Air semprot yang direcirkulasi di tunnel pasteurizer bisa berubah menjadi musuh dalam selimut: membangun kerak, menumbuhkan biofilm, dan mempercepat korosi—mengacaukan nozel dan hitungan pasteurization units (PU). Kuncinya: program kimia yang dikelola ketat dan kendali PU berbasis data.
Tunnel pasteurizer bekerja dengan menyemprot kemasan bir menggunakan air panas-dingin secara bertahap dalam loop tertutup. Air sirkulasi ini sering membawa mineral dan residu organik (tumpahan bir, ragi, sisa pembersih) yang, jika dibiarkan, menjadi sumber kerak dan biofilm. Analisis Yanjing Brewery menulis “spray water for sterilization is often…river or well water” dan ketika ada tumpahan atau “exploding bottles”, wort dan ragi masuk ke bak; di zona dingin terbentuk “viscous mycoderm” (biofilm) yang bisa “plug nozzles and upset sterilization” (patents.google.com).
Peringatan serupa datang dari Diversey/Solenis: pertumbuhan mikroba seperti Pseudomonas memicu biofouling yang “blocks spray nozzles, screens and filters”, sementara garam kesadahan (Ca, Mg) membentuk kerak isolatif yang “blocks spray nozzles, reducing beverage shelf-life, heat transference and operational efficiency” (solenis.com; solenis.com). Dampaknya nyata: transfer panas buruk, risiko korosi, bahkan noda karat pada crown dan cans—berujung biaya energi, air, dan perawatan yang membengkak.
Kimia Air Mashing Bir: Peran Kalsium vs Magnesium & Gypsum vs CaCl₂
Program kimia pengendalian loop pasteurizer
Strategi efektif selalu menargetkan tiga front: kontrol mikrobiologi, pencegahan kerak (scaling), dan inhibisi korosi. Kontrol mikrobiologi memakai oxidizing biocides (bahan oksidator pembunuh mikroba) yang didosis ke loop semprot secara real time—umum dipakai: sodium hypochlorite, chlorine dioxide, peracetic acid, atau glutaraldehyde. Metode Yanjing menjaga ~0,5–1,0 mg/L free Cl₂ dengan penambahan NaOCl tiap 30–60 menit (patents.google.com).
Program sensor Inwatec menyuntik biocide berbasis chlorine dioxide (“INWASAN”) secara kontinyu; ini menembus biofilm dan mengoksidasi sel. Hasilnya, satu brewery Belgia memperpanjang interval CIP (clean‑in‑place, pembersihan in situ) dari 2 minggu menjadi >8 minggu (inwatec.com), dibantu sensor biofilm real time (mis. heat‑transfer probe) untuk memicu dosing sebelum fouling berat (inwatec.com; inwatec.com). Pedoman desain menegaskan kompatibilitas bahan: setiap biocide/additive harus cocok dengan stainless steel dan plastik pasteurizer (eshop.czechminibreweries.com); bahan pengawet kuat seperti quats meski efektif, sering dihindari karena menyulitkan pengolahan air limbah.
Dalam praktik, opsi biocide tersedia sebagai paket siap-guna; di lini makanan/minuman, portofolio seperti biocides dipadukan dengan kontrol dosis otomatis agar residu oksidator stabil dan biofilm tetap runtuh sepanjang siklus operasi.
Pengendalian pembentukan kerak
Strategi paling murah adalah mencegah kesadahan mengendap sedari awal. Upstream, air umpan sebaiknya dilunakkan/purified (RO/softener) ke <4–6 °dH (~70–100 mg/L CaCO₃) bila memungkinkan (eshop.czechminibreweries.com). Unit seperti softener lazim untuk menghilangkan Ca/Mg, sementara kualitas air baku dengan TDS lebih tinggi dapat ditangani menggunakan reverse osmosis air payau sebelum masuk ke loop pasteurizer.
On‑line, antiscalant polimer dan asam pengompleks mencegah deposisi. Skema proses Red Bull mensyaratkan ≤2,2 mmol/L asam organik (sitrat, glukonat) sebagai pengikat kalsium (freepatentsonline.com) dan ≤0,2 mmol/L inhibitor fosfonat (freepatentsonline.com). Fosfonat (HEDP atau serupa) plus polimer poliakrilat/polifosfat (≤0,4 g/L) semakin mensekuestrasi mineral (freepatentsonline.com; freepatentsonline.com). Beberapa sistem mengatur pH: pH netral‑sedikit asam memperlambat pembentukan CaCO₃; salah satu metode menurunkan pH air semprot ke 3,5–7,0 dengan asam, lalu menambahkan oksidator seperti ClO₂ (≤0,4 mmol/L) (freepatentsonline.com). Dosis asam (mis. sitrat atau fosfat) wajib food‑grade; flush asam musiman/berkala saat CIP mengangkat kerak membandel. Portofolio antiskalang seperti scale inhibitor dirancang menahan deposisi sehingga nozel dan permukaan transfer panas tetap bersih—sejalan temuan Diversey bahwa antiscalant efektif “inhibit scale deposition and build up” dan mencegah sumbatan serta rugi efisiensi (solenis.com).
Proteksi korosi komponen dan kemasan
Air agresif mempercepat korosi pada baja/besi dan crown/can. Praktiknya: menjaga pH netral‑sedikit basa (salah satu vendor bahkan merekomendasikan pH>7) (eshop.czechminibreweries.com) dan menambahkan corrosion inhibitor. Skema Red Bull menambahkan jejak garam seng ≤0,06 mmol/L (~3–4 mg/L) sebagai body‑feed inhibitor (freepatentsonline.com). Opsi lain adalah sodium nitrite atau molybdate, meski nitrit kurang umum di minuman. Karena oxidizing biocide dapat memperparah serangan pada logam, inhibitor terpisah dibutuhkan; Inwatec menyoroti pengukuran redox air dan injeksi inhibitor secukupnya sehingga setelah pasteurisasi terbentuk film protektif pada crown, mencegah karat (inwatec.com). Diversey mencatat kimia air buruk memicu “iron rust spots on bottle crowns…or staining of aluminum cans” (solenis.com). Skema inhibitor seperti corrosion inhibitor, ditambah drainase/pengeringan memadai, menghindari cacat tersebut.
Mash pH 5,2–5,6: Ilmu Buffer Malt dan Asam Pangan
Instrumentasi dan dosis terkontrol
Secara operasional, brewery menjalankan closed‑loop controller atau dosing skid untuk bahan kimia. Program tipikal menjaga pH loop semprot ~7–8 (membatasi korosi) dengan boost asam/basa periodik, residu oksidator ~0,5 mg/L, dan inhibitor skala dalam level ppm rendah. Spesifikasi vendor bahkan menawarkan modul dosis opsional “pre‑installed system for dosing of chemicals – biocide & anticorrosive solutions” (eshop.czechminibreweries.com). Pompa berakurasi tinggi seperti dosing pump dan sensor level membantu feed konsisten, sedangkan setpoint disetel berdasarkan pH, redox, dan kesadahan, lalu diverifikasi independen via konduktivitas atau titrasi.
Dampaknya terukur: Inwatec melaporkan bahwa dengan perawatan kontinu, brewery Belgia itu memangkas frekuensi pembersihan ~75% (dari dua mingguan menjadi dua bulanan), menghemat air, uap, dan downtime (inwatec.com). Sejalan catatan Diversey, tanpa ini, kerak memaksa descaling lebih sering dan meningkatkan risiko pecah botol (solenis.com).
Pemantauan dan kendali pasteurization units (PU)
PU (pasteurization units) mengukur daya bunuh mikroba: 1 PU = 1 menit pada 60 °C untuk bir, dengan nilai Z=7 °C (Z‑value adalah sensitivitas suhu proses terhadap tingkat bunuh) (redpostltd.com). Secara ilmiah, kestabilan bir butuh ~5 PU, namun “brewers aim for 15–30 PU” sebagai margin keamanan (redpostltd.com). Konteks regulasi Indonesia juga memposisikan pasteurisasi sebagai proses pembunuhan patogen (id.scribd.com). Tantangannya: mencapai target PU untuk jaminan mikrobiologi tanpa over‑pasteurizing yang boros energi dan merusak flavor (oksidatif).
Profil suhu harus presisi. Tunnel dibagi ~10–20 zona semprot-balik dengan setpoint berjenjang (mis. 20 °C→50 °C→70 °C→20 °C). Sensor PT100 atau thermocouple di nozel membaca suhu air; loop PID menyesuaikan steam/hot‑water valves dan cooling flows. Akurasinya krusial: selisih 0,1 °C saja memicu ~3,3% error perhitungan PU; sensor dikalibrasi rutin (lookup table atau ice bath) untuk akurasi ±0,1 °C pada rentang 20–80 °C (redpostltd.com).
Lebih penting dari suhu air adalah suhu produk di “cold‑spot” (titik paling lambat memanas, biasanya di tengah botol/kaleng). Lab kualitas memakai “PU monitor”: paket uji atau dummy bottle dengan logger suhu yang ikut melintas di tunnel (redpostltd.com). “The liquid within a package…” tidak homogen; hanya pengukuran di cold‑spot memberi worst‑case yang valid (redpostltd.com). Ada kasus di mana lini mengira 20 PU, tetapi monitor menunjukkan >200 PU—over‑pasteurizing masif (redpostltd.com).
Perhitungan PU dilakukan digital dengan rumus diskrit per 1‑menit: PU = t·10^((T–60)/7) (redpostltd.com). Terapkan “PU cutoff temperature”: di bawah ~50 °C, daya bunuh diabaikan; Redpost merekomendasikan cutoff ~5 °C di bawah suhu minimum hold‑zone agar waktu idle conveyor tidak ikut terhitung (redpostltd.com).
Alarm dan loop kendali PLC harus menangkap deviasi—seperti zona yang out‑of‑spec atau debit nozel yang turun. Nozel tersumbat menurunkan suhu lokal dan PU yang disalurkan. Yokogawa mencatat jeda inspeksi 6 jam saja bisa membiarkan produk tidak terpasteurisasi lolos (yokogawa.com). Pemantau real time—kamera inframerah atau distributed fiber sensors—mendeteksi anomali penurunan suhu sepanjang tunnel (yokogawa.com). Closed‑loop control yang baik otomatis memperlambat konveyor atau menaikkan suhu inlet bila produk exit temperature atau PU kumulatif di bawah target.
Validasi dan trending wajib: log seluruh data PU per batch; lakukan uji tantang mikrobiologi atau indikator sterilitas berkala untuk mengonfirmasi bahwa “15 PU” memang mencapai log‑reduction yang dipersyaratkan. Tren historis mengungkap drift—mis. pompa/nozel makin kotor membuat PU rata‑rata turun seiring waktu kecuali dibersihkan. Re‑kalibrasi sensor kapan pun ada perawatan/penyetelan signifikan.
Mash Terlalu Kental? Enzim & Sekam Padi Solusi Lautering Cepat
Ringkasan eksekusi berbasis data
Loop air pasteurizer harus ditangani proaktif untuk mencegah kerak, korosi, dan biofilm; pasteurizer itu sendiri harus dipantau cermat agar dosis PU pas. Program kimia yang rapi (biocide + inhibitor + pelunakan/RO) memangkas perawatan secara dramatis (inwatec.com; solenis.com). Di saat bersamaan, pemantauan PU (cold‑spot probe dan kontrol otomatis) menjamin keamanan produk dengan beban panas minimal (redpostltd.com; redpostltd.com). Kombinasi praktik berbasis data ini memaksimalkan throughput dan umur simpan, tanpa energi terbuang atau degradasi mutu.
