Kostbare metalen

KOSTBARE METALEN
Een inleiding over het gebruik van metalen voor brouwapparatuur

Stel je bent de trotse bezitter van een nieuwe wortkoeler of roestvaststalen vat. Het ziet er prima uit en maakt het brouwen gemakkelijker. Denk je dat je er over een jaar nog plezier van hebt? Terwijl je waarschijnlijk meteen ja zegt, weet je nog niet welke problemen je misschien te wachten staan. Hoewel het er onverslijtbaar uitziet kan het worden aangetast door verkeerd gebruik. Om je hiertegen te beschermen moet je kennis nemen van de verschillende metalen die bij het brouwen gebruikt worden en de manier waarop ze reageren op je bier en de verschillende schoonmaak- en desinfecteermiddelen.
Veel thuisbrouwers maken hun eigen materiaal, maar ook hier kunnen problemen ontstaan door corrosie of giftige oxidatie. In dit artikel wordt aangegeven wat elke thuisbrouwer zou moeten weten over metalen die meestal in de brouwerij gebruikt worden, zoals aluminium, koper, brons en roestvast staal. Het belangrijkste bij het brouwen is de zuiverheid van het product: we willen voorkomen dat er smaakafwijkingen ontstaan door het gebruik van het verkeerde materiaal. Een van de belangrijkste zorgen is de mogelijke interactie van het metaal met bier en wort. We hebben de natuurlijke neiging om te denken dat alles wat we drinken neutraal is als water, maar bij bier is dat niet het geval. Bier is een zure substantie met een matige lage pH (meestal 4,0 - 5,0); wort is meestal wat minder zuur (tussen 5,0 en 5,5). Door deze zure eigenschap is aandacht nodig voor het gebruik van metalen objecten bij de productie van bier. Een belangrijk onderdeel van dit verhaal gaat over het voorkomen van geur- en smaakafwijkingen die door deze metalen kunnen ontstaan. Met andere woorden: hoe kunnen we voorkomen dat metalen worden aangetast door vloeistoffen in je brouwerij en hoe bescherm je het bier tegen smaakafwijkingen die hierdoor kunnen ontstaan.

Aluminium
Aluminium is een goede keus voor brouwketels en direct verwarmde maisch- en filterkuipen. Het geleidt de warmte goed, voorkomt hot spots en verbranding van het wort of de maisch en het is veel goedkoper dan roestvaststaal. De aluminiumlegeringen die meestal gebruikt worden voor kookdoeleinden zijn de legeringen 3003 en 3004, die een erg hoge weerstand hebben tegen corrosie. Bij de temperatuur en pH (4-8,5), die normaal bij het brouwen voorkomen, zal aluminium niet aangetast worden en zullen er ook geen smaakafwijkingen ontstaan in het bier. Maar als je aluminium gebruikt voor je brouwketel, mag je hem niet glanzend schoonpoetsen na gebruik, want dan krijg je een metaalsmaak aan je bier. Zoals bij alle metalen, hangt de corrosiebestendigheid van aluminium af van een laagje oxide op het oppervlak. Als je dat wegschuurt verwijder je deze passieve film. Laat het daarom maar dof en grijs. Om deze passieve filmlaag te krijgen bij een nieuwe ketel maak hem dan grondig schoon, droog hem goed en zet hem gedurende 10 minuten in een oven bij 180C. Om aluminium schoon te maken nooit bleekwater gebruiken, want het kan kuiltjes achterlaten in het aluminium. Aluminium zal corroderen als het geplaatst wordt tegen koper in het wort of bier, maar deze meest agressieve situatie komt in een huisbrouwerij eigenlijk nooit voor.

Koper
Koper heeft een lange geschiedenis bij het brouwen. Het geleidt de warmte goed, het is gemakkelijk te vervormen en wordt daarom al heel lang gebruikt voor brouwketels. Tegenwoordig gebruiken professionele brouwers roestvaststaal, omdat het sterker is, beter bestand tegen zuren en beter te onderhouden. Maar voor de thuisbrouwer is koper en brons nog steeds het goedkoopst en de beste keus voor wortkoelers en andere onderdelen. Koper is goed bestand tegen zowel wort als bier. Bij normaal gebruik zal koper een stabiele oxide laag opbouwen (doffe koperkleur) die het beschermd tegen aantasting van het wort. Je moet oppassen dat er geen blauw-groene oxidatie ontstaat. Dit kopergroen bevat diverse chemische elementen, zoals koperacetaat, kopersulfaat of koperchloride. Deze stoffen zijn tamelijk giftig en mogen niet in contact komen met je bier of ander voedingsmiddelen. Om deze zware oxidatie te verwijderen kun je azijn gebruiken of andere zuurhoudende schoonmaakmiddelen. Voor het schoonmaken van koper en brons kun je het beste geurvrije afwasmiddelen gebruiken. Het schoonmaken van koperen wortkoelers met bleekmiddelen is niet aan te bevelen. Koper wordt aangetast door oxiderende middelen, zoals bleekmiddel en waterstofperoxide. Deze schoonmaakmiddelen zullen een zwarte oxidelaag veroorzaken. Deze zwarte oxidelaag beschermt het oppervlak niet tegen verdere aantasting en zal snel worden opgelost door het zure wort. Als een wortkoeler is schoongemaakt met bleekmiddel zal de gist worden blootgesteld aan mogelijk schadelijke hoeveelheden opgelost koper. Er zijn geen smaakafwijkingen bekend die in verband staan met koper.

Brons
Brons is een legering van koper en zink met wat lood erin. Het loodpercentage varieert, maar voor de legeringen die gebruikt worden in loodgieterswerk is het 3% of minder. Lood legeert of mengt niet met het koper of de zink, maar bestaat uit hele kleine bolletjes. Deze bolletjes fungeren als smeermiddel bij het bewerken en zorgen voor een micro-dunne film lood uitgesmeerd over het bewerkte oppervlak. Dit lood kan worden opgenomen door de zure oplossing van wort en bier. Hoewel deze kleine hoeveelheid niets is om je zorgen over te maken, zouden de meeste mensen liever hebben dat het er niet was. Gelukkig is dit dunne laagje gemakkelijk te verwijderen door de onderdelen onder te dompelen in een oplossing van azijn en waterstofperoxide. Dit kun je kopen bij de drogist of apotheek. Let er wel op dat de azijn 5 volumeprocenten azijnzuur bevat en de waterstofperoxide 3 volumeprocenten. Maak een mengsel van twee eenheden azijn op één eenheid waterstofperoxide. Het duurt 5 minuten om het oppervlak schoon en helder te maken. De kleur van het brons wordt goudgeel als het proces klaar is. Als de oplossing blauw of geel wordt en/of de onderdelen worden donker dan betekent dit dat de onderdelen te lang zijn ondergedompeld, de peroxide is opgebruikt en het koper wordt opgelost waardoor er meer lood vrijkomt. Maak dan een nieuwe oplossing en dompel de onderdelen opnieuw onder. Een overmatige hoeveelheid koper in wort (meer dan 5 ppm) kan een zeepachtige smaak veroorzaken en verhoogde productie van acetaldehyde en foezelalcohol door de gist. Net als koper zal brons dof worden bij normaal gebruik door een oxidelaagje wat het beschermt tegen het wort. Voor het schoonmaken kan brons hetzelfde behandeld worden als koper.

Roestvaststaal
Roestvaststaal is de legering die het meest wordt gebruikt in de voedings- en drankenindustrie. Deze legeringen zijn meestal de American Iron and Steel Institute (AISI) 304 of 316 die zeer corrosiebestendig zijn en inert voor bier. Alle roestvaststaal is een ijzerlegering met minstens 10,5% chroom (Cr) en een koolstofgehalte van minder dan 1%. Verschillende soorten roestvaststaal ontstaan door toevoeging van andere metalen in de legering, maar de aanwezigheid van chroom geeft het staal zijn weerstand tegen roest en corrosie. De 300-serie heeft een is een legering met 18% chroom en 8% nikkel. Er zit 0,15% of minder koolstof in. Chroom op het oppervlak van de legering reageert met de zuurstof in de lucht (of in het water) en vormt een passieve coating van chroomoxide (CrO2) deze laag is slechts 130 Angstrom dik (een Angstrom is 1x 10-8 cm) en toch beschermt het zure materialen, zoals wort en bier, tegen reacties met de legering waardoor een metaalachtige smaak aan het bier zou kunnen komen. Zolang deze chroomoxidelaag aanwezig is noemt men het roestvaststaal gepassiveerd. Als deze oxidelaag onderbroken wordt door ijzer (boren of staalborstel), opgelost door chemicaliën (bleekmiddel) of door hitte (lassen en solderen) zal het roestvaststaal roesten of corroderen. Het probleem met de corrosie van roestvaststaal is meestal niet de slechte smaak maar meestal een gat in een kostbaar stuk gereedschap. Om een gepassiveerd oppervlak te houden is het belangrijk om het staal schoon te houden. Dit gaat het gemakkelijkst door het gebruik van middeltjes uit de keuken voor het schoonhouden van roestvaststalen pannen. De actieve ingrediënt hierin is oxaalzuur, waardoor alle vervuiling wordt verwijderd en het metaal schoongemaakt tot het blanke metaal. Hierna zal de passieve oxidatielaag zich weer herstellen. Deze schoonmaakmiddelen werken ook goed om koper te reinigen.

Conclusie
Deze inleiding over het gebruik van metalen voor brouwapparatuur geeft aan wat iedere thuisbrouwer moet weten. Gewapend met deze kennis ben je in staat valkuilen te voorkomen waardoor er smaakafwijkingen of geruïneerde vaten kunnen ontstaan. In een volgend artikel zullen we ingaan op galvanische corrosie en samenvoeging van metalen door lassen en solderen.

John Palmer
Bron: Zymurgy, vertaald en bewerkt door Frits Haen