Bier filteren is vakwerk. Totdat er een nieuw bier op de markt komt.

De klant in deze case is een kleine onafhankelijke contract-bottler in het Verenigd Koninkrijk. Geen brouwerij met eigen recepten, maar een gespecialiseerd bedrijf dat het afvullen en bottelen verzorgt voor een groot en gevarieerd klantenbestand van ambachtelijke brouwers. Van klassieke lagerbieren tot bittere ales en stouts, en in toenemende mate alcoholarme en alcoholvrije varianten die de markt in rap tempo veroveren.

Dat laatste is relevant. Onderzoek van de Society of Independent Brewers liet zien dat het percentage jongeren tussen de 18 en 24 jaar dat geen alcohol drinkt in één jaar tijd steeg van 17 naar 23 procent. Voor contract-bottlers betekent die verschuiving dat de samenstelling van het te verwerken bier grilliger wordt. Alcoholarme bieren worden vaak geproduceerd via een hogere maistemperatuur, een biologisch proces dat geen extra kapitaalinvestering vereist, maar dat het filtratieproces op een manier belast die bij klassiek bier nauwelijks speelt.

Het filter blokkeerde. De voorfilterkaarsen zagen er brandschoon uit.

De steriele afvullijn was opgebouwd rond een beproefde filtratievolgorde: een filterpers op 3 micron, gevolgd door een geplooide polypropyleen dieptefilterkaars op 1,0 micron, en als laatste barrière een steriel PES-membraan op 0,45 micron. Een opzet die voor de meeste bieren prima werkte, maar bij de nieuwe generatie alcoholarme varianten regelmatig vastliep op het eindmembraan.

De blokkades waren grillig en onvoorspelbaar. Soms verliep een batch van 3.000 liter probleemloos, een volgende keer slibde het membraan dicht halverwege een partij van 850 liter. Wisselend van biertype, wisselend van brouwer, maar altijd op hetzelfde punt in de lijn. Omdat de voorfilterkaarsen bij inspectie nauwelijks beladen bleken, leek de logische conclusie dat de voorfilterkaarsen hun werk niet deden.

Die conclusie was juist, maar niet op de manier die het team verwachtte. De oorzaak lag in bètaglucanen, grote polysachariden die van nature in gerst en mout aanwezig zijn en normaal gesproken worden afgebroken tijdens het maischproces. Bij hogere maistemperaturen remt de warmte de werking van het benodigde enzym. De bètaglucanen blijven intact, komen mee in het bier naar de bottellijn, en vormen onder invloed van hoge doorstroomsnelheden een gelachtige substantie die recht door polypropyleenvezel heengaat tot het op het eindmembraan neerslaat en dat in korte tijd volledig dichtzet.

Een vervanging van de 1,0 micron voorfilterkaarsen door 0,5 micron varianten maakte geen enkel verschil. De gels waren niet kleiner dan de poriën, ze waren elastisch genoeg om er dwars doorheen te glijden.

Niet fijner filteren. Anders filteren.

De oplossing lag niet in een kleinere poriëmaat, maar in een fundamenteel ander filtermedium. De overstap van polypropyleen dieptefilterkaarsen naar kaarsen opgebouwd uit glasmicrovezels met een echte graëntdichtheidsstructuur bleek de sleutel. Bij dit type medium neemt de vezeldichtheid geleidelijk toe van buiten naar binnen, zodat de vuilbelasting over de volledige filterbreedte wordt verdeeld in plaats van aan de buitenkant te concentreren.

Glasmicrovezel onderscheidt zich van polypropyleen op het moment dat het aankomt op gelachtige, viskeuze verontreinigingen. Waar polypropyleenvezels te glad en te uniform zijn om bètaglucaangels vast te houden, creëert de onregelmatige glasvezelstructuur microscopische aanhechtingspunten die de gels mechanisch vastzetten voor ze het eindmembraan bereiken.

Parallel bleek ook de pomp een rol te spelen. De installatie draaide op doorstroomsnelheden tot vijf keer hoger dan de aanbevolen norm voor steriele bierfiltratie. Bij die flux ontstaan hoge schuifspanningen in de vloeistof, die de bètaglucanen juist aansporen tot gelvorming. De pomp werd vervangen door een versie met variabel toerental, waarmee de doorstroomsnelheid per biertype en batchgrootte nauwkeurig in te stellen is op de optimale bandbreedte van 1,5 tot 3 liter per minuut per 10 inch filterkaars.

De helft minder membranen. Het dubbele aan doorvoer.

Over een periode van twee jaar na de overstap verbruikte de contract-bottler de helft van het aantal steriele eindmembranen dat voorheen nodig was, zonder toename van het aantal gebruikte voorfilterkaarsen, en terwijl het totale biervolume dat door de lijn ging toenam. De grillige, onvoorspelbare blokkades verdwenen. De lijn draaide stabieler, de planning betrouwbaarder, en de hoeveelheid product die halverwege een batch moest worden stilgezet daalde naar nul.

De praktijk spreekt duidelijk genoeg: meer bier door dezelfde lijn, minder kosten aan verbruiksmateriaal, geen verstoringen meer bij de meest problematische alcoholarme varianten.

Voor iedere producent of contract-bottler die steriele bierfiltratie uitvoert op een divers en wisselend productassortiment geldt hetzelfde principe: de keuze van het voorfiltermedium bepaalt uiteindelijk de levensduur van het eindmembraan. Polypropyleen is goedkoop en gangbaar, maar biedt geen bescherming tegen gelachtige verontreinigingen zoals bètaglucanen. Een glasmicrovezel dieptefilterkaars met graëntdichtheidsstructuur doet dat wel, en de besparing op eindmembranen betaalt het verschil in aanschafprijs ruimschoots terug.