Browary rzemieślnicze wykorzystują CO2 w zaskakującej liczbie zastosowań w procesie parzenia, opakowania i porcji: przenoszenie piwa lub produktu z czołgu do zbiornika, karbonizowanie produktu, oczyszczanie tlenu przed opakowaniem, opakowaniu piwa w tym procesie, wstępnie spłukiwanie zbiorników Brit po czyszczeniu i sanitowaniu, rozkładając piwo w restauracji lub baru. To jest tylko na początek.
„Używamy CO2 w całym browaru i baru”, mówi Max McKenna, starszy kierownik marketingu w Boston Dorchester Brewing Co. serwujący piwo-na każdym etapie procesu. "
Podobnie jak wiele browarów rzemieślniczych, Dorchester Brewing stoi w obliczu braku komercyjnej jakości CO2, którą musi działać (przeczytaj o wszystkich powodach tego braku).
„Z powodu naszych kontraktów nasi obecni dostawcy CO2 nie podniosli swoich cen pomimo wzrostu cen w innych częściach rynku”, powiedział McKenna. „Jak dotąd wpływ miał głównie ograniczoną dystrybucję”.
Aby zrekompensować brak CO2, w niektórych przypadkach Dorchester Brewing wykorzystuje azot zamiast CO2.
„Byliśmy w stanie przenieść wiele operacji do azotu” - kontynuował McKenna. „Niektóre z najważniejszych to czyszczenie puszek i pokrycie gazu podczas procesu konserw i uszczelnienia. Jest to zdecydowanie dla nas największy dodatek, ponieważ procesy te wymagają dużo CO2. Przez długi czas mieliśmy specjalną roślinę Nitro. Używamy specjalnego generatora azotu do produkcji całego azotu dla baru - do dedykowanej linii nitro i naszej mieszanki piwa. ”
N2 jest najbardziej ekonomicznym gazem obojętnym do produkcji i może być stosowany w piwnicach browaru rzemieślniczego, sklepach z butelkami i barom. N2 jest tańszy niż CO2 dla napojów i często bardziej dostępny, w zależności od dostępności w Twojej okolicy.
N2 można kupić jako gaz w cylindrach pod wysokim ciśnieniem lub jako ciecz w dewarach lub dużych zbiornikach magazynowych. Azot może być również wytwarzany na miejscu za pomocą generatora azotu. Generatory azotu działają poprzez usunięcie cząsteczek tlenu z powietrza.
Azot jest najliczniejszym pierwiastkiem (78%) w atmosferze ziemskiej, reszta to tlen i gazy śladowe. To sprawia, że jest bardziej przyjazny dla środowiska, ponieważ emitujesz mniej CO2.
W parze i opakowaniu N2 może być używany do trzymania tlenu z dala od piwa. W przypadku prawidłowego stosowania (większość ludzi miesza CO2 z N2 podczas pracy z piwem gazowanym) N2 może być używany do czyszczenia zbiorników, przenoszenia piwa ze zbiornika do zbiornika, ucisku beczki przed przechowywaniem, podczas napowietrzania pod nakłanikami. Składnik smaku i odczucia ust. W słupkach Nitro jest używany w liniach wody z kranu do nitropiwu, a także w zastosowaniach pod wysokim ciśnieniem/długimi dystansem, w których azot jest mieszany z pewnym procentem CO2, aby zapobiec spienianiu piwa. N2 może być nawet używane jako gotowanie gazu do odgadnięcia wody, jeśli jest to część twojego procesu.
Teraz, jak wspomnieliśmy w naszym poprzednim artykule na temat niedoboru CO2, azot nie jest dokładnym zamiennikiem CO2 we wszystkich aplikacjach warzenia. Gazy te zachowują się inaczej. Mają różne masy cząsteczkowe i różne gęstości.
Na przykład CO2 jest bardziej rozpuszczalny w cieczach niż N2. Właśnie dlatego azot daje mniejsze bąbelki i inne poczucie ust w piwie. Właśnie dlatego browary używają ciekłego azotu zamiast gazowego azotu do azotanowego piwa. Dwutlenek węgla dodaje również nutę goryczy lub kwaśności, której nie ma azot, co może zmienić profil smaku, mówią ludzie. Przejście na azot nie rozwiąże wszystkich problemów z dwutlenkiem węgla.
„Istnieje potencjał”, mówi Chuck Skepek, dyrektor ds. Technicznych programów piwowarstwa w Instytucie Brewers, „ale azot nie jest panaceum ani szybką poprawką. CO2 i azot zachowują się zupełnie inaczej. Większy azot zmieszany z powietrzem w zbiorniku niż w przypadku czyszczenia CO2. Będzie to wymagało więcej azotu. Słyszę to w kółko.
„Wiem, że jeden browar był naprawdę inteligentny i zaczął zastępować dwutlenek węgla azotem, a ich piwo miało o wiele więcej tlenu, więc teraz używają mieszaniny azotu i dwutlenku węgla, przy niewielkim szczęściu. Nie tylko: „Hej, zaczniemy używać azotu do rozwiązania wszystkich naszych problemów. Miło jest zobaczyć o tym wiele więcej w literaturze, zaczynamy widzieć, jak więcej osób faktycznie przeprowadza badania i, wiesz, wymyślić najlepsze praktyki tego zastępstwa.
Dostarczanie tych gazów będzie różne, ponieważ mają różne gęstości, co może spowodować pewne zmiany inżynierskie lub magazynowe. Posłuchaj Jasona Perkinsa, Mistrza Brewera w Allagash Brewing Co., omów ociśnienie jego linii butelkowania i kolektora gazowego, aby użyć CO2 do napełniania miski pod ciśnieniem i N2 do uszczelniacza i pęknięcia bąbelków. Przechowywanie może się różnić.
„Zdecydowanie istnieją pewne różnice, częściowo z powodu tego, jak otrzymujemy azot” - powiedziała McKenna. „Dostajemy czysty ciekłociowy azot w Dewars, więc przechowowanie go bardzo różni się od naszych zbiorników CO2: są mniejsze, na rolkach i przechowywane w zamrażarce. Przeszliśmy go na wyższy poziom. Dwutlenek węgla do azotu, ale znowu jesteśmy bardzo ostrożni, jak skutecznie i odpowiedzialnie przejść, aby upewnić się, że piwo jest na najwyższym poziomie na każdym etapie. Klucz, w niektórych przypadkach był to bardzo prosta wymiana wtyczek i zabawy, podczas gdy w innych przypadkach wymagała znacznej poprawy materiałów, infrastruktury, produkcji itp. ”
Zgodnie z tym doskonałym artykułem z The Titus Co. (dostawca sprężarki powietrza, suszarek powietrza i usług sprężarki powietrza poza Pensylwanii) generatory azotu działają na jeden z dwóch sposobów:
Adsorpcja huśtawki ciśnieniowej: Adsorpcja huśtawki (PSA) działa przy użyciu sit molekularnych węgla w celu oddzielenia cząsteczek. Sito ma pory tej samej wielkości co cząsteczki tlenu, zatrzymując te cząsteczki, gdy przechodzą i pozwalają na większe cząsteczki azotu. Generator następnie uwalnia tlen przez inną komorę. Rezultatem tego procesu jest to, że czystość azotu może osiągnąć 99,999%.
Generowanie błony azotu. Generowanie azotu błonowego działa poprzez oddzielenie cząsteczek za pomocą włókien polimerowych. Włókna te są puste, z porodami powierzchniowymi wystarczająco małymi, aby umożliwić przejście tlenu, ale zbyt małe, aby cząsteczki azotu mogły usunąć tlen ze strumienia gazu. Generatory stosujące tę metodę mogą wytwarzać azot do 99,5% czystych.
Cóż, generator azotu PSA wytwarza azot ultra kure w dużych objętościach i przy wysokich prędkościach przepływu, najczystszej postaci azotu, jakiej wymaga wiele browarów. Ultrapure oznacza 99,9995% do 99%. Generatory azotu błonowego są idealne do małych browarów, które wymagają niskiej objętości, niskiego przepływu alternatywy, w której akceptowalna jest 99% do 99,9% czystości.
Korzystając z najnowszej technologii, generator azotu Atlas Copco jest kompaktową sprężarką powietrza przemysłowego ze specjalną przeponą, która oddziela azot od sprężonego strumienia powietrza. Browary rzemieślnicze są dużą grupą docelową dla Atlas Copo. Według białej księgi Atlas Copco browary zwykle płacą od 0,10 do 0,15 USD za stopę sześcienną za produkcję azotu na miejscu. Jak to się różni z kosztami CO2?
„Oferujemy sześć standardowych pakietów, które obejmują 80% wszystkich browarów - od kilku tysięcy do setek tysięcy baryłek rocznie”, mówi Peter Askini, kierownik ds. Rozwoju gazów przemysłowych w Atlas Copco. „Browar może zwiększyć pojemność generatorów azotu, aby umożliwić wzrost przy jednoczesnym utrzymaniu wydajności. Ponadto modułowa konstrukcja pozwala na dodanie drugiego generatora, jeśli operacje browaru znacznie się powiększają. ”
„Używanie azotu nie ma na celu całkowitego zastąpienia CO2”, wyjaśnia Asquini, „ale uważamy, że winiarzy mogą zmniejszyć ich zużycie o około 70%. Główną siłą napędową jest zrównoważony rozwój. Każdy winiarz jest bardzo łatwy do samodzielnego produkcji azotu. Nie używaj większej liczby gazów cieplarnianych ”. Co jest lepsze dla środowiska, które opłaci się od pierwszego miesiąca, co bezpośrednio wpłynie na wyniki finansowe, jeśli nie pojawi się przed zakupem, nie kupuj go. Oto nasze proste zasady. Zapotrzebowanie na CO2 jest gwałtowny, aby wytwarzać takie produkty, takie jak suchy lód, który wykorzystuje duże ilości CO2 i jest potrzebne do transportu szczepionek. Browary w USA wyrażają zaniepokojenie poziomem podaży i zastanawiają się, czy mogą zachować zgodność z potrzebami browaru. ”
Jak wspomniano wcześniej, czystość azotu będzie głównym problemem dla piwowarów rzemieślniczych. Podobnie jak CO2, azot będzie oddziaływał z piwem lub brzeczka i niosą z nim zanieczyszczenia. Właśnie dlatego wiele generatorów azotu żywności i napojów będzie reklamowanych jako jednostki wolne od oleju (dowiedz się o zaletach czystości sprężarek bez oleju w ostatnim zdaniu na pasku bocznym poniżej).
„Kiedy otrzymujemy CO2, sprawdzamy jego jakość i zanieczyszczenie, co jest kolejną bardzo ważną częścią pracy z dobrym dostawcą”, powiedział McKenna. „Azot jest nieco inny, dlatego nadal kupujemy czysty ciekły azot. Kolejną rzeczą, na którą patrzymy, jest znalezienie i wycenienie wewnętrznego generatora azotu - znowu, ze szczególnym uwzględnieniem azotu, który wytwarza z czystością w celu ograniczenia pobierania tlenu. Widzimy to jako potencjalną inwestycję, więc jedynymi procesami w browaru, które są całkowicie zależne od CO2, będą nasykanie się nasygnalami piwa i konserwacją wody z kranu.
„Ale jedną naprawdę ważną rzeczą, o której należy pamiętać - znowu coś, co wydaje się wybredne, ale ma kluczowe znaczenie dla utrzymania jakości piwa - jest to, że każdy generator azotu musi wytwarzać azot do drugiego miejsca dziesiętnego [tj. 99,99% czystości], aby ograniczyć pobieranie tlenu i ryzyko utleniania. Ten poziom dokładności i czystości wymaga większych kosztów generatora azotu, ale zapewnia jakość azotu, a zatem jakość piwa. ”
Browary wymagają dużo danych i kontroli jakości podczas korzystania z azotu. Na przykład, jeśli browar używa N2 do przemieszczania piwa między zbiornikami, stabilność CO2 w zbiorniku oraz w zbiorniku lub butelce musi być monitorowana przez cały proces. W niektórych przypadkach czysty N2 może nie działać poprawnie (na przykład podczas wypełniania pojemników), ponieważ Pure N2 usunie CO2 z rozwiązania. W rezultacie niektórzy browary używają mieszanki CO2 i N2 50/50 do wypełnienia miski, podczas gdy inni będą jej całkowicie uniknąć.
N2 Pro Tip: Porozmawiajmy o konserwacji. Generatory azotu naprawdę są tak blisko „ustaw i zapomnij o tym”, jak to możliwe, ale niektóre materiały eksploatacyjne, takie jak filtry, wymagają pół-regularnej wymiany. Zazwyczaj usługa ta jest wymagana około 4000 godzin. Ten sam zespół, który dba o sprężarkę powietrza, zajmie się również generatorem. Większość generatorów ma prosty kontroler podobny do iPhone'a i oferuje pełne możliwości monitorowania zdalnego aplikacji.
Czyszczenie zbiornika różni się od oczyszczania azotu z wielu powodów. N2 dobrze miesza się z powietrzem, więc nie wchodzi w interakcję z O2, tak jak CO2. N2 jest również lżejszy niż powietrze, więc wypełnia zbiornik od góry do dołu, a CO2 wypełnia go od dołu do góry. Oczyszczenie zbiornika magazynowego wymaga więcej N2 niż CO2 i często wymaga większego śrutowania. Nadal oszczędzasz pieniądze?
Wraz z nowym gazem przemysłowym pojawiają się nowe problemy bezpieczeństwa. Browar powinien zdecydowanie zainstalować czujniki O2, aby pracownicy mogli wizualizować jakość powietrza w pomieszczeniach - tak jak miałeś obecnie N2 Dewars w lodówce.
Ale rentowność może z łatwością przewyższyć rośliny odzyskiwania CO2. W tym seminarium internetowym Dion Quinn z Foth Production Solutions (firma inżynieryjna) stwierdza, że produkcja N2 kosztuje od 8 do 20 USD za tonę, jednocześnie przechwytując CO2 z zakładem odzyskiwania kosztuje od 50 do 200 USD za tonę.
Korzyści z generatorów azotu obejmują eliminowanie lub przynajmniej zmniejszenie zależności od kontraktów i dostaw CO2 i azotu. Oszczędza to miejsce do przechowywania, ponieważ browary mogą produkować i przechowywać tyle, ile potrzebują, eliminując potrzebę przechowywania i transportu butelek azotowych. Podobnie jak w przypadku CO2, klient i obsługa azotu jest płacona przez klienta. W przypadku azotorów nie stanowi to już problemu.
Generatory azotu są często łatwe do zintegrowania w środowisku browaru. Mniejsze generatory azotu można zamontować na ścianie, aby nie zajmować przestrzeni podłogowej i nie działały cicho. Te torby dobrze radzą sobie z zmieniającymi temperaturą otoczenia i są bardzo odporne na fluktuacje temperatury. Można instalować na zewnątrz, ale nie zalecane do ekstremalnych wysokich i niskich klimatów.
Istnieje wielu producentów generatorów azotu, w tym Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb i Holtec Gas Systems. Asquini powiedział, że mały generator azotu może kosztować około 800 USD miesięcznie w ramach pięcioletniego programu najmu na własność.
„Pod koniec dnia, jeśli azot jest dla Ciebie odpowiedni, masz do wyboru różnorodnych dostawców i technologii”, powiedział Asquini. „Znajdź, który jest dla Ciebie odpowiedni i upewnij się, że dobrze rozumiesz całkowity koszt własności [całkowity koszt własności] oraz porównaj koszty energii i konserwacji między urządzeniami. Często okazuje się, że kupowanie najtańszego nie jest odpowiednie do pracy. ”
Systemy generatora azotu wykorzystują sprężarkę powietrza, a większość browarów rzemieślniczych ma już jedną, która jest przydatna.
Jakie sprężarki powietrza są używane w browarach rzemieślniczych? Przesuwa płyny przez rury i zbiorniki. Energia do przenoszenia i kontroli pneumatycznej. Napowietrzanie brzeczki, drożdży lub wody. zawór sterujący. Oczyszcz gaz, aby wymusić błoto z zbiorników podczas czyszczenia i pomóc w czyszczeniu otworów.
Wiele aplikacji browaru wymaga specjalnego zastosowania 100% bez oleju sprężarki powietrza. Jeśli olej zetknie się z piwem, zabija drożdże i spłaszcza piankę, która psuje napój i sprawia, że piwo jest złe.
To także ryzyko bezpieczeństwa. Ponieważ przemysł żywności i napojów jest bardzo wrażliwy, istnieją ścisłe standardy jakości i czystości i słusznie. Przykład: Sullair SRL Series Bez oleju sprężarki powietrza od 10 do 15 KM. (od 7,5 do 11 kW) dobrze nadają się do browarów rzemieślniczych. Browary cieszą się cichością tego typu maszyn. Seria SRL oferuje niski poziom hałasu do 48DBA, dzięki czemu sprężarka nadaje się do użytku w pomieszczeniu bez oddzielnego pokoju dźwiękowego.
Gdy czyste powietrze ma kluczowe znaczenie, na przykład w browarach i browarach rzemieślniczych, niezbędne jest powietrze wolne od oleju. Cząstki oleju w sprężonym powietrzu mogą zanieczyścić procesy i produkcję poniżej. Ponieważ wiele browarów produkuje tysiące baryłek lub kilka przypadków piwa rocznie, nikt nie może sobie pozwolić na podjęcie tego ryzyka. Sprężarki wolne od oleju są szczególnie odpowiednie do zastosowań, w których powietrze jest w bezpośrednim kontakcie z surowcem. Nawet w aplikacjach, w których nie ma bezpośredniego kontaktu między składnikami a powietrzem, na przykład w liniach opakowaniowych, sprężarka bez oleju pomaga utrzymać produkt końcowy w czystości spokoju.
Czas postu: 06-2023