Browary rzemieślnicze wykorzystują CO2 w zaskakująco wielu zastosowaniach w procesie warzenia, pakowania i serwowania: przenoszenie piwa lub produktu ze zbiornika do zbiornika, karbonizacja produktu, oczyszczanie tlenu przed pakowaniem, pakowanie piwa w trakcie procesu, wstępne płukanie zbiorników brit po czyszczeniu i dezynfekcji, butelkowanie piwa beczkowego w restauracji lub barze. To tylko na początek.
„Używamy CO2 w całym browarze i barze” — mówi Max McKenna, starszy kierownik ds. marketingu w Dorchester Brewing Co. z siedzibą w Bostonie. Serwujemy piwo — na każdym etapie procesu”.
Podobnie jak wiele browarów rzemieślniczych, Dorchester Brewing zmaga się z niedoborem CO2 o jakości komercyjnej, niezbędnego do działalności (więcej o przyczynach tego niedoboru można przeczytać tutaj).
„Ze względu na nasze umowy nasi obecni dostawcy CO2 nie podnieśli cen pomimo wzrostu cen w innych częściach rynku” – powiedział McKenna. „Do tej pory wpływ był głównie na ograniczoną dystrybucję”.
Aby zrekompensować brak CO2, Dorchester Brewing w niektórych przypadkach stosuje azot zamiast CO2.
„Udało nam się przenieść wiele operacji na azot” – kontynuował McKenna. „Jednymi z najważniejszych było czyszczenie puszek i pokrywanie gazem podczas procesu puszkowania i zamykania. To zdecydowanie największy dodatek dla nas, ponieważ te procesy wymagają dużej ilości CO2. Przez długi czas mieliśmy specjalną instalację nitro. Używamy specjalnego generatora azotu do produkcji całego azotu dla baru – dla dedykowanej linii nitro i naszej mieszanki piwnej”.
N2 jest najbardziej ekonomicznym gazem obojętnym do produkcji i może być stosowany w piwnicach browarów rzemieślniczych, sklepach z butelkami i barach. N2 jest tańszy niż CO2 do napojów i często bardziej dostępny, w zależności od dostępności w Twojej okolicy.
N2 można kupić jako gaz w butlach wysokociśnieniowych lub jako ciecz w zbiornikach Dewara lub dużych zbiornikach magazynowych. Azot można również wytwarzać na miejscu za pomocą generatora azotu. Generatory azotu działają poprzez usuwanie cząsteczek tlenu z powietrza.
Azot jest najliczniejszym pierwiastkiem (78%) w atmosferze Ziemi, reszta to tlen i gazy śladowe. Sprawia to również, że jest ona bardziej przyjazna dla środowiska, ponieważ emitujesz mniej CO2.
W browarnictwie i pakowaniu N2 można stosować w celu utrzymania tlenu poza piwem. Przy prawidłowym użyciu (większość ludzi miesza CO2 z N2 podczas pracy z gazowanym piwem) N2 można stosować do czyszczenia zbiorników, przelewania piwa ze zbiornika do zbiornika, zwiększania ciśnienia w beczkach przed przechowywaniem, a także do napowietrzania pod kapslami. składnik nadający smak i konsystencję. W barach nitro stosuje się w liniach wodociągowych do nitro, a także w zastosowaniach wysokociśnieniowych/na duże odległości, w których azot miesza się z pewnym procentem CO2, aby zapobiec pienieniu się piwa na kranie. N2 można nawet stosować jako gaz odparowujący do odgazowywania wody, jeśli jest to część Twojego procesu.
Jak wspomnieliśmy w poprzednim artykule na temat niedoboru CO2, azot nie jest dokładnym zamiennikiem CO2 we wszystkich zastosowaniach browarniczych. Te gazy zachowują się inaczej. Mają różne masy cząsteczkowe i różne gęstości.
Na przykład CO2 jest bardziej rozpuszczalny w cieczach niż N2. Dlatego azot daje mniejsze bąbelki i inną konsystencję piwa. Dlatego browarnicy używają kropli ciekłego azotu zamiast gazowego azotu do azotowania piwa. Dwutlenek węgla dodaje również odrobinę goryczy lub kwaśności, której azot nie dodaje, co może zmienić profil smakowy, mówią ludzie. Przejście na azot nie rozwiąże wszystkich problemów z dwutlenkiem węgla.
„Istnieje potencjał” — mówi Chuck Skepek, dyrektor programów technicznego warzenia piwa w Brewers Institute — „ale azot nie jest panaceum ani szybkim rozwiązaniem. CO2 i azot zachowują się zupełnie inaczej. W zbiorniku z powietrzem zmiesza się więcej azotu niż w przypadku usunięcia CO2. Będzie więc wymagało więcej azotu. Słyszę to w kółko.
„Jeden browarnik, którego znam, był naprawdę sprytny i zaczął zastępować dwutlenek węgla azotem, a jego piwo miało w sobie o wiele więcej tlenu, więc teraz używają mieszanki azotu i dwutlenku węgla, z odrobiną szczęścia. nie tylko: „Hej, zaczniemy używać azotu, aby rozwiązać wszystkie nasze problemy. Miło jest widzieć o wiele więcej na ten temat w literaturze, zaczynamy widzieć, że więcej osób faktycznie prowadzi badania i, wiesz, wymyśla najlepsze praktyki dla tego zastąpienia.
Dostawa tych gazów będzie inna, ponieważ mają one różną gęstość, co może skutkować pewnymi zmianami w inżynierii lub przechowywaniu. Posłuchaj Jasona Perkinsa, mistrza piwowarskiego w Allagash Brewing Co., omawiającego modernizację swojej linii rozlewniczej i kolektora gazowego, aby używać CO2 do napełniania miski pod ciśnieniem i N2 do uszczelniacza i łamacza pęcherzyków. Przechowywanie może się różnić.
„Zdecydowanie istnieją pewne różnice, częściowo z powodu sposobu, w jaki pozyskujemy azot” — powiedział McKenna. „Do naczyń Dewara pozyskujemy czysty ciekły azot, więc jego przechowywanie bardzo różni się od przechowywania w naszych zbiornikach CO2: są mniejsze, na rolkach i przechowywane w zamrażarce. Przeszliśmy na wyższy poziom. dwutlenku węgla na azot, ale ponownie, bardzo ostrożnie podchodzimy do tego, jak przeprowadzić przejście sprawnie i odpowiedzialnie, aby mieć pewność, że piwo jest na najwyższym poziomie na każdym etapie. Co najważniejsze, w niektórych przypadkach była to bardzo prosta wymiana typu plug and play, podczas gdy w innych przypadkach wymagała ona znacznych udoskonaleń w zakresie materiałów, infrastruktury, produkcji itp.”
Według tego znakomitego artykułu z The Titus Co. (dostawcy sprężarek powietrza, osuszaczy powietrza i usług związanych ze sprężarkami powietrza poza Pensylwanią), generatory azotu działają na dwa sposoby:
Adsorpcja zmiennociśnieniowa: Adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA) działa przy użyciu węglowych sit molekularnych do rozdzielania cząsteczek. Sito ma pory tej samej wielkości co cząsteczki tlenu, zatrzymując te cząsteczki podczas ich przechodzenia i przepuszczając większe cząsteczki azotu. Następnie generator uwalnia tlen przez inną komorę. Rezultatem tego procesu jest czystość azotu, która może osiągnąć 99,999%.
Generowanie azotu przez membranę. Generowanie azotu przez membranę polega na rozdzielaniu cząsteczek za pomocą włókien polimerowych. Włókna te są puste, a ich pory powierzchniowe są na tyle małe, że umożliwiają przepływ tlenu, ale zbyt małe, aby cząsteczki azotu mogły usuwać tlen ze strumienia gazu. Generatory wykorzystujące tę metodę mogą wytwarzać azot o czystości do 99,5%.
Cóż, generator azotu PSA produkuje ultraczysty azot w dużych objętościach i przy wysokich przepływach, najczystszą formę azotu, jakiej potrzebuje wiele browarów. Ultraczysty oznacza 99,9995% do 99%. Generatory azotu membranowego są idealne dla małych browarów, które wymagają alternatywy o małej objętości i niskim przepływie, gdzie akceptowalna jest czystość od 99% do 99,9%.
Wykorzystujący najnowszą technologię generator azotu Atlas Copco to kompaktowy przemysłowy kompresor powietrza ze specjalną membraną, która oddziela azot od strumienia sprężonego powietrza. Browary rzemieślnicze są dużą grupą docelową dla Atlas Copco. Według białej księgi Atlas Copco, browarnicy zazwyczaj płacą od 0,10 do 0,15 USD za stopę sześcienną, aby produkować azot na miejscu. Jak to się ma do kosztów CO2?
„Oferujemy sześć standardowych pakietów, które obejmują 80% wszystkich browarów – od kilku tysięcy do setek tysięcy baryłek rocznie” – mówi Peter Askini, kierownik ds. rozwoju biznesu w dziale gazów przemysłowych w Atlas Copco. „Browar może zwiększyć wydajność swoich generatorów azotu, aby umożliwić wzrost przy jednoczesnym zachowaniu wydajności. Ponadto modułowa konstrukcja umożliwia dodanie drugiego generatora, jeśli działalność browaru znacznie się rozszerzy”.
„Używanie azotu nie ma na celu całkowitego zastąpienia CO2” — wyjaśnia Asquini — „ale uważamy, że producenci wina mogą zmniejszyć swoje zużycie o około 70%. Główną siłą napędową jest zrównoważony rozwój. Dla każdego producenta wina bardzo łatwo jest samodzielnie produkować azot. Nie używaj więcej gazów cieplarnianych”. co jest lepsze dla środowiska. Opłaci się to od pierwszego miesiąca, co bezpośrednio wpłynie na wynik finansowy, jeśli nie pojawi się przed zakupem, nie kupuj tego. Oto nasze proste zasady. Popyt na CO2 gwałtownie rośnie w celu produkcji takich produktów, jak suchy lód, który zużywa duże ilości CO2 i jest potrzebny do transportu szczepionek. Browary w USA wyrażają obawy dotyczące poziomu podaży i zastanawiają się, czy będą w stanie utrzymać poziom cen na poziomie zgodnym z potrzebami browaru”.
Jak wspomniano wcześniej, czystość azotu będzie głównym zmartwieniem browarów rzemieślniczych. Podobnie jak CO2, azot będzie wchodził w interakcje z piwem lub brzeczką i przenosił zanieczyszczenia. Dlatego wiele generatorów azotu do żywności i napojów będzie reklamowanych jako urządzenia bezolejowe (dowiedz się o zaletach czystości sprężarek bezolejowych w ostatnim zdaniu na pasku bocznym poniżej).
„Kiedy otrzymujemy CO2, sprawdzamy jego jakość i zanieczyszczenie, co jest kolejnym bardzo ważnym elementem współpracy z dobrym dostawcą” — powiedział McKenna. „Azot jest trochę inny, dlatego nadal kupujemy czysty ciekły azot. Inną rzeczą, którą rozważamy, jest znalezienie i ustalenie ceny wewnętrznego generatora azotu — ponownie, ze szczególnym uwzględnieniem azotu, który wytwarza, dzięki Purity, aby ograniczyć pobór tlenu. Widzimy to jako potencjalną inwestycję, więc jedynymi procesami w browarze, które są całkowicie zależne od CO2, będą karbonizacja piwa i konserwacja wody kranowej.
„Jednak jedną naprawdę ważną rzeczą, o której należy pamiętać – ponownie, coś, co wydaje się być wybredne do przeoczenia, ale jest krytyczne dla utrzymania jakości piwa – jest to, że każdy generator azotu musi produkować azot do drugiego miejsca po przecinku [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”.
Browarnicy potrzebują wielu danych i kontroli jakości podczas używania azotu. Na przykład, jeśli browarnik używa N2 do przenoszenia piwa między zbiornikami, stabilność CO2 w zbiorniku i w zbiorniku lub butelce musi być monitorowana przez cały proces. W niektórych przypadkach czysty N2 może nie działać prawidłowo (na przykład podczas napełniania pojemników), ponieważ czysty N2 usunie CO2 z roztworu. W rezultacie niektórzy browarnicy będą używać mieszanki 50/50 CO2 i N2 do napełniania miski, podczas gdy inni będą jej całkowicie unikać.
Wskazówka N2 Pro: Porozmawiajmy o konserwacji. Generatory azotu są tak blisko „ustaw i zapomnij”, jak to tylko możliwe, ale niektóre materiały eksploatacyjne, takie jak filtry, wymagają półregularnej wymiany. Zazwyczaj ta usługa jest wymagana mniej więcej co 4000 godzin. Ten sam zespół, który zajmuje się sprężarką powietrza, zajmie się również Twoim generatorem. Większość generatorów jest wyposażona w prosty kontroler podobny do Twojego iPhone'a i oferuje pełne możliwości zdalnego monitorowania za pomocą aplikacji.
Oczyszczanie zbiornika różni się od oczyszczania azotem z kilku powodów. N2 dobrze miesza się z powietrzem, więc nie wchodzi w interakcje z O2 tak jak CO2. N2 jest również lżejszy od powietrza, więc wypełnia zbiornik od góry do dołu, podczas gdy CO2 wypełnia go od dołu do góry. Do oczyszczenia zbiornika magazynowego potrzeba więcej N2 niż CO2 i często wymaga więcej śrutowania. Czy nadal oszczędzasz pieniądze?
Nowe problemy bezpieczeństwa pojawiają się również w związku z nowym gazem przemysłowym. Browar powinien z pewnością zainstalować czujniki O2, aby pracownicy mogli wizualizować jakość powietrza w pomieszczeniach – tak jak obecnie przechowuje się dewary N2 w lodówkach.
Ale rentowność może łatwo przeważyć nad zakładami odzysku CO2. W tym webinarium Dion Quinn z Foth Production Solutions (firmy inżynieryjnej) stwierdza, że produkcja N2 kosztuje od 8 do 20 dolarów za tonę, podczas gdy wychwytywanie CO2 za pomocą zakładu odzysku kosztuje od 50 do 200 dolarów za tonę.
Zalety generatorów azotu obejmują wyeliminowanie lub przynajmniej zmniejszenie zależności od kontraktów i dostaw CO2 i azotu. Oszczędza to miejsce do magazynowania, ponieważ browary mogą produkować i przechowywać tyle, ile potrzebują, eliminując potrzebę przechowywania i transportu butli z azotem. Podobnie jak w przypadku CO2, wysyłka i obsługa azotu są opłacane przez klienta. W przypadku nitrogenerów nie stanowi to już problemu.
Generatory azotu są często łatwe do zintegrowania ze środowiskiem browaru. Mniejsze generatory azotu można montować na ścianie, dzięki czemu nie zajmują miejsca na podłodze i działają cicho. Te worki dobrze radzą sobie ze zmienną temperaturą otoczenia i są bardzo odporne na wahania temperatury. Można je instalować na zewnątrz, ale nie są zalecane w ekstremalnie wysokich i niskich klimatach.
Istnieje wielu producentów generatorów azotu, w tym Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb i Holtec Gas Systems. Mały generator azotu może kosztować około 800 dolarów miesięcznie w ramach pięcioletniego programu dzierżawy z opcją kupna, powiedział Asquini.
„Pod koniec dnia, jeśli azot jest dla Ciebie odpowiedni, masz do wyboru wielu dostawców i technologii” — powiedział Asquini. „Znajdź, który jest dla Ciebie odpowiedni i upewnij się, że dobrze rozumiesz całkowity koszt posiadania [całkowity koszt posiadania] i porównaj koszty zasilania i konserwacji między urządzeniami. Często okaże się, że zakup najtańszego nie jest odpowiedni dla Twojej pracy”.
Systemy generatorów azotu wykorzystują sprężarkę powietrza, a większość browarów rzemieślniczych już ją posiada, co jest bardzo przydatne.
Jakie sprężarki powietrza są używane w browarach rzemieślniczych? Przepychają płyn przez rury i zbiorniki. Energia do pneumatycznego transportu i kontroli. Napowietrzanie brzeczki, drożdży lub wody. Zawór sterujący. Gaz oczyszczający do usuwania mułu ze zbiorników podczas czyszczenia i wspomagania czyszczenia otworów.
Wiele zastosowań browarniczych wymaga specjalnego użycia sprężarek powietrza w 100% bezolejowych. Jeśli olej wejdzie w kontakt z piwem, zabije drożdże i spłaszczy pianę, co zepsuje napój i sprawi, że piwo będzie złe.
To również ryzyko bezpieczeństwa. Ponieważ przemysł spożywczy i napojowy jest bardzo wrażliwy, obowiązują ścisłe normy jakości i czystości, i słusznie. Przykład: bezolejowe sprężarki powietrza serii Sullair SRL o mocy od 10 do 15 KM (od 7,5 do 11 kW) doskonale nadają się do browarów rzemieślniczych. Browary cenią sobie ciszę tego typu maszyn. Seria SRL oferuje niski poziom hałasu, do 48 dBA, dzięki czemu sprężarka nadaje się do użytku wewnątrz pomieszczeń bez oddzielnego, dźwiękoszczelnego pomieszczenia.
Gdy czyste powietrze jest krytyczne, na przykład w browarach i browarach rzemieślniczych, powietrze bezolejowe jest niezbędne. Cząsteczki oleju w sprężonym powietrzu mogą zanieczyścić dalsze procesy i produkcję. Ponieważ wiele browarów produkuje tysiące beczek lub kilka skrzynek piwa rocznie, nikt nie może sobie pozwolić na podjęcie takiego ryzyka. Kompresory bezolejowe są szczególnie odpowiednie do zastosowań, w których powietrze ma bezpośredni kontakt z surowcem. Nawet w zastosowaniach, w których nie ma bezpośredniego kontaktu między składnikami a powietrzem, na przykład w liniach pakujących, kompresor bezolejowy pomaga utrzymać produkt końcowy w czystości, zapewniając spokój ducha.
Czas publikacji: 06-01-2023