Koper en Bier

In Proost nr. 13 heeft Ad Schoenmakers, de brouwer van brouwerij De Gans uit Goes, ons gewaarschuwd voor het gebruik van koper. Aanleiding voor zijn lezersbrief was de "ruzie" over de wortverzamelpijp (eerder ook aangeduid met strainmaster en hevelfilter). In dit artikel ga ik op deze lezersbrief in en sta ik nog een keertje stil bij de wortverzamelpijp die de gemoederen in de amateur-bierbrouwerswereld nog steeds bezig houdt.

Het gebruik van koper

Ik denk dat menig amateur-bierbrouwer zijn werkbrauwen gefronst heeft bij het lezen van de brief. Is koper niet bij uitstek het materiaal waarvan brouw- en kookketels gemaakt worden? En hebben we niet allemaal koperen waterleidingbuizen in huis?
Tot zo'n 20 à 25 jaar geleden werden de professionele brouwinstallaties uitsluitend gemaakt van koper. De koperen glimmende brouwketel met de karakteristieke kap met schoorsteen is zelfs uitgegroeid tot een symbool voor bierbrouwerijen. Voordat koper gebruikt werd maakte men brouwketels van ijzer. Ten opzichte van ijzer heeft koper een aantal voordelen (1 en 2):

• het is minder corrosiegevoelig met andere woorden koper roest minder dan ijzer;
• het heeft een beter warmtegeleidendvermogen;
• het is makkelijker te verwerken waardoor ingewikkeldere constructies gemaakt kunnen worden.

Geen wonder dus dat bijna alle brouwerijen voorzien werden van koperen ketels. Het zal wel voortgekomen zijn uit een soort van minderwaardigheidscomplex maar ik weet dat er in het verleden ijzeren ketels beschilderd zijn met koperverf.
De laatste jaren wordt het koper helemaal verdrongen door roestvrijstaal (RVS, in België meestal aangeduid met de term INOX). Alle nieuwe installaties zijn van dit laatste materiaal. De redenen daarvoor zijn dat RVS zuurbestendig is, geen invloed heeft op de smaak van het uiteindelijke bier en makkelijk schoon te maken is. Gebruik overigens geen chloorhoudend middel voor het schoonmaken omdat chloor ongeveer de enige stof is die RVS aantast. (3)
Ondanks het feit dat koper als materiaal voor brouwinstallaties heeft afgedaan kun je regelmatig nieuwe brouwinstallaties tegen komen met een koper uiterlijk. Dit is vooral het geval bij de nieuwe kleine huisbrouwerijen waar de installatie te zien is vanuit het horecagedeelte van de brouwerij. Het grote publiek associeert schijnbaar nog steeds koper met ambachtelijk brouwen en het oog wil ook wat. Bij deze installaties is meestal sprake van uiterlijke schijn omdat veel van deze ketels dubbelwandig zijn uitgevoerd. De binnenkant is dan gewoon van RVS.

Koperionen

Er is nog een andere reden waarom het koper langzaam maar zeker uit de professionele brouwerijen verdwijnt. Wort is zoals jullie allemaal weten licht zuur. Door deze zure omgeving lossen uit de koperen ketels kleine hoeveelheden koperionen op in het wort. Ook via de mout komt er een kleine hoeveelheid koperionen in het wort. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid koperionen is helemaal niet verkeerd. Gist heeft zelfs een geringe hoeveelheid koperionen nodig voor de opbouw van nieuwe cellen (1). Ook hier geldt echter overdaad schaad. Koper behoort tot de zware metalen en hiervan mag je niet te veel binnen krijgen. Ook de gist legt het loodje bij te veel koper. Verder geven hoge koperconcentraties smaakafwijkingen aan het bier (4). Het is een bekend verhaal dat sommige brouwerijen die de overstap van koperen naar RVS ketels net hadden uitgevoerd koperen strips in hun brouwketels hingen om een al te bruuske smaakverandering te voorkomen.

Te veel koper

Anders dan Ad Schoenmakers denk ik dat je je niet te druk moet maken over een kopervergiftiging, zeker als het gaat om een koperen wortverzamelpijp die gebruikt wordt in een emaillen pan. De pH van het beslag heeft bij het filteren een pH waarde van 5,4 en dat is zwak zuur, de temperatuur ligt zo bij 75C en het filteren duurt betrekkelijk kort (1 à 1,5 uur). Verder heeft een wortverzamelpijp maar een beperkt oppervlak.
Als je een koperen kookketel gebruikt zoals Ad die heeft in zijn brouwerij De Gans, krijg je meer koperionen in je wort. Het wort is zuurder geworden door reacties tijdens het koken (pH 5,2 à 5,1) en de temperatuur is een stuk hoger dan bij het filteren. Hierdoor gaat het oplossen van koperionen een stuk gemakkelijker. Maar zelfs dan zal het kopervergiftigen wel meevallen. Bier wordt gecontroleerd door de Keuringsdienst van Waren en bij mijn weten is er nog nooit een bier uit de markt genomen omdat de concentratie aan koperionen te hoog was.
Ad Schoenmakers maakt in zijn brief een vergelijking met de teloorgang van het Romeinse Rijk door loodvergiftiging en het gebruik van een koperen wortverzamelpijp. Ik denk dat in zowat elk Belgisch en Nederlands huishouden koperen waterleidingpijpen aanwezig zijn. Omdat drinkwater een primaire levensbehoefte is die onder strenge overheidscontrole staat heb ik zo het vermoeden dat de vergelijking niet helemaal op gaat.
Als je echter de keuze hebt tussen koper en RVS en je kunt je de extra kosten veroorloven dan verdient het laatste metaal zeker de voorkeur. Daarin moet ik Ad gelijk geven. Metalen vergistingsvaten moeten altijd van RVS gemaakt zijn en nooit van koper. Tijdens de vergisting daalt de pH van 5,2 tot ongeveer 4,5. Verder duurt het meestal enkele dagen voor de vergisting afgelopen is. Door de lage pH-waarde en de lange contacttijd gaan er dan echt te veel koperionen in oplossing.

Het solderen van koper

Een ander punt dat Ad aanroert heeft betrekking op het solderen van koperen leidingen. Voor het solderen van drinkwaterleidingen mag er volgens Ad geen gebruik meer worden gemaakt van de soldeervloeistof S39. Navraag bij de fabrikant, de firma Perfecta Chemie te Goes (de plaats waar overigens ook Ad Schoenmakers woont), leerde mij dat S39 een vloeistof is bestaande uit zink- en ammoniumzouten. Door sterke verhitting van de vloeistof ontstaat er zoutzuur. Dit zoutzuur zorgt er voor dat je een beter soldeerresultaat verkrijgt. De vloeistof is voor 100% oplosbaar en bevat geen verdikkingsmiddelen waardoor het afspoelen niet belemmerd wordt. Als je de leiding dus even doorspoelt na het solderen is er niets aan de hand.
Speciaal voor solderen van koperen waterleidingspijpen heeft Perfecta Chemie een aantal KIWA-gekeurde produkten ontwikkeld. Allereerst noem ik soldeervloeistof S39 Cu. Deze vloeistof is gelijk aan de normale S39 met dit verschil dat S39 CU een 7x lagere concentratie aan zink- en ammoniumzouten bevat. Deze hoeveelheid is voldoende voor het goed solderen van koperen leidingen (scheikundigen gebruiken de letters Cu om koper aan te duiden). Door de lagere concentratie is de vloeistof corrosieveilig. Net als de gewone S39 is de vloeistof 100% waterafspoelbaar, zelfs na langere tijd.
Verder worden er een tweetal loodvrije vertinningspasta's en ook zilversoldeer en kopersoldeer gevoerd. Zilver- en kopersoldeer bevatten 97% tin en respectievelijk 3% zilver dan wel 3% koper (5). In tegenstelling tot lood is tin niet giftig (6).
Voor alle duidelijkheid: ik heb geen aandelen Perfecta Chemie noch heb ik andere financiële bindingen met deze firma.

Solderen is niet noodzakelijk

Het solderen van een wortverzamelpijp is niet strikt noodzakelijk. Op Internet is een artikel te vinden van Jeff Benjamin over een wortverzamelpijp die niet gesoldeerd is (6). De grootte van de wortverzamelpijp is precies op de beslagketel afgestemd. Voordat begonnen wordt met het brouwen worden de losse onderdelen in elkaar geschoven en onder in de beslagkuip gelegd. Uiteraard moet je er voor zorgen dat de gleuven aan de onderkant zitten. Net als bij de door Triple W gepropageerde wortverzamelpijp verlaat het wort via een hevel de pan. Volgens Jeff hoef je niet bang te zijn dat de wortverzamelpijp uit elkaar valt omdat hij precies in de pan past. Uit een e-mail van Jeff Benjamin d.d. 19 januari 1993 aan Django Bijlsma is mij gebleken dat deze soldeervrije wortverzamelpijp al drie jaar geleden bekend was in Nederland.
Ik weet niet of Django een dergelijke wortverzamelpijp gebouwd heeft maar uit een e-mail die ik vrij recent kreeg bleek dat Jasper Dijkers uit Kattendijke (een plaatsje vlak bij Goes) heel tevreden is over een wortverzamelpijp die hij naar het voorbeeld van Jeff Benjamin gemaakt heeft. Hier volgt met toestemming van Jasper een stukje uit zijn e-mail: "Via mijn werk heb ik een aansluiting op Internet en daar vond ik het verhaal van Jeff Benjamin. Ik ben naar de doe-het-zelf winkel gestapt en heb wat pijp en T-stukjes gekocht. Het ontwerp van Jeff Benjamin was in mijn ogen niet goed genoeg en ik heb er wat aan aangepast. Tijdens het eerste gebruik geraakte ik in jubelstemming. Met de filteremmers moest ik al gauw een 10 tot 15 liter aftappen voordat het echt helder was. Met het hevelfilter was het na twee liter kraakhelder. De pan staat in de hooikist en blijft keurig op 78 C. En geen geklieder. Ik heb een tweede pan op de kop getikt dus nu kan ik meteen beginnen met koken. Voor mij geen filteremmers meer!"
De aanpassing die Jasper heeft aangebracht heeft betrekking op de plaats van de afvoerpijp. Naar het oordeel van Jasper werkt de wortverzamelpijp beter als de hevelafvoerpijp centraal in midden zit.
Jasper laat het pijpstelsel in de beslagketel zakken als hij klaar is met maischen. Hij let er dan altijd zorgvuldig op dat dat de siliconenslang al aan de centrale afvoerpijp bevestigd is. Als deze slang ontbreekt ontstaat er een soort fontein. De slang voorkomt dus rommel en brandwonden.
Volgens mij is het grootste voordeel van een niet gesoldeerde wortverzamelpijp dat je hem heel makkelijk schoon kunt maken. Bij de vele ontwerpen die ik de laatste tijd gezien heb heb ik ten aanzien van dit punt mijn twijfels. Ook Jasper ziet dit voordeel, hij spoelt de losse pijpjes even door met wat water en gebruikt zonodig een borsteltje.

Koperoxide en schoonmaken

Het laatste punt van de brief van Ad Schoenmakers waarop ik wil reageren betreft de vorming van koperoxide. Koper is een halfedelmetaal verwant aan goud en zilver. Zuiver koper is roodachtig. Messing, een legering van koper, heeft een gele kleur. Zoals denk ik iedereen in zijn portemonnee kan zien krijgen koperen munten na verloop van tijd een bruinachtige kleur. Dit is een gevolg van de vorming van koperoxide. Dit koperoxide heeft een beschermende werking voor verdere corrosie van het koper.
In zijn brief heeft Ad het over kopergroen. Ook dit is een vorm van koperoxide die alleen ontstaat in een vochtige omgeving. Zoals Ad aangeeft is koperoxide zeer giftig. Dit komt doordat koperoxide veel makkelijker dan metallisch koper oplost in een zure medium. Er komen met andere woorden veel meer koperionen in een korte periode in oplossing. Voor de vorming van kopergroen hoef je niet te vrezen als je je koperen brouwapparatuur in een droge omgeving bewaart. Zelf gebruik ik al zo'n zes jaar een zeer primitieve koperen wortverzamelpijp om het wort in mijn filterkuip naar mijn afvoerkraantje te laten stromen. Deze pijp spoel ik steeds goed uit met heet water en zet ik na afloop zodanig weg dat er geen waterresten in de pijp blijven. De pijp is nog nooit groen geworden door vorming van koperoxide. Als de bewaaromstandigheden bij jou niet zo goed zijn dan kun je wanneer de wortverzamelpijp een lichte bruine of licht groene aanslag makkelijk verwijderen met een citroenzuuroplossing. Dat daarna de pijp misschien wat minder glad is is volgens mij geen probleem zolang de buizen maar schoon worden.
Voor het schoonmaken van een wortverzamelpijp kun je overigens maar beter geen gebruik maken van chloorhoudende schoonmaakmiddelen. Onder invloed van chloor wordt zwart gekleurd koperoxide gevormd. Het is denk ik wel handig om de uiteinden van een wortverzamelpijp zodanig te construeren dat deze gemakkelijk geopend kunnen worden. Moutrestanten kunnen dan op eenvoudige wijze weggespoeld en zonodig met een borsteltje verwijderd worden. Er zijn afsluitstukken met schroefdraad in de handel en je kunt natuurlijk ook gebruik maken van siliconen stoppen (rubberen stoppen zijn temperatuurgevoelig en kunnen smaak afgeven). Spoel een wortverzamelpijp altijd goed uit met water en gebruik dus eventueel een zuuroplossing voor het reinigen. De pijp moet huishoudschoon zijn, desinfecteren is volgens mij niet nodig in verband met de hoge temperatuur waarbij een wortverzamelpijp wordt gebruikt.

Conclusies

• Koper is een metaal dat beschikt over een aantal unieke eigenschappen. In het verleden is koper veelvuldig gebruikt voor het vervaardigen van brouwinstallaties. Door de taaiheid en buigzaamheid kunnen er eenvoudig ingewikkelde constructies mee worden gemaakt.
• Een teveel aan koperionen is toxisch voor de gist en de mens. Vergist nooit in een koperen ketel. Bij het gebruik van een koperen wortverzamelpijp hoef je niet bang te zijn voor een te hoge concentratie aan koperionen.
• Het is mogelijk om zonder risico's voor de gezondheid koper te solderen.
• Koper is niet sterk corrosiegevoelig. Als je koperen brouwapparatuur droog bewaart hoef je niet bang te zijn voor de vorming van het giftige koperoxide.
• Gebruik geen chloorhoudende middelen voor het schoonmaken van koper maar azijnzuur of citroenzuur.

Referenties

1. J.S. Hough, D.E. Briggs, R. Stevens en T.W. Young, Malting and Brewing Science, Volume 2, Hopped Wort and Beer, Chapman and Hall, 2e druk 1982.
2. Prof. Ludwig Narziss, Abriss der Bierbrauerei, Ferdinand Enke Verlag Stuttgart, 5e druk 1986.
3. John J. Palmer, Corrosion Problems in Brewing, Internet, http://www.primenet.com/~johnj/brewcorr.txt.
4. Dr.-Ing. Karl-Ullrich Heyse, Handbuch der Brauerei-Praxis, Verlag Hans Carl Nürnberg, 2e druk 1989.
5. Loodvrij solderen met vertinningspasta's S-39 Tin-Lt Ag3/Cu3, Technische Unie Post, januari 1996 (met dank aan Frits Haen voor het beschikbaar stellen van deze informatie).
6. Jeff Benjamin, Boiling in Tinned Copper, Internet, rec.crafts.brewing d.d. 8 januari 1996.
7. Jeff Benjamin, Copper Lautering Manifold, Internet, http://alpha.rollanet.org/library/Manilaut.html.

Bron: Jacques Bertens