NL2021604B1 - Toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal. - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het inhiberen van de vorming van biersteen. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het verwijderen van biersteen.

Description

Titel: Toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het inhiberen van de vorming van biersteen. Verder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het verwijderen van biersteen.

Biersteen is een bezinksel van calciumoxalaat, dat zich ophoopt aan de binnenkant van vaten waar bier gist. In deze afzetting kunnen zich (anaerobe) bacteriën nestelen en deze zijn dan ook moeilijk te verwijderen zolang het (poreuze) biersteen ze beschermt. Het gevaar van besmetting is dan ook vrij groot. Ook in bierleidingen, vaten en flessen, waarin bier bewaard wordt, kan biersteen ontstaan. Biersteen is niet met zuur maar met een base te verwijderen of EDTA. Er zijn ook brouwerijen, die de biersteen van de vaten afkrabben. Na het brouwproces moeten deze ketels met schoonmaakmiddelen worden gereinigd om de aanslag te verwijderen om daarmee besmetting te voorkomen.

Bij amateurbrouwers wordt biersteen vaak opgemerkt als een ruw aanvoelende laag die zich aan de binnenzijde van de gistingsemmer heeft afgezet, welke laag vooral bij het brouwen van donkere bieren goed te zien is. Voor het afzetten van de ruw aanvoelende laag maakt het niet uit van welk materiaal de emmer of het vat gemaakt is, de aanslag ontstaat altijd. Vaak wordt bij een dergelijke laag aan een soort kalkaanslag gedacht. Vele amateurbrouwers gebruiken daarom gootsteenontstopper om de laag te verwijderen waarna de daarmee behandelde gistingsemmers weer keurig schoon worden. Echter, nadat de laag biersteen is opgelost moet er goed worden nagespoeld met water, gevolgd door water met een beetje opgelost zuur, gevolgd door weer goed naspoelen met water.

In de octrooiliteratuur zijn diverse publicaties bekend die zich bezighouden met het verwijderen van biersteen.

De Russische publicatie RU2215594 heeft betrekking op een waterige samenstelling die op een metalen oppervlak toepasbaar is. Voornoemde samenstelling omvat salpeterzuur, een oxidatiemiddel en water, waarbij het als een oxidatiemiddel ijzertrichloride-hexahydraat bij de volgende mengverhouding, gew. %, bevat: salpeterzuur 100, 5-30 ijzertrioxide hexahydraat en 0,03-30 water.

De Britse publicatie GB785650 heeft betrekking op een samenstelling voor het verwijderen van biersteen en soortgelijke afzettingen van oppervlakkenomvattende ammonium en/of een alkalimetaal- bisulfaat tezamen met een geschikt oxidatiemiddel, waarbij de hoeveelheid bisulfaat voldoende is om een concentratie van ten minste 30 procent beschikbaar zwavelzuur te geven wanneer de samenstelling wordt gemengd met voldoende water om een samenstelling van een geschikte consistentie te vormen voor toepassing. Hoewel percarbonaten en perboraten ook worden genoemd, verdienen ammonium- en/of alkalimetaalpersulfaten de voorkeur en omvatten de samenstellingen in het algemeen ook een bindmiddel of drager zoals porseleinklei.

Voor het voorkomen van de vorming van biersteen is ook een mechanische oplossing gesuggereerd waarbij hier wordt verwezen naar de inrichting zoals geopenbaard in de Amerikaanse publicatie US 2015/059872.

De Internationale aanvrage WO 2011/092325 heeft betrekking op een samenstelling voor het voorkomen of verwijderen van onoplosbare zoutafzettingen, omvattende: a) een organisch zuur met twee functionele carbonzuurgroepen verkrijgbaar door fermentatie, gekozen uit de lijst van itaconzuur, itaconzuuranhydride, barnsteenzuur, barnsteenzuuranhydride en combinaties daarvan, en b) ten minste een verbinding die de afgifte van genoemd zuur uit genoemde samenstelling bepaalt, genoemde verbinding wordt gekozen uit de lijst omvattende: i) een hygroscopische verbinding, ii) een carbonaatbron, iii) een vertraagde zuur oplosbare verbinding, iv) een verbinding met een smeltpunt gelegen tussen 60 °C - 95 °C en combinaties daarvan. Als voorbeelden van afzettingen gevormd door onoplosbare zouten worden biersteen en melksteen genoemd.

De Chinese publicatie CN 1782054 heeft betrekking op een middel voor het verwijderen van biersteen bestaande uit natriumhydroxide 5-20 gew.% natriumgluconaat 2-15 gew.%, kaliumhydroxide 2-1 5 gew.% en water 50-91 gew.%.

De Chinese publicatie CN 104277932 heeft betrekking op een kalkreinigingsmiddel dat is samengesteld uit de volgende grondstoffen, in massapercentage: 5% -15% anorganisch zuur, 0,1% -0,5% fulvinezuur, 1% -5% citroenzuur, 0,1% -1% een oppervlakte-actieve stof, 0,5% -3,5% corrosieremmer, 0,4% -1% verdikkingsmiddel, 0,5% -2% reductiemiddel en de resterende hoeveelheid water.

De Poolse publicatie PL 400148 heeft betrekking op een corrosie werende samenstelling voor gebruik in staal en cementachtig materiaal, omvattende 35-75 gew.% polymeer, gekozen uit acrylpolymeer, methacrylpolymeer, acrylstyreen,

styreen-butadieen, polyvinylacetaat, poly(etheen)vinylacetaat, (poly)vinylacetaat en vinylesters, en 25-65 gew.% humuszuur en/of humuszuurzouten.

Het Amerikaans octrooi US 4,652,452 heeft betrekking op een methode voor het remmen van de vorming van calciumoxalaatprecipitaat tijdens de fase van het omzetten van graanzetmeel in vergistbare suikers en fermentatie tijdens het bierbrouwproces, waarbij de methode omvat het introduceren van ongeveer 0,05-1 eenheid/ml enzymactiviteit van oxalaatdecarboxylase afgeleid van Aspergillus of Collybia in het omzettingsproces en 0,005 -0,1 eenheid/ml oxalaatdecarboxylase van Aspergillus of Collybia in het fermentatiestadium, waarbij het oxalaat in hoofdzaak wordt afgebroken en neerslag van calciumoxalaat wordt vermeden.

De Russische publicatie SU 829 665 heeft betrekking op de productie van brouwersmout, omvattende het weken van graan (gerst) in aanwezigheid van een biologisch actief materiaal, waarbij de korrelontkieming wordt versneld en de moutvorming wordt verbeterd indien het water, dat voor het weken van graan wordt toegepast, 0,01-0,2 g. N (6) benzyl-adenine en 8-12 g humuszuur per ton graan bevat.

Daarnaast zijn uit de wetenschappelijke literatuur een tweetal publicaties bekend, te weten een artikel van KONSTANTINOS D DEMADIS ET AL, getiteld "Green Polymeric Additives for Calcium Oxalate Control in Industrial Water and Process Applications", MATERIALS PERFORMANCE, NACE INTERNATIONAL, HOUSTON, TX, US, vol. 50, no. 10, 1 oktober 2011, bladzijden 40-44, en een artikel van ZAHID AMJAD: "Gypsum Scale Inhibition Using Biopolymers and Synthetic Polymers", MATERIALS PERFORMANCE, NACE INTERNATIONAL, HOUSTON, TX, US, vol. 51, no. 10, 1 oktober 2012, bladzijden 48-52.

Publicaties die de algemene stand van de techniek weergeven zijn de Britse octrooipublicatie GB 315 287, het Amerikaans octrooischrift US 4 652 452, de Europese octrooipublicatie EP 0 892 040, de Internationale aanvrage WO 2017/177018 en de Internationale aanvrage WO 2015/038360.

De hiervoor genoemde maatregelen, waarbij in het bijzonder naar de schoonmaakmiddelen wordt verwezen die voor de reiniging worden toegepast, zijn chemisch en/of corrosief, wat een nadelige invloed heeft op het milieu. Ook is het een arbeidsintensief proces om de gistketels schoon te krabben. Wanneer dit niet wordt gedaan of vergeten, dan is er een serieuze kans op besmetting. Een dergelijkebesmetting heeft een nadelige invloed op de kwaliteit van het bier en kan zelfs in bepaalde situaties een gevaar vormen voor de veiligheid van het bier.

Een aspect van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een milieuvriendelijke maatregel die biersteen kan verwijderen.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een methode waarmee biersteen zonder een arbeidsintensief proces kan worden verwijderd of zelfs kan worden voorkomen.

De uitvinding zoals vermeld in de aanhef ziet toe op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het inhiberen van de vorming van biersteen.

Verder ziet de uitvinding zoals vermeld in de aanhef toe op de toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het verwijderen van biersteen.

De onderhavige uitvinders hebben verrassenderwijs geconstateerd dat de toepassing van een dergelijk fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal heeft geleid tot een onderdrukking van de vorming van biersteen. De onderhavige uitvinders hebben verrassenderwijs ook geconstateerd dat de toepassing van een dergelijk fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal heeft geleid tot een methode voor het verwijderen van biersteen. Aldus is aan een of meer doelstellingen voldaan. Onder de term “fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal” wordt een uitgangsmateriaal verstaan waarin fulvinezuur aanwezig is. Naast fulvinezuur kunnen ook nog andere bestanddelen aanwezig zijn.

Als een dergelijk fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal kan bijvoorbeeld humuszuur worden genoemd. Als een dergelijk fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal verdient het de voorkeur dat een bij een regeneratiestap, in het bijzonder een ionenwisselingsstap, uit een drinkwaterproductie-eenheid verkregen waterige productstroom wordt toegepast.

De onderhavige aanvrager is actief op het gebied van drinkwaterproductieprocessen. Humuszuren, ook wel humusstoffen genoemd, bestaan uit humus- en fulvinezuren, en komen vrij bij het ontkleuren van drinkwater. Dit zijn natuurlijke stoffen, afbraakproducten van organische stof onder zuurstofarme condities. Humuszuren worden gewonnen door middel van zogenaamde ionenwisselaars. Deze ionenwisselaars worden periodiek gespoeld (geregenereerd) met zout water. Het restproduct bestaat grotendeels uit water, zout, en humuszuren.

Door een unieke technologie worden water, zout en humusstoffen van elkaar gescheiden en kunnen deze stromen nuttig worden hergebruikt. Hierdoor worden zuivere humusstoffen verkregen (vloeistof) en — afhankelijk van de concentratie — geel tot bruin van kleur. Van dergelijke humuszuren is het bekend dat ze gunstig 5 kunnen worden toegepast voor het vruchtbaar maken van landbouwgrond: ze geven structuur aan de bodem waardoor die meer water en voedingsstoffen vasthoudt, verbeteren wortelgroei van gewassen, dienen als voeding voor micro-organismen en verbeteren de opname van mineralen. De duurzame toepassing van humusstoffen zal aldus zorgen voor een hogere gewasopbrengst en tegelijkertijd wordt de behoefte aan kunstmest- en fosfaatgebruik gereduceerd.

Voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is te beschouwen als een waterige productstroom die is verkregen bij het spoelen van ionenwisselaars. Dergelijke ionenwisselaars worden in drinkwaterproductieprocessen ingezet voor het ontkleuren van water. De waterige productstroom die bij het regenereren van de ionenwisselaars wordt toegepast, wordt van zout ontdaan, bijvoorbeeld via diafiltratie, en is in het bijzonder rijk aan humus-en fulvinezuren is. In een dergelijke waterige stroom ligt het gehalte humus-en fulvinezuren op een gehalte tussen 10-30 gew.%, op basis van het gewicht van de reststroom. Lagere gehaltes humus-en fulvinezuren van voornoemde reststroom kunnen worden verkregen door toepassing van zuiveringstechnieken. In de beschrijving is verder onder de term “fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal” een “humusrijke reststroom” te verstaan, te weten een waterige stroom die rijk aan humus- en fulvinezuren is. De term humuszuur is te beschouwen als een verzamelnaam van organische stoffen die uiteindelijk vrijkomen door langzame afbraak van de veenbodem en zorgen voor de gelige kleur van het grondwater in dat gebied. Naast veen komt humuszuur ook voor in steenkool en bruinkool.

In een bijzonder uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt Voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal toegepast in een bierbrouwproces, in het bijzonder in het vergistingsproces. Er zijn in principe twee verschillende manieren om bier te vergisten. Wanneer de gisting plaatsvindt bij kamertemperatuur, rijst de gist langzaam naar boven. De gist komt als een deken op het bier drijven. Deze methode wordt ‘hoge gisting’ of ‘bovengisting’ genoemd. Wanneer de temperatuur laag wordt gehouden, zakt de gist naar beneden. Dit heet dan ook ‘ondergisting’ of ‘lage gisting’. Tijdens de gisting zet de gist de aanwezigesuikers om in alcohol en koolzuurgas en wordt ook biersteen gevormd. Het is in een bepaalde uitvoeringsvorm aldus wenselijk dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal tijdens het (onder- dan wel boven) vergisten wordt toegevoegd aan het vergistingsproces.

De onderhavige uitvinders hebben ook waargenomen dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal ook gunstig kan worden toegepast in houders waarin bier wordt bewaard. In dergelijke houders, zoals fusten en flessen, kan ook biersteenvorming optreden. Door de toevoeging van voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt de vorming van biersteen tegen gegaan of zelfs voorkomen.

De onderhavige uitvinders hebben ook waargenomen dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal ook gunstig kan worden toegepast in leidingen waardoor bier wordt getransporteerd. Dergelijke leidingen bevinden zich in de inrichting waar het bier wordt gebrouwen, zoals bierbrouwerijen, maar ook in inrichtingen waar het bier wordt verkocht, zoals cafés en restaurants, maar ook bij mobiele units zoals die veelal op festivals worden toegepast. In dergelijke leidingen kan biersteen ontstaan en de toepassing van voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal heeft een gunstige invloed op het verwijderen dan wel het voorkomen van de vorming van biersteen. Voornoemde leidingen worden gespoeld met een waterig mengsel waaraan een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is toegevoegd. Het is daarbij mogelijk om de leidingen herhaaldelijk te spoelen om een goede verwijdering van biersteen tot stand te brengen. Het fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal kan vooraf met water worden gemengd waarna het aldus verkregen mengsel aan de leidingen wordt toegevoerd, of het fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt pas in de leidingen met een daardoor stromende vloeistof gemengd. Technieken en producten die kunnen worden toegepast tijdens productie van voedsel/dranken om vervuiling van tanks en leidingen tegen te gaan worden in de praktijk ook wel aangeduid als ‘Clean-in-place’ (CIP).

Het in de onderhavige uitvinding genoemde fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal kan in bepaalde uitvoeringsvomen verder ook nog andere bestanddelen bevatten, zoals bijvoorbeeld mineralen en andere zuren, zoals bijvoorbeeld humuszuren.

De onderhavige uitvinders hebben in bepaalde uitvoeringsvormen gevonden dat de hoeveelheid fulvinezuur 0,0001-1 gew.% bedraagt, bij voorkeur

0,01-0,5 gew.%, op basis van het gewicht van het totale mengsel waarin voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is toegepast. Een hoeveelheid lager dan 0,0001 gew.% geeft een onvoldoende resultaat ten aanzien van het inhiberen van de vorming van biersteen, dan wel het verwijderen van biersteen. Een hoeveelheid hoger dan 1 gew.% kan leiden tot een ongewenste beïnvloeding van het bereide bier, in het bijzonder ten aanzien van de smaak en kleur daarvan. Het fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal bezit in het algemeen een hoeveelheid fulvinezuur van 15-25 gew.%, waarbij het mogelijk is om voornoemd gehalte verder te concentreren en/of te drogen tot een waarde van ongeveer 95 gew.%. In de toepassing van bijvoorbeeld het bierbrouwproces is het in een uitvoeringsvorm mogelijk gebleken om een verdunning van 25x toe te passen waardoor de hoeveelheid fulvinezuur uitkomt op een waarde van 0,6-1 gew.%. In een andere uitvoeringsvorm is het wenselijk dit tot een factor 10.000x te verdunnen. Voor de toepassing van het spoelen van bijvoorbeeld leidingen is het mogelijk om van een onverdunde oplossing uit te gaan, te weten een hoeveelheid fulvinezuur van 25 gew.%, waarbij moet worden aangegeven dat verdunningen van bijvoorbeeld 100x -10.000x ook toepasbaar kunnen zijn.

In een bepaalde uitvoeringsvorm is voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal verkregen bij een proces van het ontkleuren van grondwater tijdens een drinkwaterproductieproces.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het brouwen van bier, omvattende mouten, maischen, koken, vergisten en rijpen, waarbij in voornoemde stap van vergisten een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal aan het te vergisten materiaal wordt toegevoegd. Door het toepassen van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal bij het vergistingsproces ontstaat geen aanslag op de brouwketels, waardoor de ketel slechts licht gereinigd hoeft worden. Daarnaast heeft de toepassing van fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal een gunstige invloed op het waterverbruik voor reiniging, naast een besparing chemicaliënverbruik. Ook is de toepassing milieuvriendelijk en kan een volgende sessie brouwproduct sneller worden opgestart vanwege het niet grondig hoeven reinigen van de brouwketels.

In een bepaalde uitvoeringsvorm van voornoemde werkwijze bevat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal verder humuszuren.

In een bepaalde uitvoeringsvorm van voornoemde werkwijze wordt fulvinezuur in een hoeveelheid van 0,0001-1 gew.%, bij voorkeur 0,01-0,5 gew.%, toegepast, berekend op basis van het gewicht van het totale mengsel waarin voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is toegepast. Voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal, dat in het hier besproken bierbrouwproces wordt toegepast, is bij voorkeur verkregen bij een proces van het ontkleuren van grondwater tijdens een drinkwaterproductieproces.

De onderhavige uitvinding zal aan de hand van een voorbeeld volgens de uitvinding en een ter vergelijking dienend voorbeeld nader worden toegelicht waarbij dient te worden opgemerkt dat de aanvraag in geen geval tot een dergelijk bijzonder voorbeeld is beperkt.

Voorbeeld In een eerste stap in het brouwproces wordt de gerst eerst geweekt in water, ook wel mouten genoemd. Zodra de gerst is ontkiemd, worden de graankorrels bij hoge temperatuur gedroogd om het kiemproces te stoppen. Vervolgens wordt de mout gemalen en gemengd met warm water. Als alle zetmeel is omgezet, wordt een filtratiestap uitgevoerd ter verkrijging van een heldere vloeistof, ook wel wort. De wort gaat vervolgens in de brouwketel en wordt aan de kook gebracht en hop toegevoegd. Na het koken wordt het aldus verkregen mengsel afgekoeld voor de gisting en hieraan wordt een waterige stroom toegevoegd die 4-5 gew.% fulvinezuur bevat. Na rijpen vindt opslag van het aldus bereide bier plaats.

Na voltooiing van het vergistingsproces werden de vergistingsketels geïnspecteerd en er werd geen afzetting aan de binnenzijde van de ketels waargenomen. Het volgens dit voorbeeld bereide bier had een goede smaak en kleur.

Ter vergelijkend voorbeeld Het brouwproces als beschreven in het voorbeeld hiervoor werd herhaald, doch er vond geen toepassing van fulvinezuur plaats. Na voltooiing van het vergistingsproces werden de vergistingsketels geïnspecteerd en er werd een ruw aanvoelende afzetting aan de binnenzijde van de ketels waargenomen. De ruwe laag kon slechts met chemicaliën, in het bijzonder een loogoplossing, worden verwijderd voordat een volgende vergisting in de ketels kon worden uitgevoerd. Het aldus gebrouwen bereide bier had een goede smaak en kleur.

Claims (13)

1. Toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het inhiberen van de vorming van biersteen.

2. Toepassing van een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal voor het verwijderen van biersteen.

3. Toepassing volgens een of meer van de conclusies 1-2, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt toegepast in een bierbrouwproces.

4. Toepassing volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt toegepast in het vergistingsproces.

5. Toepassing volgens een of meer van de conclusies 1-2, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt toegepast in houders waarin bier wordt bewaard.

6. Toepassing volgens een of meer van de conclusies 1-2, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal wordt toegepast in leidingen waardoor bier wordt getransporteerd.

7. Toepassing volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal verder humuszuren bevat.

8. Toepassing volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid fulvinezuur 0,0001-1 gew.% bedraagt, bij voorkeur 0,01-0,5 gew.%, op basis van het gewicht van het totale mengsel waarin voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is toegepast.

9. Toepassing volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is verkregen bij een proces van het ontkleuren van grondwater tijdens een drinkwaterproductieproces.

10. Werkwijze voor het brouwen van bier, omvattende mouten, maischen, koken, vergisten en rijpen, met het kenmerk, dat in voornoemde stap van vergisten een fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal aan het te vergisten materiaal wordt toegevoegd.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal verder humuszuren bevat.

12. Werkwijze volgens een of meer van conclusies 10-11, met het kenmerk, dat fulvinezuur in een hoeveelheid van 0,0001-1 gew.%, bij voorkeur 0,01- 0,5 gew.%, wordt toegepast, berekend op basis van het gewicht van het totale mengsel waarin voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is toegepast.

13. Werkwijze volgens een of meer van conclusies 10-12, met het kenmerk, dat voornoemd fulvinezuur bevattend uitgangsmateriaal is verkregen bij een proces van het ontkleuren van grondwater tijdens een drinkwaterproductieproces.