NL1031676C2 - Systeem en werkwijze voor het reinigen van een bierleiding in bijvoorbeeld een biertapinstallatie. - Google Patents

Description

*

SYSTEEM EN WERKWIJZE VOOR HET REINIGEN VAN EEN BIERLEIDING IN BIJVOORBEELD EEN BIERTAP INSTALLATIE

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het 5 reinigen van een bierleiding in bijvoorbeeld een biertapinstallatie. Een dergelijke reiniging moet zeer regelmatig plaatsvinden, omdat zich in de bierleiding diverse micro-organismen vestigen die smaakbederf kunnen veroorzaken.

10 De vorming van een "bio-film" is een natuurlijk proces, dat een vast patroon volgt. De bio-film bestaat uit een grote variëteit aan micro-organismen die in de loop van enige dagen of weken zich ontwikkelt. De micro-organismen vormen complexe relaties met elkaar in een matrix van polysacharide. Een bio-15 film is een drie dimensionaal georganiseerde structuur van een of meer organismen die aan het leidingoppervlak zijn gehecht. Door een precieze onderlinge plaatsing heeft elk organisme zijn eigen plek in de bio-film. Deze onderlinge plaatsing wordt in het bijzonder bepaald door onderlinge 20 metabolische afhankelijkheid tussen de verschillende organismen. De bio-film kan worden beschouwd als een klein eco-systeem dat zich aanpast aan zijn omgeving. Door zijn vermogen zich aan te passen aan zijn omgeving onderscheidt de bio-film zich in hoofdzaak van de individuele micro-25 organismen. Het hechtingsproces begint met de afzetting van polysachariden en glycoproteïnen. Deze eerste lagen verhogen de kans op hechting van micro-organismen. Vervolgens hechten sommige van de micro-organismen zich op het oppervlak. Als micro-organismen lang genoeg in contact blijven met het 30 oppervlak ontwikkelen zij verschillende structuren die eventueel resulteren in een permanente verbinding met het oppervlak. De laatste fase van de vorming van een bio-film is de vorming van polysacharide-verbindingen (de matrix) waarin micro-organismen worden opgenomen. Deze matrix bevat ook 1031676 2 » andere bestanddelen, zoals mineralen, bacteriën, voedingsstoffen, enzovoort. De groeiende bio-film vormt een basis voor de hechting en groei van nieuwe micro-organismen. In principe kunnen alle micro-organismen een bio-film vormen.

5 Van belang voor het organisme dat zich gaat hechten is de temperatuur, de aanwezigheid van voedingsstoffen en zuurstof, en de pH. Ook het type oppervlak waar het micro-organisme kan hechten is van belang voor de ontwikkeling van de bio-film.

Op een ruw oppervlak hechten en groeien micro-organismen veel 10 sneller dan op een glad oppervlak.

Het doel van de uitvinding is een efficiënte wijze van reinigen van bierleidingen, die weinig kost, die weinig onderbreking van de werking van de biertapinstallatie vergt, 15 en/of die een lange levensduur van de biertapinstallatie bevordert.

Daartoe omvat het systeem volgens de uitvinding middelen om kristallijn calciumoxalaat-depot in de bierleiding af te 20 breken en/of de vorming daarvan te voorkomen, alsmede middelen om micro-organismen te doden die bierbederf kunnen opleveren, zoals S.cerevisea, E.coli, Klebsiella pneumonia, Lactobacillus brevis en Lactobacillus buchneri.

25 In de voorkeursuitvoering omvat het systeem een spoel die om de leiding is gemonteerd, een eerste elektronische schakeling die verbonden is met de spoel, welke schakeling is ingericht voor het opwekken van een wisselend elektromagnetisch veld in een vloeistof zoals bier of een spoelvloeistof die door de 30 leiding stroomt teneinde op de leidingwand aanwezig kristallijn calciumoxalaat-depot (CaC204 nHzO) in de bierleiding af te breken en af te voeren en/of de vorming daarvan te voorkomen, alsmede bij voorkeur een elektrolysecel 1031676 3 met elektroden die op de leiding kan worden aangesloten waardoorheen spoelvloeistof kan stromen, of die zich in een opslagtank voor spoelvloeistof bevindt, welke opslagtank middels een pomp met de bierleiding is verbonden, en een 5 tweede elektronische schakeling die is verbonden met de elektrolysecel, welke elektronische schakeling is ingericht voor het aan- en uitzetten van de elektrolysecel teneinde natriumhypochloriet (NaClOH) in de spoelvloeistof te genereren teneinde op de leidingwand aanwezige micro-10 organismen te doden en af te voeren.

Door de uitvinding treedt een besparing op voor de gebruiker van de biertap, doordat er minder bierverlies en geen externe reinigingskosten optreedt en voor zowel de bierproducent als 15 biertap gebruiker het voordeel dat de kwaliteit van het bier constant en goed blijft. Daarnaast draagt de uitvinding bij aan een langere levensduur van de biertapinstallatie. Voorts wordt in vergelijking met conventionele reinigingsmethoden de hoeveelheid chemicaliën verminderd, wat beter is voor het 20 milieu en waardoor éénvoudiger aan eventuele milieuwetgeving kan worden voldaan.

De uitvinding maakt gebruik van het inzicht dat tijdens gebruik van biertapinstallaties zich op de binnenwand van de 25 bierleidingen kristallijn calciumoxalaat afzet, waardoor een ruw oppervlak wordt gecreëerd en waardoor bio-film vorming meer gefaciliteerd wordt. Door dit kristallijne calciumoxalaat-depot te verwijderen en te voorkomen dat deze ontstaat, wordt bewerkstelligd dat slechts weinig bio-film 30 wordt gevormd. Deze kleine hoeveelheid bio-organismen kunnen vervolgens middels een spoelmiddel met een zeer lage concentratie natriumhypochloriet eenvoudig worden gedood.

Deze concentratie is zodanig laag dat het spoelmiddel uit een 1031676 4 eenvoudige zoutoplossing middels elektrolyse kan worden gemaakt. Hierdoor is het niet meer nodig een hooggeconcentreerd bacteriedodend middel aan het leidingsysteem toe te voeren.

5

Indien de elektrolysecel op de leiding wordt aangesloten waardoorheen spoelvloeistof kan stromen, omvat het systeem bij voorkeur een opslagtank voor spoelvloeistof, die middels een pomp met de elektrolysecel en de bierleiding is 10 verbonden. De spoelvloeistof bevat bij voorkeur, voordat deze door de elektrolysecel is behandeld, ten minste 10 g/1 NaCl, meer bij voorkeur ten minste 18 g/1 NaCl, nog meer bij voorkeur ten minste 24 g/1 NaCl en nadat deze door de elektrolysecel is behandeld bij voorkeur ten minste 1 ppm, 15 meer bij voorkeur tussen 2 en 10 ppm, nog meer bij voorkeur tussen 4 en 8 ppm NaClOH.

De elektrolysecel is bij voorkeur nabij het begin van de leiding aangesloten. De elektrolysecel verbruikt tijdens het 20 reinigen in de voorkeursuitvoering een vermogen tussen 24 en 240 W. Per keer wordt bij voorkeur gedurende ten minste 10 minuten, meer bij voorkeur ten minste 20 minuten gespoeld. Spoelen kan in dit verband zowel door de spoelvloeistof door de leiding te laten stromen, maar ook door de leidingen te 25 vullen met (stilstaande) spoelvloeistof. Als alternatief wordt met in hoofdzaak regelmatige intervallen een kleine hoeveelheid spoelvloeistof door de bierleiding gestuurd of gedurende kortere tijd de leiding met spoelvloeistof gevuld, waarbij de intervallen duren tussen 15 en 90 minuten, bij 30 voorkeur tussen 20 en 40 minuten.

Ook de spoel is bij voorkeur nabij het begin van de leiding aangebracht, bij voorkeur binnen 2 m tot 3 m van de 1031676 * 5 besturingskast. De spoel verbruikt tijdens het reinigen een vermogen van bij voorkeur ten minste 1 W, meer bij voorkeur ten minste 5 W, nog meer bij voorkeur ten minste 10 W. De spoel omvat bij voorkeur ten minste 1 m, meer bij voorkeur 5 ten minste 2 m elektrisch geleidende draad. Bij voorkeur bevat de spoel 11 tot 22 wikkelingen om de bierleiding. In de voorkeursuitvoering is de spoel continue werkzaam, dat wil zeggen dat de eerste elektronische schakeling met de spoel tijdens het gebruik van de biertapinstallatie in hoofdzaak 10 permanent een wisselend elektromagnetisch veld opwekt.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het reinigen van een bierleiding in bijvoorbeeld een biertapinstallatie, waarbij een spoel om de leiding wordt 15 gemonteerd, waarbij een eerste elektronische schakeling wordt verbonden met de spoel, middels welke schakeling een wisselend elektromagnetisch veld in een vloeistof, zoals bier of een spoelvloeistof, die door de leiding stroomt wordt opgewekt teneinde op de leidingwand aanwezig kristallijn 20 calciumoxalaat-depot (CaC204 nH20) af te breken en af te voeren en/of de vorming daarvan te voorkomen, waarbij een elektrolysecel op de leiding wordt aangesloten en waardoorheen spoelvloeistof wordt gestuurd of waarbij een elektrolysecel in een opslagtank voor spoelvloeistof wordt 25 geplaatst en waarbij een pomp de spoelvloeistof in de bierleiding pompt, en waarbij een tweede elektronische schakeling wordt verbonden met de elektrolysecel, welke elektronische schakeling de elektrolysecel aan- en uitzet teneinde natriumhypochloriet (NaClOH) in de spoelvloeistof te 30 genereren teneinde op de leidingwand aanwezige micro-organismen te doden en af te voeren.

1031676 6

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een schematisch in de figuur weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, alsmede aan de hand van testresultaten.

5 Volgens de figuur omvat een systeem voor het reinigen van een bierleiding 1 in een biertapinstallatie een elektromagneet bestaande uit een spoel 2 die om de leiding 1 is gemonteerd, en een eerste elektronische schakeling 3 die verbonden is met de spoel 2. De schakeling 3 is ingericht voor het opwekken 10 van een wisselend elektromagnetisch veld in het bier dat door de leiding 1 stroomt. Het systeem omvat voorts een elektrolysecel 4,5, die op de leiding is aangesloten, en waardoorheen spoelvloeistof 8 kan stromen, en een tweede elektronische schakeling 6 die is verbonden met de 15 elektrolysecel. De elektronische schakeling 6 is ingericht voor het aan- en uitzetten van de elektrolysecel teneinde natriumhypochloriet (NaClOH) in de spoelvloeistof te genereren. Het systeem omvat voorts een opslagtank 7 voor spoelvloeistof 8. De opslagtank 7 is middels een pomp 9 met 20 de elektrolysecel 4 en de bierleiding 1 verbonden.

In een alternatieve (niet getoonde) uitvoeringsvorm bevindt de elektrolysecel 4,5 zich in de opslagtank 7, en wordt voldoende natriumhypochloriet in de opslagtank 7 gevormd 25 voordat de pomp 9 wordt aangezet.

Voor de verwijdering van kristallijn calciumoxalaat-depot en het voorkomen van de afzetting daarvan in een bierleiding wordt een elektromagneet gebruikt. Deze elektromagneet 30 behandelt het bier in de bierleiding 1 volgens een niet chemische werkwijze, en produceert een pulserende stroom in een om de leiding gewikkelde draad die de spoel 2 vormt. Deze pulserende stroom creëert een magnetisch veld in het 1031676 7 passerende bier. Het effect hiervan is dat de kristallijne calciumoxalaatdeeltjes samenklonteren tot grotere deeltjes en een zachte substantie vormen in plaats van een harde steenlaag die aan het oppervlak is gehecht. Een optimale 5 werking van de elektromagneet wordt verkregen bij een stroomsnelheid van 2.3 m/s.

Om het effect van de elektromagneet op biersteenvorming te testen is gedurende drie maanden een bierleiding met spoel, 10 en een bierleiding zonder spoel in een praktijksituatie getest volgens de instructies van de gebruiksaanwijzing.

Beide bierleidingen vertoonden voor aanvang van de test substantiële kristallijn calciumoxalaat-depots op de binnenwand. Na afloop van de test zijn beide bierleidingen 15 met een endoscoop bekeken. De bierleiding met spoel was vrijwel vrij van kristallijne calciumoxalaat-depots, terwijl de bierleiding zonder spoel een dikke laag kristallijne calciumoxalaat-depots op de binnenwand vertoonde.

20 Voor het verwijderen van micro-organismen wordt een elektrocel gebruikt die is opgesteld in een spoelleiding die op de bierleiding is aangesloten of die in een opslagtank voor spoelvloeistof is opgesteld. Een pomp stuurt een 24 g/1 NaCl wateroplossing die aanwezig is in een opslagtank door de 25 elektrocel. Hierin wordt middels elektrolyse bij een lage gelijkspanning van 12 V en een stroomsterkte van maximaal 20 A tussen de elektroden van de elektrocel natriumhypochloriet geproduceerd. Natriumhypochloriet, ook bekend als actieve chloor, doodt een groot aantal verschillende micro-30 organismen. Nadat het zijn desinfecterende werk heeft gedaan, vervalt het in de originele bestanddelen NaCl en water.

1031676 8

De methode is getest op vijf verschillende micro-organismen die bierbederf zou kunnen oplevereii, te weten S.cerevisea, E.coli, Klebsiella pneumonia, Lactobacillus brevis en Lactobacillus buchneri. Dit is gedaan bij drie verschillende 5 biersoorten, te weten Grolsch (TM) pils, Guiness (TM) stout en Strongbow (TM) cider, waarbij gedurende drie dagen bij 30 °C een biofilm omvattende genoemde micro-organismen op een hechtbuffer in een bierleiding is gekweekt.

10 Het is van belang dat de hypochlorietconcentratie niet hoger is dan 10 ppm in verband met corrosie van roestvrijstalen delen van de bierleiding. Onderzocht is derhalve de benodigde contacttijd met hypochloriet bij concentraties lager dan 10 ppm.

15

Reageerbuistests wezen uit dat het micro-organisme dat het moeilijkst middels hypochloriet te doden is, de S.cerevisea is, welke ook bekend staat als biergist of bakkersgist. De testresultaten hiervoor zijn weergegeven in de volgende 20 tabel, waarin het desinfecterende vermogen bij verschillende concentraties NaClOH en diverse contacttijden (in minuten) is weergegeven:

Tijd lOppm 8ppm 6ppm 4ppm 2ppm 25 0 4 4 4 4 4 15 3 3 4 4 4 30 2 1 4 4 4 60 0 0 2 4 4 120 0 0 2 4 4 30 180 0 0 2 4 4 240 0 0 1 4 4 300 0 0 0/1 4 4 1 03 1 676 9

Legenda: 4 = hoge groei 3 = groei 2 = redelijke groei 51 = weinig groei 0 = geen groei

Hieruit blijkt dat om binnen 1 uur alle vijf genoemde micro-organismen te doden een concentratie van ten minste 8 ppm 10 moet worden toegepast, en dat om binnen 6 uur alle vijf genoemde micro-organismen te doden een concentratie van ten minste 6 ppm moet worden toegepast.

Echter, in een bierleiding zonder toepassing van de genoemde 15 elektromagneet, waarbij de micro-organisme in een biofilm worden opgenomen die wellicht beschermend werkt voor het micro-organisme, kunnen langere contacttijden nodig zijn. Een contacttijd van bijvoorbeeld 2,5 uur kan nodig zijn bij een hypochlorietconcentratie van 8 ppm om de micro-organismen te 20 doden. Ter voorkoming of althans vermindering van dergelijke biofilms kan de eerder genoemde elektromagneet worden toegepast, waardoor de hechting van biofilm aan de wand van de bierleiding sterk verminderd, en waardoor kortere spoeltijden met hypochloriet kunnen worden bereikt.

1031676

Claims (16)

1. Systeem voor het reinigen van een bierleiding in bijvoorbeeld een biertapinstallatie, omvattende 5 middelen om kristallijne calciumoxalaat-depots in de bierleiding af te breken en/of de vorming daarvan te voorkomen, alsmede middelen om micro-organismen te doden die bierbederf kunnen opleveren, zoals S.cerevisea, E.coli, Klebsiella pneumonia,

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de middelen om kristallijne calciumoxalaat-depots in de bierleiding af te breken en/of de vorming daarvan te voorkomen 15 omvatten: een spoel die om de leiding is gemonteerd; een eerste elektronische schakeling die verbonden is met de spoel, welke schakeling is ingericht voor het opwekken van een wisselend elektromagnetisch veld 20 in een vloeistof, zoals bier of een spoelvloeistof, die door de leiding stroomt.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, waarbij de spoel tijdens het reinigen een vermogen verbruikt van ten 25 minste 1 W, bij voorkeur ten minste 5 W, meer bij voorkeur ten minste 10 W.

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de spoel tussen 11 en 22 windingen bevat. 30

5. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1 -3, waarbij de eerste elektronische schakeling een wisselend veld opwekt met een frequentie tussen 1 en 1031676 100 kHz, bij voorkeur tussen 1 en 30 kHz, meer bij voorkeur tussen 1 en 3 kHz.

6. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1 - 5 5, waarbij de spoel nabij het begin van de leiding is aangebracht.

7. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1 -6, waarbij de middelen om micro-organismen te doden 10 omvatten: een elektrolysecel die op de leiding kan worden aangesloten en waardoorheen spoelvloeistof kan stromen, of die zich in een opslagtank voor spoelvloeistof bevindt, welke opslagtank middels een 15 pomp met de bierleiding is verbonden; en een tweede elektronische schakeling die is verbonden met de elektrolysecel, welke elektronische schakeling is ingericht voor het aan- en uitzetten van de elektrolysecel teneinde natriumhypochloriet 20 (NaClOH) in de spoelvloeistof te genereren.

8. Systeem volgens conclusie 7, waarbij het systeem een opslagtank voor spoelvloeistof omvat, die middels een pomp met de elektrolysecel en de bierleiding is 25 verbonden.

9. Systeem volgens conclusie 7 of 8, waarbij de elektrolysecel een vermogen verbruikt tussen 24 en 240 W. 30

10. Systeem volgens conclusie 7, 8 of 9, waarbij de elektrolysecel nabij het begin van de leiding is aangesloten. 1031676 4

10 Lactobacillus brevis en Lactobacillus buchneri.

11. Werkwijze voor het reinigen van een bierleiding in 5 bijvoorbeeld een biertapinstallatie, waarbij: een spoel om de leiding wordt gemonteerd; een eerste elektronische schakeling wordt verbonden met de spoel, middels welke schakeling een wisselend elektromagnetisch veld in een vloeistof, 10 zoals bier of een spoelvloeistof, die door de leiding stroomt wordt opgewekt; een elektrolysecel op de leiding wordt aangesloten en waardoorheen spoelvloeistof wordt gestuurd, of een elektrolysecel in een opslagtank 15 voor spoelvloeistof wordt geplaatst en waarbij een pomp de spoelvloeistof in de bierleiding pompt; en een tweede elektronische schakeling wordt verbonden met de elektrolysecel, welke elektronische schakeling de elektrolysecel aan- en uitzet teneinde 20 natriumhypochloriet (NaClOH) in de spoelvloeistof te genereren.

12. Werkwijze volgens voor het reinigen van een bierleiding in bijvoorbeeld een biertapinstallatie, 25 waarbij een systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1-10 wordt gebruikt.

13. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 11 of 12, waarbij de spoelvloeistof voordat deze door de 30 elektrolysecel is behandeld ten minste 10 g/1, bij voorkeur ten minste 18 g/1 NaCl, meer bij voorkeur ten minste 24 g/1 NaCl bevat. 1031676 < / A

14. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 11 - 13, waarbij de spoelvloeistof nadat deze door de werkende elektrolysecel is behandeld ten minste 1 ppm, bij voorkeur tussen 2 en 10 ppm, meer bij 5 voorkeur tussen 4 en 8 ppm NaClOH bevat.

15. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 11 - 14, waarbij met in hoofdzaak regelmatige intervallen een kleine hoeveelheid spoelvloeistof 10 door de bierleiding wordt gestuurd of gedurende korte tijd de bierleiding wordt gevuld met spoelvloeistof.

16. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 11 - 15, waarbij de eerste elektronische schakeling met 15 de spoel tijdens het gebruik van de biertapinstallatie in hoofdzaak permanent een wisselend elektromagnetisch veld opwekt. 1031676