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Les métaux en brasserie

Pour le nettoyage courant du cuivre et d'autres métaux, les nettoyants à base de percarbonate (PBW = Oxyclean = oxygène actif [ndt]) sont le meilleur choix. Pour des conditions fortement oxydées l'acide acétique est très efficace, surtout quand cet acide est chaud. L'acide acétique est disponible dans les épiceries sous la forme de vinaigre blanc à une concentration d'acide acétique de 5% en volume.

Le nettoyage du cuivre

Les brasseurs qui utilisent des refroidisseurs de moût par immersion (serpentin [ndt]) sont toujours surpris de voir combien le refroidisseur devient lumineux et brillant la première fois qu'il ressort du moût. Si le refroidisseur n'est pas lumineux et brillant avant d'être immergé dans le moût, devinez où vont la crasse et les oxydes à la fin ? Yep, dans votre bière !

Les oxydes de cuivre se dissolvent plus facilement dans le moût légèrement acide que le cuivre lui-même. En nettoyant une fois le tube de cuivre avec de l'acide acétique avant la première utilisation et en rinçant à l'eau immédiatement après chaque utilisation, le cuivre restera propre, sans dépôt d'oxyde ou de moût qui pourraient abriter des bactéries. Le nettoyage du cuivre avec du vinaigre ne devraient être réalisé que de temps en temps.

Vous n'avez pas besoin de nettoyer le cuivre "lustré-brillant" après chaque utilisation. Avec le temps, le cuivre devrait prendre une couleur cuivre terne, pas noir, pas vert ou bleu, juste terne, comme une vielle pièce de monnaie. Cet oxyde de cuivre est relativement inerte dans le moût et minimise la dissolution du cuivre, plus que du cuivre "lustré-brillant".

Le meilleur désinfectant pour les refroidisseurs à contre-courant est le Star San (produit sans rinçage à base d'acide phosphorique [ndt]). Il est acide et peut être utilisé pour nettoyer le cuivre ainsi que désinfecter. La désinfection avec le Star San ne prend que quelques minutes et ne doit pas être laissé en contact avec le refroidisseur plus d'une heure, car il risque de commencer à dissoudre le cuivre.

Le nettoyage et la désinfection du cuivre avec une solution d'hypochlorite n'est pas recommandée. Le chlore et les hypochlorites (eau de Javel) provoquent l'oxydation et le noircissement du cuivre et du laiton. Si ces oxydes viennent en contact avec un moût acide ils se dissolveront rapidement et pourraient exposer les levures à des quantités de cuivre pouvant être nuisibles pendant  la fermentation.

Le nettoyage du laiton

Certains brasseurs utilisent des raccords en laiton avec leurs refroidisseurs de moût ou autre matériel de brassage et sont préoccupés par le plomb présent dans cet alliage de cuivre (le laiton marqué ACS, en France, ne contient plus de plomb [ndt]). Une solution de deux parties de vinaigre blanc pour une partie de peroxyde d'hydrogène (solution courante à 3%) va supprimer le ternissement et le plomb de surface des pièces en laiton quand ils sont trempés pendant 5 minutes ou moins à la température ambiante. Le cuivre prend une couleur jaune beurre une fois nettoyé. Si la solution commence à verdir et que le laiton s'assombrit, alors les pièces ont été trempées trop longtemps et le cuivre dans le laiton est en train de se dissoudre, ce qui expose plus de plomb. La solution a alors été contaminée et la partie doit être re-nettoyé dans une solution fraîche.

Le nettoyage de l'acier inoxydable et l'aluminium

Pour le nettoyage général, les détergents doux ou à base de percarbonate sont les meilleurs pour l'acier et l'aluminium. La Javel doit être évitée car le pH élevé de l'eau de javel peut provoquer la corrosion de l'aluminium et à un degré moindre de l'acier inoxydable. Ne pas nettoyer à l'eau de Javel un aluminium poli ni pour nettoyer une cuve de brassage en aluminium, car cela supprime les oxydes protecteurs et peut entraîner ensuite un goût métallique dans le moût. Ce niveau d'aluminium détectable au goût n'est pas dangereux (l'aluminium à forte dose est cependant suspecté d'être nocif pourla santé [ndt]). Il y a plus d'aluminium dans un comprimé d'antiacide commun qu'il n'en serait présent dans une bière brassée dans une cuve en aluminium.

Comme pour l'aluminium, l'inhibiteur de corrosion de l'acier inoxydable est la couche d'oxyde passif qui protège sa surface. Les alliages de la série 300 (aka 18-8/304/316) couramment utilisés dans l'industrie de brasserie sont très résistants à la corrosion par la plupart des produits chimiques. Malheureusement, le chlore est l'une des quelques substances chimiques auxquelles ces aciers ne sont pas si résistants. Le chlore contenu dans la Javel agit en déstabilisant la couche passive d'oxyde sur l'acier, en créant des piqûres de corrosion. Ce type d'attaque est accélérée par la localisation et est généralement connu sous le nom de crevasse ou de corrosion par piqûres.

Beaucoup de brasseurs ont connu hélas des trous de la taille d'une tête d'épingle dans des cuves en acier inoxydable qui ont simplement été remplies avec une solution de Javel et laissées à tremper pendant plusieurs jours.

À l'échelle microscopique, une égratignure ou crevasse d'un joint d'étanchéité peut présenter une zone localisée où l'oxyde de surface peut être déstabilisé par le chlore. Les chlorures peuvent se combiner avec l'oxygène, à la fois dans l'eau et sur la surface de l'acier, pour former des ions chlorures, appauvrissant localement la protection. Si l'eau ne circule pas, la crevasse devient un petit site très actif, par rapport à l'acier inoxydable plus passif autour de lui, et provoque la corrosion.

La même chose peut se produire à la surface du liquide si la cuve est à moitié pleine d'eau de Javel. Une zone sèche stable au-dessus, une zone moins stable mais très grande en dessous et les corrosions caverneuses se produisent à la ligne de flotaison. Habituellement, ce type de corrosion se manifestera comme des piqûres ou trous d'épingle en raison de l'effet accélérateur de la localisation.

Une troisième façon pour les chlorures de corroder l'acier inoxydable est la concentration. Ce mode est très similaire au mode crevasse décrit ci-dessus. En permettant à l'eau chlorée de s'évaporer et sécher sur une surface en acier, les chlorures se concentrent et déstabilisent les oxydes de surface à cet endroit. La prochaine fois que la surface est mouillée, les oxydes se dissolvent rapidement, créant une fosse peu profonde. Lorsque la cuve est mise à sécher, ce puit sera probablement l'un des derniers sites à s'évaporer, ce qui provoque à nouveau une concentration de chlorure. À un certain moment au cours des cycles de nettoyage de la cuve, ce site deviendra assez profond pour que la corrosion caverneuse prenne le relai et que le trou traverse.

Il est donc préférable vous l'aurez compris de ne pas utiliser l'eau de Javel pour nettoyer l'acier inoxydable et autres métaux. Il y a d'autres nettoyants disponibles qui fonctionnent tout aussi bien sans risque de corrosion. Les produits de nettoyage à base de percarbonate comme PBW sont le meilleur choix pour le nettoyage général.

Si vous avez une tache particulièrement difficile, comme de l'extrait de malt brûlé, alors vous devrez peut-être utiliser quelque chose de plus fort. Il y a les nettoyants ménagers à base d'acide oxalique, disponibles à l'épicerie qui sont très efficaces pour le nettoyage des taches et le tartre sur l'inox. Ils fonctionnent tout aussi bien pour le cuivre. Un exemple est "Revere Ware Copper and Stainless Cleanser",un autre est "Bar Keeper's Friend", et un autre est Kleen King Stainless Steel Cleanser. (ndt: des polish pour cuivre et inox, sans doute équivalents de certains produits Miror ou Belgom). Utilisez conformément aux indications du fabricant et rincez abondamment à l'eau.

La passivation de l'acier inoxydable

Une situation qui revient souvent est : "Hé, mon acier inoxydable rouille ! Pourquoi ? Que puis-je faire pour y remédier ?"

L'acier est rendu inoxydable en raison des oxydes de chrome qui protègent sa surface. Si ces oxydes sont éliminés par lavage ou par réaction avec l'eau de Javel, le fer dans l'acier est alors exposé et peut rouiller.

L'acier inoxydable est également vulnérable à la contamination par de l'acier au carbone, qu'on retrouve dans les outils, les boîtes de conserve et dans la laine de fer. Cet acier non inoxydable a tendance à déteindre sur la surface (due à l'affinité fer-fer) et rouille facilement. Une fois que la rouille a créé une brèche dans les oxydes de chrome, le fer contenu dans l'acier inoxydable peut aussi rouiller. La solution à ce problème s'appelle la re-passivation.

La passivation de l'acier inoxydable est généralement réalisée en industrie par trempage de la pièce dans un bain d'acide nitrique.

L'acide nitrique dissout le fer libre et d'autres contaminants de surface, ce qui nettoie le métal et ré-oxyde le chrome, le tout en 20 minutes environ. Mais vous n'avez pas besoin d'un bain d'acide nitrique pour passiver. La solution est de nettoyer l'acier inoxydable jusqu'au nu du métal. Une fois que le métal est propre, l'oxygène présent dans l'air reformera la protection par les oxydes de chrome instantanément. L'acier sera presque aussi passivé que s'il a été plongé dans l'acide. La passivation à l'acide nitrique crée une surface passive plus riche en chrome, mais qui n'est pas vraiment nécessaire pour une utilisation en brasserie.

Pour passiver de l'acier inoxydable à la maison sans l'aide d'un bain d'acide nitrique, vous devez nettoyer la surface de toutes les saletés, les huiles et les oxydes. La meilleure façon de le faire est d'utiliser un nettoyant ménager à base d'acide oxalique comme ceux mentionnés ci-dessus et une éponge grattante non-métallique verte ou blanche. Ne pas utiliser de laine d'acier ou de tampon métallique, même en acier inoxydable, parce que cela va réellement favoriser la rouille. Décapez soigneusement la surface, puis rincez et séchez avec une serviette. Une fois que vous avez nettoyé pour mettre le métal à nu, il se re-passivera de lui-même.

Si vous avez des traces d'oxydes de couleur paille ou bleuâtre sur l'acier inoxydable après soudage ou brasage, il doit être nettoyé avec une brosse avant utilisation. Ces oxydes colorés ne sont pas des oxydes passifs et favoriseront la corrosion de l'acier inoxydable s'ils ne sont pas nettoyés. Vous ne devriez pas avoir à faire cette procédure plusieurs fois, mais elle peut être répétée aussi souvent que nécessaire.

La corrosion galvanique ou electrolytique

Toute corrosion est essentiellement galvanique (électrolytique [ndt]). La différence électrochimique entre les deux métaux (en présence d'humidité) amène les électrons à circuler et à la création d'ions. Ces ions se combinent avec l'oxygène ou d'autres éléments pour créer des produits de corrosion. Cela signifie pour vous que le nettoyage des traces de corrosion ne résoudra pas le problème. La cause de la corrosion est généralement l'environnement (brassage) et les métaux eux-mêmes.

Chaque métal a un potentiel électrique qui lui est propre, c'est ce qui vous permet de créer des piles avec une pomme de terre, un clou et du fil de cuivre. L'électricité ne provient pas de la pomme de terre, mais de la différence de potentiel de métaux que vous avez planté en elle - comme un fil de cuivre et un clou de fer. Tous les métaux ont un potentiel particulier et un classement des métaux du plus passif (plus faible potentiel - le platine), au plus actif (potentiel le plus élevé - le magnésium), est illustré ci-dessous. Voir le tableau 19.

Tableau 19 - Série galvanique dans l'eau de mer

Magnésium
Zinc
Aluminium (pur)
Cadmium
Alliages d'aluminium
Fer doux et acier
Aciers inoxydables non passivés
Plomb-étain (soudure)
Plomb
Étain
Alliages de nickel non passivés
Laiton
Cuivre
Bronze
Argent à souder
Alliages de nickel passivés
Aciers inoxydables passivés
Argent
Titane
Graphite
Or
Platine

Mettez en contact deux métaux différents en présence d'humidité et une réaction galvanique a lieu. Le métal le plus actif des deux va alors se dissoudre (ionisation). Plus les deux métaux sont éloignés sur l'échelle galvanique, plus la différence de potentiel et plus la dissolution seront importantes. La taille fait aussi une différence - si la pièce du métal le plus actif est plus petite que le métal le plus passif, la corrosion sera augmentée, mais, si le métal passif est plus petit que le plus actif, la corrosion sera diminuée.

Bon, assez de chimie. Ce que cela signifie, c'est que si vous avez un raccord en cuivre ou en laiton en contact avec l'acier inoxydable passivé, le cuivre se corrodera au fil du temps. Les raccords en laiton et brasure à l'argent ont un potentiel qui est proche de celui du cuivre et se comportent de la même manière par rapport à l'acier inoxydable. Dans un refroidisseur de moût (cuivre, laiton et soudure), la brasure à l'argent est le plus passif et il a la plus petite superficie, il y a donc très peu de corrosion.

Avec les temps d'utilisation relativement courts des équipements de brassage amateur, la corrosion entre les métaux n'est pas un gros problème. Je vous présente cette information de sorte que si vous rencontrez une possible corrosion, nous espérons que vous comprendrez mieux ce qui en est la cause et que vous pourrez alors plus facilement résoudre ce problème.

Soudure, brasure et conseils de soudage

(ndt : visiblement, ici l'auteur inverse les termes soudure au gaz propane et brasure, la brasure étant parfois appelée "soudure faible" et se réalisant à plus faible température que la soudure "brassage capillaire fort" nécessitant un chalumeau oxy-acétylène)

Souder avec un chalumeau au propane est la meilleure façon d'assembler le cuivre et le laiton. Vous pouvez même utiliser la soudure pour assembler du cuivre ou du laiton sur de l'acier inoxydable, il vous suffit d'avoir le flux approprié (flux = décapant [ndt]). Mais il y a quelques conseils à garder à l'esprit pour que cela fonctionne correctement dès la première fois :

1. Utiliser un flux liquide au lieu d'un flux en pâte. Le flux en pâte a tendance à laisser un résidu collant qui est difficile à nettoyer. Si vous devez utiliser un flux pâteux, faites-le avec parcimonie.
2. Utilisez uniquement de la brasure à l'argent destinée spécifiquement à la plomberie. Ne pas utiliser de la soudure électronique ou de bijouterie car elle contient souvent du plomb ou du cadmium. Ce sont des métaux toxiques.
3. Appliquer la soudure séparément sur chacune de vos pièces avant de les joindre. Cette pratique est connue sous le nom "d'étamage" et rend plus facile l'assemblage des pièces.
4. Chauffer les pièces, et non la soudure. Faites courir la flamme tout autour du raccord afin de qu'il soit uniformément chaud avant d'appliquer la soudure. Ceci permet à la soudure de s'écouler de façon uniforme sur le joint.

Le brasage est comme la soudure, mais elle se fait à des températures plus élevées et est applicable à d'autres métaux. On peut facilement assembler de l'acier inoxydable à lui-même, c'est une alternative à la soudure. La baguette d'apport recommandé pour une installation de brassage est de type AWS BAg-5 (baguette argent à 45% [ndt]), et sa plage de température est 743-843°C (1370-1550 °F). Alors que le brasage peut permettre des assemblages plus résistants, les hautes températures de brasage peuvent être mauvaises pour l'acier inoxydable. À ces températures, le carbone dans l'acier inoxydable peut former des carbures de chrome qui enlèvent le chrome de l'alliage, ce qui rend l'acier à proximité de la soudure "non inoxydable". Cette zone est sujette à la rouille et aux fissures après sa mise en service. Le problème ne peut pas être résolu par une nouvelle passivation, il est donc préférable de ne pas trop chauffer les pièces pendant la brasure et de conserver la durée totale de chauffe à quatre minutes ou moins. Les chalumeaux au gaz propane ne sont généralement pas suffisants pour le brasage. Vous aurez besoin d'utiliser le gaz MAPP (GPL riche en méthyléthylène [ndt]) ou l'acétylène.

L'électro-soudage est la meilleure méthode pour assembler de l'acier inoxydable, mais il faut du talent pour faire un bon joint. Il existe deux procédés d'électro-soudage qui fonctionnent - MIG (type d'alimentation automatique de fils) et TIG (type électrode de tungstène). Le soudage TIG permet un meilleur contrôle pour ces petits assemblages. Votre meilleur parti est de regarder dans les pages jaunes de votre annuaire téléphonique pour trouver un soudeur acier inoxydable qui réalisera ce travail pour vous. Le coût devrait être minime, 20-50 € selon la quantité de soudure nécessaire. J'ai eu des raccords filetés soudés sur 3 futs reconvertis pour 20€ ! Si vous voulez le faire vous-même, ou si vous avez un ami qui soude mais n'a jamais fait d'inoxydable avant, voici ce que vous devez savoir:

Tableau 20 - Paramètres d'électro-soudage suggéré

Méthode	Épaisseur de l'acier (mm)	Courant (A)	Tension (V )	Fil de soudure (AWS spec)	Débit d'argon (l/min)	Vitesse de soudure (cm /min)	Vitesse de fil (m /min)
MIG	2.5	85 DC	21	ER316L	7	48	4.6
TIG	1.15 à 2.3	37-70 DC	12-14	ER316L	5.6	5 à 10	Selon besoins

Idéalement, la face arrière de la soudure doit être purgée avec de l'argon gazeux pour empêcher l'oxydation. Mais, la plupart des soudeurs ne s'en inquiètent pas, alors l'arrière du joint de soudure doit être sablé / poncé après pour exposer le métal propre. Ne pas utiliser de laine d'acier ! Pour nettoyer les oxydes noir / bleutés qui pourraient lancer la corrosion dans la zone affectée par la chaleur autour des joints de soudure ou de brasage de l'acier inoxydable, utiliser des nettoyants à base d'acide oxalique et les procédures mentionnées ci-dessus dans la section de passivation.

> Vers Annexe C : les refroidisseurs

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