ATP Opdracht 5: Koeltechnieken. Wat heeft bier te maken met koeling?

Transcriptie

1 ATP Opdracht 5: Koeltechnieken 1. Inleiding We hebben tot nu toe onder andere geleerd dat de temperatuur van groot belang is om de kwaliteit van de goederen te behouden. Om aan de koudeketen te voldoen is het van belang dat de laadruimte goed geïsoleerd is, maar ook dat de koelcapaciteit van de installatie toereikend is. Hoe deed men dat vroeger? Lees hiervoor het volgende het stuk over bier. Wat heeft bier te maken met koeling? Ondergisting in Nederland afhankelijk van koelmachines De komst van koelmachines in de Nederlandse biernijverheid loopt gelijk aan de start van bedrijven die ondergistend gingen brouwen. Bij deze methode vindt namelijk de hoofdgisting plaats bij temperaturen van 5 tot 10oC. Zonder de toepassing van koelapparatuur is de ondergisting bij ons milde klimaat vrijwel onmogelijk. Dus daar moest iets voor bedacht worden! Grachtenijs en Noorsch ijs De eerste jaren gebruikte men natuurijs dat in goede, dat wil zeggen strenge winters uit grachten en vijvers werd gehaald. Meestal echter was de hoeveelheid 'inlandsch ijs' onvoldoende en moest ijs uit Noorwegen worden bijbesteld. Kun je je dat voorstellen? IJs inkopen en transport organiseren? Voor het grachtenijs sloot men, na verkregen toestemming van de gemeente, een contract af met een of meer aannemers die moesten zorgen 'dat zij telkens wanneer een nieuwe vorst begon, des morgens om 9 uur met minstens twaalf man aan de brouwerij waren, welke ploeg des middags tegen één uur tot minstens honderd man versterkt moest zijn, ten einde kelder en ijshuizen vol te stampen...'

2 Dit alles moest zo snel mogelijk gebeuren, want wanneer een winterzonnetje doorbrak kon het gebeuren, dat het ijs in de wagons of schuiten wegdooide voor het goed en wel opgeslagen was. De ijsindustrie in Noorwegen rond een warme winter. En dan? Met het ijs uit Noorwegen was het probleem, dat bij deze handel slechts een beperkt aantal ondernemers actief was. Zij maakten hiervan gebruik om, althans naar de mening van de brouwers, veel te hoge prijzen te vragen. Het 'Noorsche ijs' was aanvankelijk gemiddeld ongeveer vier à vijf maal zo duur als het 'inlandsche ijs'. Zoals van de Koninklijke Nederlandsche Beijersch Bierbrouwerij bekend is, kon een zachte winter de resultaten zeer nadelig beïnvloeden. In 1872 moest dit bedrijf '6 scheeps- en 3 stoombootladingen, tezamen 4100 ton' uit 'het Noorden' laten komen. Deze aankoop werkte 'zeer ongunstig op het financiële resultaat dezer Brouwerij,' meldde het jaarverslag van de Amsterdamse Kamer van Koophandel. Fabrieksijs Waarschijnlijk heeft Heineken eveneens te lijden gehad van de zachte winter van 1872, want in de herfst van het jaar daarop kocht de brouwerij voor de fabriek in Amsterdam een koelmachine. Het gekochte apparaat werd ingezet om het zogeheten fabrieksijs te maken. De koelmachine werd voor fl gekocht, hiervoor had Heineken de volgende prijsberekening gemaakt: 1000 kilo natuurijs uit de gracht f 4, kilo Noorsch ijs f 20, kilo machineijs f 5,00

3 Een schematische weergave van de koeling van een kleine brouwerij met een machine Op grond van deze calculatie meende het bedrijf, dat het mogelijk was de investering in de ijsmachine binnen een jaar terug te verdienen. Maar dat viel lelijk tegen. Vooral bij warm weer werkte het apparaat niet naar behoren. Dat kwam voornamelijk omdat dan het grachtwater dat in ijs moest worden omgezet, een te hoge temperatuur had en bovendien brak en ernstig vervuild was. Het rendement was derhalve veel lager dan voorzien. Verder kwamen er zowel in Amsterdam als Rotterdam voortdurend mechanische storingen voor. Door een constructiefout ontplofte in Amsterdam zelfs eenmaal de amoniakketel. Er vielen geen slachtoffers, maar omdat de brouwerij in Rotterdam juist kampte met een verstopping in een koelslang, moest voor veel geld elders ijs worden gekocht. In de Carlsbergbrouwerij maakte Feltmann kennis met het daar toegepaste systeem om de gistkelders te koelen. Hierbij gebruikte men een in de hoeken bevestigd metalen object dat door ijswater sterk gekoeld werd. Door langs dit gekoelde element met een ventilator lucht te blazen, ontstond een constante stroom van koude lucht, die de kelders als het ware koel blies. Deze wijze van werken vond Feltmann, waarschijnlijk in verband met de isolatie, toch minder geschikt en ontwierp hij een koelsysteem voor de gistkelders in Rotterdam, dat was gebaseerd op aan de zoldering bevestigde buizen. Hierdoor liet men een zoutoplossing met een temperatuur van min 3 à 4 graden celcius circuleren. De temperatuur in de gistkelders bleef op deze wijze constant op 2 à 5 graden celcius boven nul. In het voorjaar van 1880 werd het systeem in de gistkelders in Rotterdam aangebracht. Als koudebron gebruikte men overigens de al aanwezige Carré-machine van Vaass und Littmann.

4 Deze uitvinding was een grote stap voorwaarts. In het bijzonder voor Westen Midden-Nederland was het van belang, dat niet langer dure kelderruimten hoefden te worden gebruikt voor de opslag van ijs. De introductie van de goed werkende koelmachines maakte het verder mogelijk de produktie van bier belangrijk te vergroten, omdat de brouwerijen nu in principe continu konden werken. De kans op bedorven bier was immers belangrijk verminderd. Samenvattend De koelapparatuur heeft in de Nederlandse brouwwereld een belangrijke rol gespeeld in het concentratieproces dat na 1890 in deze bedrijfstak op gang kwam. Interessant? Tot zover een stukje geschiedenis van het brouwproces en koeling. 2. Koelen en verwarmen. Om iets warm te krijgen zijn er verschillende mogelijkheden. Bijvoorbeeld een vuurtje stoken, een gloeispiraal aanzetten (koffiezetter), microgolven creëren (magnetron), zonlicht bundelen, etc. etc. Maar hoe wordt er nu precies gekoeld? We kennen allemaal het systeem van de koelbox met koelelementen en hoe een kneuzing gekoeld wordt met coldspray, maar hoe werkt dit en wordt dit nog meer toegepast? Waarom heet een koelkast van origine een ijskast, heeft dat een achtergrond? En hoe werkt bijvoorbeeld een moderne koelkast of vriezer? Allemaal dingen die we thuis heel normaal vinden, maar waar we de achtergrond nog niet goed van kennen, dat gaan we onderzoeken!

5 Opdracht 1: Eutectische koeling Ga naar het volgende You Tube Kanaal: ygbll3kbz Bekijk daarop de volgende 2 video s: Nu je de beide video s bekeken hebt, lees dan hoofdstuk 12 in het boekje door: Eutectische koeling en combineer deze kennis met het stuk in deze opdracht over koeling en bier. Beschrijf in een verslag wat je nu weet van directe eutectische koeling. Denk hierbij aan hoe het ontstaan is en wat de voor- en nadelen kunnen zijn. Gebruik hiervoor o.a. de tekst uit de inleiding over het koelproces bij bier en noem specifiek wat in deze tekst de directe eutectische koeling is. In het stuk over bier staat ook nog een stukje dat betrekking heeft op indirecte eutectische koeling. Hoe werkt dat? Bedenk hierbij dat bijvoorbeeld zuiver water bij een buitentemperatuur van -1 graad celcius begint te bevriezen, maar hoe zit dat met zoutwater? Bij welke temperatuur bevriest zeewater (oostzee)? Hoe kan het verschil in stollings temperatuur gebruikt worden bij indirecte eutectische koeling in combinatie met de temperatuur in de laadruimte?

6 Opdracht 2: Mechanische koeling Ga naar het volgende You Tube Kanaal: ygbll3kbz Bekijk daarop de volgende video: - In deze video wordt omschreven hoe koeling in een koelkast plaats vindt. Lees nu hoofdstuk 10 in het boekje: mechanische koeling. Beschrijf in deel 2 van je verslag op welke manier deze koeling werkt en gebruik de kennis uit de vorige les over faseovergang en het verschil tussen energie toevoegen of ontrekken. Beschrijf verder of een mechanische koelinstallatie door stroom wordt aangedreven of misschien ook door andere brandstoffen. Wat zijn de voor- en nadelen van een mechanische koeling? Uitvoering: Het onderzoek moet worden uitgewerkt in een kort en bondig verslag waarbij de kern van het onderwerp: productkennis en verpakkingen 6 tot maximaal 15 a-4 tjes, volgens het standaard format van de opleiding MTL uitgetypt wordt. - Werk samen in tweetallen en bepaal de rolverdeling - Stel samen per onderwerp de zoektermen vast en bespreek de gevonden pagina s - Lees de pagina s samen door. - Bespreek na het lezen elkaars bevindingen en werk dit uit in Word, alvorens verder te gaan met het volgende onderwerp. - Stel het volledige verslag op en check op onvolkomenheden. - Lever het document in op magister. DENK OM HET VERMELDEN VAN DE SAMENWERKINGSPARTNER SUCCES!