor elk van de buizen. Dit heeft als voordeel dat de buizen minimaal uitzetten en krimpen onder invloed van temperatuur, wat schade door schuring met externe factoren helpt voorkomen. Een bijkomend voordeel voor uitvoeringsvormen waarbij elk van de buizen in hoofdzaak dezelfde thermische expansiecoëfficient heeft, is dat er nauwelijks frictie ontstaat tussen de buizen onderling. De frictie is dan beperkt tot schuring tussen het buitenoppervlak van de mantelbuis en de externe omgeving, waardoor de mantelbuis fungeert als beschermende huls.

In uitvoeringsvormen strekt de ondergrondse bierpijpleiding zich uit over ten minste 1 km en omvat ze ten minste een derde, vierde en vijfde segment, waarbij de segmenten verjongingen aan hun buisuiteinden omvatten en verbonden zijn door lasverbindingen overeenkomstig de lasverbinding van het eerste segment en tweede segment. Dergelijke uitvoeringsvormen benutten de grote schaalbaarheid van de opbouw van de ondergrondse bierpijpleiding, op basis van een aantal segmenten dat 5, 10, 20, 30 of meer dan 30 kan bedragen.

In uitvoeringsvormen zijn genoemde segmenten PE100 RC segmenten zijn met een diameter kleiner dan 100 mm, bij voorkeur gelijk aan 75 mm, en een SDR niet groter dan 11, bij voorkeur gelijk aan 9 of 7.4. Een dergelijke diameter en SDR is voordelig omdat deze een stevige lasverbinding toestaat en tegelijk veel marge laat voor een voldoend grote verjonging.

In uitvoeringsvormen omvat het buizensysteem een tweede ondergrondse bierpijpleiding gelijkaardig aan genoemde ondergrondse bierpijpleiding en eveneens omgeven door de mantelbuis. Een dergelijke uitvoering is voordelig qua kostprijs: aangezien de kostprijs van het aanleggen van een bierpijpleiding een aanzienlijke vaste kost per afstand met zich meebrengt, is het voordelig om meerdere buizen onder te brengen in één enkele mantelbuis. Een verder voordeel is dat de aanwezigheid van een tweede bierpijpleiding toelaat om reiniging in een lus uit te voeren.

In uitvoeringsvormen omvat het buizensysteem een afvalwaterleiding, die een barrier pipe is bestaande uit een barrièrelaag gesandwicht tussen een eerste en tweede laag van HDPE, en omgeven is door de mantelbuis. Dit is voordelig omdat dit het brouwproces, dat verspreid is over twee locaties, verder faciliteert. Het verder voordeel is dat de barrièrelaag contaminatie voorkomt door afvalwater van het bier en/of de wort in de bierpijpleiding(en).

In uitvoeringsvormen strekt de bierpijpleiding en/of het buizensysteem zich uit over ten minste 1 km bevindt deze zich over ten minste 50% van haar lengte op ten minste twee meter diepte ten opzichte van een maaiveld. Dit is voordelig omdat het een geothermische koeling en/of opwarming mogelijk maakt naar een zekere eindtemperatuur die typisch in het bereik van 10 à 18 °C ligt.

De huidige uitvinding zal hierna beschreven worden aan de hand van welbepaalde uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde tekeningen, doch de uitvinding is daar niet toe beperkt en wordt enkel gedefinieerd door de conclusies. De hier weergegeven tekeningen zijn enkel schematische weergaven en zijn niet beperkend.

Voorbeeld 1 Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede 100 van een voorbeelduitvoering van een buizensysteem 10 die een bierpijpleiding (1, 1’) volgens de huidige uitvinding omvat. Het buizensysteem omvat een mantelbuis 5 en een veelheid aan binnenste buizen omgeven door deze mantelbuis 5, ie. een eerste bierpijpleiding 1, een tweede bierpijpleiding 1’, een waterleiding 2, een afvalwaterleiding 3 en een datakabelbuis 4.

De eerste en tweede bierpijpleiding (1, 1’) zijn in hoofdzaak gelijk in vorm en materiaal. Dit heeft het voordeel dat de bierpijpleidingen inwisselbaar aangesproken kunnen worden in het brouwproces, i.e. met dezelfde procesparameters. Ten tweede biedt dit het voordeel dat de eerste en tweede bierpijpleiding in een gesloten lus kunnen gebracht worden bij reiniging, waarbij gelijkmatig debiet in de ene buis, met overeenkomstige reinigende werking, overeenstemt met hetzelfde debiet in de andere buis, met dezelfde overeenkomstige reinigende werking. De beide bierpijpleidingen (1, 1’) zijn vervaardigd uit HDPE die voldoen aan de specificatie PE100 RC. De diameter van de bierpijpleidingen (1, 1’) is 75 mm, de SDR is 9.

De waterleiding 2 is vervaardigd uit HDPE PE100 RC met diameter 110 mm en SDR 11. De afvalwaterleiding is vervaardigd uit PE met diameter 63 mm en SDR 11 en is bij voorkeur geen volkern maar een barrier pipe, 1.e. een buis met gelaagde opbouw bestaande uit een barrièrelaag gesandwicht tussen lagen van PE, bij voorkeur PE 100. Bij voorkeur omvat de barrièrelaag aluminium en/of bestaat de barrièrelaag in hoofdzaak uit een laag aluminiumfolie en/of omvat de barrièrelaag een speciale polymeer zoals EVOH. De datakabelbuis 4 is vervaardigd uit HDPE PE 100 RC met diameter 50 mm en SDR 9. De datakabelbuis 4 geleidt bij voorkeur een glasvezel welke slechts een zeer beperkte diameter vergt, e.g., minder dan 10 mm, en kan dus ook uitgevoerd worden met een diameter die kleiner is dan 50 mm, bijvoorbeeld 20 mm. De mantelbuis 5 is vervaardigd uit HDPE PE100 RC met diameter 315 mm en SDR 11.

Voorbeeld 2 In dit voorbeeld strekt zich een buizensysteem met twee bierpijpleidingen, zoals bijvoorbeeld het buizensysteem 10 met de bierpijpleidingen (1, 1’) van Voorbeeld 1, zich ondergronds uit over een afstand van 3.2 km tussen een brouwzaal in het historische stadscentrum en een bottelarij aan de rand van de stad, en realiseert zo een belangrijke ondergrondse verbinding met een capaciteit van meer dan 8000 liter, die in één of meerdere stappen van het brouwproces een actieve rol speelt.

De bottelarij staat minstens in voor het bottelen van het bier. Daarnaast gebeuren in de bottelarij diverse ondersteunende activiteiten met betrekking tot het brouwen van bier, zoals het verwerken van afvalwater. Overeenkomstig een brouwproces zoals bekend aan de vakman wordt het bier in diverse stappen gebrouwen en gebotteld. Deze stappen kunnen zich zowel in de bottelarij als in de brouwzaal afspelen, maar vinden bij voorkeur zo veel mogelijk in de brouwzaal plaats.

In uitvoeringsvormen wordt de wort, bij voorkeur minstens een hectoliter wort, opgewarmd naar een temperatuur overeenstemmend met een verhitting, e.g., een temperatuur van 100°C. Deze opwarming gebeurt bijvoorbeeld door gecontroleerde warmtewisseling met een gescheiden circuit dat stoom geleidt. Vervolgens wordt een eerste afkoeling gerealiseerd, waarbij de wort gedeeltelijk afgekoeld wordt tot een circa 30 °C, en waarbij bij voorkeur gist geïnjecteerd wordt in de afkoelende / gedeeltelijk afgekoelde wort.

In uitvoeringsvormen wordt de gedeeltelijk afgekoelde wort vervolgens door één van beide bierpijpleidingen gestuurd voor verdere verwerking aan de andere zijde van de bierpijpleiding. Dit gebeurt aan een ingangstemperatuur, in dit voorbeeld 30 °C, alwaar het verder afkoelt onder invloed van geothermie. De precieze mate van koeling door geothermie hangt samen met onder meer de diepte en gemiddelde diepte van het tracé ondergronds afgelegd door de bierpijpleiding. De bierpijpleiding van dit voorbeeld heeft een diepte van minstens 2 meter en maximaal 30 meter, met een gemiddelde diepte in het bereik van 2.5 meter tot 25 meter. Aanvrager heeft vastgesteld dat de eindtemperatuur, ie. de temperatuur van de wort bij aankomst in de brouwzaal, afhankelijk van seizoensvariaties, tussen 14 en 15 °C bedraagt, en in uitzonderlijke gevallen tot 16 °C. Het transport doorheen de bierpijpleiding verloopt aan een debiet van 5000 à 6000 liter per uur, waardoor de doorstroom (vertrekkend van ruwweg 8000 liter capaciteit) ongeveer 1 uur 20 minuten à 1 uur 36 minuten bedraagt. Een dergelijke transporttijd, en overigens elke transporttijd langer dan ca. 30 minuten, biedt uitgebreide mogelijkheid voor de koeling van een vloeistof naar genoemde eindtemperatuur, en dit quasi ongeacht de ingangstemperatuur van de vloeistof bij het binnengaan van de bierpijpleiding. Transport door de bierpijpleiding correspondeert dus met een afkoeling van 14 à 16 °C.

In uitvoeringsvormen wordt afgekoelde wort aan eindtemperatuur omgezet in bier volgens een eerste fermentatie zoals bekend aan de vakman, welke voordelig kan aangevat worden met wort op genoemde eindtemperatuur in plaats van op de genoemde eerste, te hoge, ingangstemperatuur.

In uitvoeringsvormen heeft bier na een eerste of verdere fermentatie een temperatuur van 25 à 26 °C, en wordt dit door één van beide bierpijpleidingen gestuurd voor verdere verwerking aan het andere eind, e.g., voor botteling. Het kan ook om bier gaan dat nog verdere fermentatiestappen moet ondergaan alvorens het gebotteld kan worden. Dit gebeurt met als ingangstemperatuur de genoemde 25 à 26 °C. Na doorlopen van de bierpijpleiding bereikt het bier de eindtemperatuur van 14 à 16 °C, wat voordelig is, omdat de verdere processtappen, zoals bijvoorbeeld het bottelen, hoofdzakelijk verband houden met koelen, en er dus minder gekoeld moet worden. Specifiek houden de verdere stappen verband met een verdere koeling van het bier naar 7 °C, gevolgd door nog een koeling, naar een botteltemperatuur van 1 °C.

Voorbeeld 3 Figuur 2 bieden een dwarsdoorsnede 2004 (Figuur 2a) en een zijaanzicht 200b (Figuur 2b), respectievelijk, van een voorbeeldpositie van de bierpijpleiding 1 en het buizensysteem 10 volgens de onderhavige uitvinding ten opzichte van het maaiveld 20. In uitvoeringsvormen zijn de bierpijpleiding 1 en het buizensysteem 10 deze van Voorbeeld 1 en/of Voorbeeld 2.

Het buizensysteem 10 omvat een eerste bierpijpleiding 1 zijnde de minst diepgelegen bierpijpleiding en een tweede bierpijpleiding 1’ welke zich op grotere diepte bevindt ten opzichte van het maaiveld 20 dan de eerste bierpijpleiding 1. De eerste bierpijpleiding bevindt zich op een diepte D bevindt ten opzichte van het maaiveld 20, waarbij D de minimale afstand beschrijft tussen het buitenoppervlak van de eerste bierpijpleiding 1 zijnde de minst diepgelegen bierpijpleiding. De tweede bierpijpleiding 1’ bevindt zich op een diepte groter dan D. In het licht hiervan bevindt alle bier of wort die door eender van de bierpijpleidingen stroomt zich op een diepte die ten minste D bedraagt.

De diepte D kan ook variëren langsheen het tracé van het buizensysteem 10. Zijaanzicht 200b toont een situatie waarin het maaiveld in hoofdzaak vlak is, maar de diepte van de buis geleidelijk varieert, en verschillende waarden D1, D2 en D3 aanneemt.

In dit voorbeeld is de diepte over het tracé minstens 2 meter en maximaal 25 meter. Vloeistoffen zoals bier en wort die doorheen de buis stromen ondergaan een koeling onder invloed van geothermie. De precieze koeling die bereikt wordt hangt samen met de plaatselijke diepte en de plaatselijke geothermische gradiënt, die beide variëren langsheen het tracé. De geothermische koelende werking van de totale pijpleiding is empirisch door aanvrager vastgesteld aan de hand van een eindtemperatuur, i.e. de temperatuur waarmee de vloeistof de bierpijpleiding 1 verlaat. Deze temperatuur bedraagt 14 à 15 °C, met uitzonderlijk op warme dagen, waarin de bovengrondse temperatuur (veel) meer dan 20 °C bedraagt, een temperatuur van 16 °C. Grote temperatuurschommelingen bovengronds leiden dus slechts tot beperkte fluctuaties van deze eindtemperatuur.

Voorbeeld 4 Figuur 3 illustreert een voorbeelduitvoering van een las van de bierpijpleiding 1 volgens de onderhavige uitvinding, met een zijdelingse doorsnede 300 volgens een lengte-as van de bierpijpleiding 1. In uitvoeringsvormen is de bierpijpleiding 1 eender welke van bierpijpleiding 1 of 1° van Voorbeeld 1 en/of Voorbeeld 2 en/of Voorbeeld 3.

De bierpijpleiding 1 omvat een wand 6, i.e. de eigenlijke buis, en een kanaal 9, en is vervaardigd uit PE100 RC, met SDR9 en PN20, met buisdiameter 75 mm. De buis is opgebouwd uit segmenten 6a en 6b welke afzonderlijk vervaardigd zijn en vervolgens verbonden worden. De verbinding gebeurt met een las. Aanvrager stelde vast dat een combinatie van spiegellas en elektrolas tot een sterke en betrouwbare verbinding leidt. De elektrolas gebeurt met een elektromof 8 zoals bekend aan de vakman, welke de segmenten 6a en 6b omhult.

Met betrekking tot de las is het belangrijk dat de vloeistof in de buis ongehinderd en zo veel mogelijk volgens een laminair stromingspatroon 90 kan stromen. Lasverbindingen geven aanleiding tot een verdikking 7 welke potentieel tot verhinderde stroming en turbulentie 91 kan leiden. Bovendien geeft de verdikking 7 aanleiding tot randzones 71 met verminderde stroming, wat kan leiden tot segregatie, 1.e. afzetting van deeltjes aanwezig in de vloeistof ter hoogte van de verdikking. Ter preventie van deze turbulentie en segregatie zijn de buisuiteinden 60a, 60b over hun binnenomtrek voorzien van een verjonging. Dit stemt overeen met een afschuining van de binnenzijde van de buis over de binnenomtrek volgens een hoek van ten minste 10 graden ten opzichte van de lengterichting van de buis, bij voorkeur ten minste 20 graden, met meer voorkeur ten minste 30 graden, met meeste voorkeur ongeveer 45 graden. De afschuining wordt voorzien voorafgaand aan het lassen, en strekt zich vertrekkende van de binnenzijde uit over ten minste één derde van de buiswand, bij voorkeur over ten minste de helft van de buiswand. Een dergelijke verjonging functioneert daarbij als leemte, die tijdens het lassen gedeeltelijk en geleidelijk opgevuld raakt door delen van de verdikking. Dit helpt om turbulentie te voorkomen. Een dergelijke verjonging maakt het mogelijk om de verdikking zoveel mogelijk in het vlak van de buiswand te houden, eerder dan een uitstulping te vormen. Bovendien verkleint het zo de randzone 71 met verminderde stroming, en helpt zo segregatie te voorkomen. In uitvoeringsvormen strekt de verdikking zich minder dan 20% van de buiswanddikte uit voorbij het binnenvlak van de buis.

Het eigenlijke lassen, wat een combinatie is van spiegel- en elektrolassen, omvat het uitoefenen van een druk, 1.e. druklassen, wat gebeurt volgens specificaties zoals bekend aan de vakman, zoals DVS 2207-1. Het is daarbij belangrijke om de totale hoogte van de verdikking, i.e. de afmeting van de verdikking volgens een richting loodrecht op het (gekromde) vlak van de buis, zo beperkt mogelijk te houden. Dit is mogelijk door de druk zo bij het druklassen zo laag mogelijk te houden. In uitvoeringsvormen is de druk in elke fase van de druklas niet hoger dan 0.17 N/mm”, bij voorkeur niet hoger dan 0.15 N/mm. Dit helpt, grotendeels onafhankelijk van de verjonging, om de hoogte van de verdikking beperkt te houden, en draagt zo op zijn beurt bij om turbulentie en segregatie verder te voorkomen.

Hoewel de voordelen van verjonging en lage druk aangegeven zijn voor specifieke voorbeelden van lasmethodes, kunnen zij ook verwacht worden voor andere lasmethodes, zoals spiegellassen zonder elektrolassen, elektrolassen zonder spiegellassen, etc.

Het lassen omvat spiegellassen, wat de drukvastheid van de lasverbinding ten goede komt. Het lassen omvat ook elektrolassen, waardoor een elektromof aanwezig blijft op de verbinding. Na het lassen realiseert de aanwezigheid van de elektromof een trade-off tussen een lichte toename van de totale dimensie van de bierpijpleiding en een verhoogde sterkte van de lasverbinding. De dikte van de elektromof is zodanig dat de inpassing in een eventuele mantelbuis weliswaar krapper wordt, maar nog steeds mogelijk is.

Claims (15)

Conclusies

1. Ondergrondse bierpijpleiding (1) geschikt voor het transporteren van bier en wort welke zich uitstrekt over ten minste 100 meter, omvattende een eerste segment (6a) en een tweede segment (6b) elk in hoofdzaak bestaande uit HDPE welke verbonden zijn door een lasverbinding omvattende een verdikking (7), waarbij buisuiteinden (60a, 60b) van genoemd eerste segment (6a) en tweede segment (6b) ter hoogte van genoemde lasverbinding elk een verjonging omvatten langs hun binnenomtrek.

2. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 1, waarbij genoemde verjonging voorzien is over de gehele binnenomtrek volgens een hoek van ten minste 10 graden ten opzichte van een lengterichting van de bierpijpleiding (1), en waarbij genoemde verjonging zich uitstrekt over ten minste één derde van een wand (6) van elk van het eerste en tweede segment (6a, 6b) van de bierpijpleiding (1).

3. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 1 of 2, waarbij genoemde lasverbinding gerealiseerd wordt met spiegellassen en elektrolassen met een elektromof (8).

4. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 1-3, waarbij een druk gedurende het realiseren van genoemde lasverbinding niet hoger is dan 0.17 N/mm”, bij voorkeur niet hoger dan 0.15 N/mm.

5. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 1-4, waarbij genoemde HDPE een thermische expansiecoëfficient van niet meer dan 1.3*10*/°C vertoont over een werkingsgebied van 0 °C tot 40 °C.

6. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusies 1-5 welke zich uitstrekt over ten minste 1 km en ten minste een derde, vierde en vijfde segment omvat, waarbij de segmenten verjongingen aan hun buisuiteinden omvatten en verbonden zijn door lasverbindingen overeenkomstig de lasverbinding van het eerste segment (6a) en tweede segment (6b).

7. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusies 1-6 waarbij genoemde segmenten PE100 RC segmenten zijn met een diameter kleiner dan 100 mm, bij voorkeur gelijk aan 75 mm, en een SDR niet groter dan 11, bij voorkeur gelijk aan 9 of 7.4.

8. Ondergronds buizensysteem (10) omvattende een ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusies 1-6 en ten minste een mantelbuis (5) welke genoemde ondergrondse bierpijpleiding (1) omgeeft.

9. Ondergronds buizensysteem (10) volgens conclusie 8, verder omvattende een tweede ondergrondse bierpijpleiding (1’) gelijkaardig aan genoemde ondergrondse bierpijpleiding (1) en eveneens omgeven door de mantelbuis (5).

10. Ondergronds buizensysteem (10) volgens conclusie 9, verder omvattende een afvalwaterleiding (3), die een barrier pipe is bestaande uit een barrièrelaag gesandwicht tussen een eerste en tweede laag van HDPE, en omgeven is door de mantelbuis (5).

11. Ondergronds buizensysteem (10) volgens conclusie 10, waarbij genoemde mantelbuis (5) in hoofdzaak bestaat uit HDPE, en waarbij genoemde HDPE van de eerste en tweede ondergrondse bierpijpleiding (1, 1°), van de eerste en tweede laag van de afvalwaterleiding (3) en van de mantelbuis (5) elk een thermische expansiecoëfficient van niet meer dan 13*107/°C vertonen over een werkingsgebied van 0 °C tot 40 °C.

12. Ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusies 1-7, bij voorkeur behorend tot een ondergronds buizensysteem (10) volgens conclusies 8-11, welke zich over ten minste 1 km uitstrekt en zich over ten minste 50% van haar lengte op ten minste twee meter diepte (D, D1, D2, D3) ten opzichte van een maaiveld bevindt (20).

13. Werkwijze voor het brouwen van bier gebruikmakend van een ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 12, omvattende ten minste de volgende stappen:

- het bereiden van wort; - het verhitten van de wort naar een verhittingstemperatuur van ten minste 70 °C, bij voorkeur ten minste 90 °C, - het realiseren van een gedeeltelijke afkoeling van de verhitte wort naar een temperatuur tussen 25 °C en 40 °C; - het realiseren van een tweede afkoeling van de gedeeltelijk afgekoelde wort naar een eindtemperatuur lager dan 18 °C; - het verder bereiden van de afgekoelde wort tot genoemd bier; waarbij genoemde tweede afkoeling gerealiseerd wordt door de wort doorheen de ondergrondse bierpijpleiding te sturen volgens een transporttijd van ten minste 30 minuten.

14. Werkwijze voor het brouwen van bier gebruikmakend van een ondergrondse bierpijpleiding (1) volgens conclusie 12, omvattende ten minste de volgende stappen: - het verstrekken van nog niet gebotteld bier van ten minste eerste fermentatie aan een temperatuur van minstens 25 °C; - het realiseren van een afkoeling van het nog niet gebotteld bier naar een eindtemperatuur lager dan 18 °C; - het verder bereiden van het nog niet gebotteld bier tot genoemd bier; waarbij genoemde afkoeling gerealiseerd wordt door het nog niet gebotteld bier doorheen de ondergrondse bierpijpleiding te sturen volgens een transporttijd van ten minste 30 minuten.

15. Werkwijze voor het reinigen van een ondergronds buizensysteem (10) volgens conclusie 9 omvattende een eerste ondergrondse bierpijpleiding (1) en een tweede ondergrondse bierpijpleiding (1°) omvattende ten minste de stappen van - het realiseren van een gesloten lus omvattende genoemde eerste en tweede ondergrondse pijpleiding (1, 1’); - het opvullen van genoemde gesloten lus met een reinigingsoplossing omvattende een reinigingsmiddel; - het laten circuleren van genoemde reinigingsoplossing in genoemde gesloten lus aan een reinigingsdebiet van ten minste 1 m/s.