Håndverksbryggerier bruker CO2 i et overraskende antall applikasjoner i brygging, emballasje- og serveringsprosess: Flytte øl eller produkt fra tank til tank, karbonisering av et produkt, rensende oksygen før emballasje, emballasje øl i prosessen, forhåndsflylte Brit-tanker etter rengjøring og desinfisering, tappet trekk i en restaurant eller bar. Dette er bare for det første.
"Vi bruker CO2 i hele bryggeriet og baren," sier Max McKenna, senior markedssjef i Boston-baserte Dorchester Brewing Co. som serverer øl-på alle trinn i prosessen. ”
Som mange håndverksbryggerier, står Dorchester Brewing overfor mangel på CO2 kommersiell kvalitet den trenger å operere (les om alle årsakene til denne mangelen her).
"På grunn av våre kontrakter har våre nåværende CO2 -leverandører ikke hevet prisene til tross for prisøkning i andre deler av markedet," sa McKenna. "Så langt har virkningen hovedsakelig vært på begrenset distribusjon."
For å kompensere for mangelen på CO2 bruker Dorchester Brewing nitrogen i stedet for CO2 i noen tilfeller.
"Vi var i stand til å flytte mange operasjoner til nitrogen," fortsatte McKenna. ”Noen av de viktigste var å rengjøre bokser og dekke gassen under hermetikk- og tetningsprosessen. Dette er det klart største tilskuddet for oss fordi disse prosessene krever mye CO2. I lang tid hadde vi en spesiell nitroanlegg. Vi bruker en spesiell en nitrogengenerator for å produsere alt nitrogenet til baren - for en dedikert nitrolinje og ølblandingen vår. ”
N2 er den mest økonomiske inerte gassen for å produsere og kan brukes i håndverksbryggeri kjellere, flaskebutikker og barer. N2 er billigere enn CO2 for drinker og ofte mer tilgjengelig, avhengig av tilgjengelighet i ditt område.
N2 kan kjøpes som en gass i høytrykkssylindere eller som en væske i duwars eller store lagringstanker. Nitrogen kan også produseres på stedet ved bruk av en nitrogengenerator. Nitrogengeneratorer fungerer ved å fjerne oksygenmolekyler fra luften.
Nitrogen er det mest tallrike elementet (78%) i jordens atmosfære, resten er oksygen og sporer gasser. Det gjør det også mer miljøvennlig når du avgir mindre CO2.
I brygging og emballasje kan N2 brukes til å holde oksygen utenfor ølet. Når de brukes riktig (de fleste blander CO2 med N2 når de jobber med kullsyreholdig øl) kan N2 brukes til å rengjøre tanker, overføre øl fra tank til tank, trykke på tønner før lagring, mens du luftes under caps. ingrediens for smak og munnfølelse. I stolper brukes nitro i vannlinjer for tappevann for nitropiv samt høytrykks-/langdistanseapplikasjoner der nitrogen blandes med en viss prosentandel CO2 for å forhindre at ølet skumming på trykk. N2 kan til og med brukes som koke av gass for vannavgassing hvis dette er en del av prosessen din.
Nå, som vi nevnte i vår forrige artikkel om CO2 -mangel, er nitrogen ikke en eksakt erstatning for CO2 i alle bryggeapplikasjoner. Disse gassene oppfører seg annerledes. De har forskjellige molekylvekter og forskjellige tettheter.
For eksempel er CO2 mer løselig i væsker enn N2. Dette er grunnen til at nitrogen gir mindre bobler og en annen munnfølelse i øl. Dette er grunnen til at bryggerier bruker flytende nitrogendråper i stedet for gassformig nitrogen for å nitratøl. Karbondioksid tilfører også et snev av bitterhet eller surhet som nitrogen ikke gjør, noe som kan endre smaksprofilen, sier folk. Å bytte til nitrogen vil ikke løse alle karbondioksidproblemer.
"Det er potensiale," sier Chuck Skepek, direktør for tekniske bryggprogrammer ved Brewers Institute, "men nitrogen er ikke et universalmiddel eller en rask løsning. CO2 og nitrogen oppfører seg ganske annerledes. Du vil få mer nitrogen blandet med luften i tanken enn hvis du renser CO2. Så det vil kreve mer nitrogen. Jeg hører dette om og om igjen.
”En brygger jeg kjenner var veldig smart og begynte å erstatte karbondioksid med nitrogen, og ølet deres hadde mye mer oksygen i seg, så nå bruker de en blanding av nitrogen og karbondioksid, med litt mer hell. Ikke bare, “Hei, vi kommer til å begynne å bruke nitrogen for å løse alle problemene våre. Det er hyggelig å se mye mer om dette i litteraturen, vi begynner å se at flere faktisk gjør litt research, og du vet, for å komme med beste praksis for denne erstatningen.
Levering av disse gassene vil være annerledes, da de har forskjellige tettheter som kan føre til noen ingeniør- eller lagringsendringer. Hør Jason Perkins, Master Brewer på Allagash Brewing Co., diskutere oppgradering av tappelinjen og gassmanifolden for å bruke CO2 for fylling av trykk og N2 for tetningsmasse og boblebryter. Lagring kan variere.
"Det er definitivt noen forskjeller, delvis på grunn av hvordan vi får nitrogen," sa McKenna. "Vi får rent flytende nitrogen i dewars, så lagring av det er veldig forskjellig fra CO2 -tankene våre: de er mindre, på ruller og lagret i en fryser. Vi har tatt det til neste nivå. Karbondioksid til nitrogen, men igjen er vi veldig forsiktige med hvordan vi kan gjøre overgangen effektivt og ansvarlig for å sikre at ølet er på sitt høyeste nivå hvert trinn på veien. Nøkkelen, i noen tilfeller var det en veldig enkel plug and play -erstatning, mens det i andre tilfeller krevde betydelige forbedringer i materialer, infrastruktur, produksjon, etc. ”
I henhold til denne utmerkede artikkelen fra Titus Co. (en leverandør av luftkompressorer, lufttørkere og luftkompressortjenester utenfor Pennsylvania), opererer nitrogengeneratorer på en av to måter:
Trykksvingadsorpsjon: Trykksvingadsorpsjon (PSA) fungerer ved bruk av karbonmolekylære sikt for å skille molekyler. Silen har porene i samme størrelse som oksygenmolekylene, fanger disse molekylene når de passerer gjennom og lar de større nitrogenmolekylene gjennom. Generatoren frigjør deretter oksygen gjennom et annet kammer. Resultatet av denne prosessen er at nitrogen -renhet kan nå 99.999%.
Membrangenerering av nitrogen. Membran nitrogengenerering fungerer ved å skille molekyler ved bruk av polymerfibre. Disse fibrene er hule, med overflatesporene som er små nok til at oksygen kan passere gjennom, men for lite til at nitrogenmolekyler kan fjerne oksygen fra gasstrømmen. Generatorer som bruker denne metoden kan produsere nitrogen opp til 99,5% rent.
Vel, PSA-nitrogengeneratoren produserer ultra-pure nitrogen i store volumer og med høye strømningshastigheter, den reneste formen av nitrogen som mange bryggerier krever. Ultrapure betyr 99.9995% til 99%. Membrannitrogengeneratorer er ideelle for små bryggerier som krever et alternativ med lavt volum, lavt strømningsalternativ der 99% til 99,9% renhet er akseptabelt.
Ved å bruke den nyeste teknologien er Atlas Copco Nitrogen Generator en kompakt industriell luftkompressor med en spesiell membran som skiller nitrogenet fra den komprimerte luftstrømmen. Håndverksbryggerier er et stort målgruppe for Atlas Copo. Ifølge en White Paper Atlas Copco betaler bryggerier typisk mellom $ 0,10 og $ 0,15 per kubikkfot for å produsere nitrogen på stedet. Hvordan kan dette sammenlignes med CO2 -kostnadene dine?
"Vi tilbyr seks standardpakker som dekker 80% av alle bryggerier - fra noen få tusen til hundretusener av fat per år," sier Peter Askini, forretningsutviklingssjef for industrikasser på Atlas Copco. "Et bryggeri kan øke kapasiteten til nitrogengeneratorene for å muliggjøre vekst samtidig som det opprettholder effektiviteten.
"Å bruke nitrogen er ikke ment å erstatte CO2 fullstendig," forklarer Asquini, "men vi tror at vinprodusenter kan redusere forbruket med omtrent 70%. Den viktigste drivkraften er bærekraft. Det er veldig enkelt for enhver vinprodusent å produsere nitrogen på egen hånd. Ikke bruk flere klimagasser. ” Noe som er bedre for miljøet det vil lønne seg fra den første måneden, som direkte vil påvirke bunnlinjen, hvis det ikke dukker opp før du kjøper, ikke kjøp det. Her er våre enkle regler. Etterspørselen etter CO2 er skyrocketing for å produsere slike produkter, som tørris, som bruker store mengder CO2 og er nødvendig for å transportere vaksiner. Bryggerier i USA uttrykker bekymring for forsyningsnivået og lurer på om de kan holde prisnivået i samsvar med bryggeriets behov. ”
Som nevnt tidligere, vil nitrogen -renhet være en stor bekymring for håndverksbryggere. Akkurat som CO2, vil nitrogen samhandle med ølet eller vørte og bære urenheter sammen med det. Dette er grunnen til at mange mat- og drikke-nitrogengeneratorer vil bli annonsert som oljefrie enheter (lær om renslighetsfordelene med oljefrie kompressorer i den siste setningen i sidefeltet nedenfor).
"Når vi mottar CO2, sjekker vi kvaliteten og forurensningen, som er en annen veldig viktig del av å jobbe med en god leverandør," sa McKenna. “Nitrogen er litt annerledes, og det er grunnen til at vi fremdeles kjøper rent flytende nitrogen. En annen ting vi ser på er å finne og prise en intern nitrogengenerator - igjen, med fokus på nitrogenet den produserer med renhet for å begrense oksygenopptaket. Vi ser på dette som en potensiell investering, så de eneste prosessene i bryggeriet som er helt avhengige av CO2 vil være ølkarbonering og vedlikehold av vannvann.
”Men en virkelig viktig ting å huske på - igjen, noe som virker kresen å overse, men som er avgjørende for å opprettholde ølkvalitet - er at enhver nitrogengenerator må produsere nitrogen til det andre desimalet [dvs. 99,99% renhet] for å begrense oksygenopptaket og oksidasjonsrisikoen. Dette nivået av nøyaktighet og renhet krever mer nitrogengeneratorkostnader, men sikrer kvaliteten på nitrogenet og derfor kvaliteten på ølet. ”
Bryggere krever mye data og kvalitetskontroll når du bruker nitrogen. For eksempel, hvis en brygger bruker N2 for å flytte øl mellom tankene, må stabiliteten til CO2 i tanken og i tanken eller flasken overvåkes gjennom hele prosessen. I noen tilfeller kan det hende at ren N2 ikke fungerer som den skal (for eksempel når du fyller containere) fordi ren N2 vil fjerne CO2 fra løsningen. Som et resultat vil noen bryggerier bruke en 50/50 blanding av CO2 og N2 for å fylle bollen, mens andre vil unngå den helt.
N2 Pro -tips: La oss snakke vedlikehold. Nitrogengeneratorer er virkelig så nær "å sette den og glemme det" som du kan få, men noen forbruksvarer, for eksempel filtre, krever semi-regulær erstatning. Vanligvis kreves denne tjenesten omtrent hver 4000 time. Det samme teamet som tar seg av luftkompressoren din vil også ta seg av generatoren din. De fleste generatorer har en enkel kontroller som ligner på iPhone og tilbyr full app for fjernovervåkning.
Tankrensing skiller seg fra nitrogenrensing av flere årsaker. N2 blandes godt med luft, slik at den ikke samhandler med O2 som CO2 gjør. N2 er også lettere enn luft, så den fyller tanken fra topp til bunn, mens CO2 fyller den fra bunn til topp. Det tar mer N2 enn CO2 å rense en lagringstank og krever ofte mer sprengning av skudd. Sparer du fortsatt penger?
Nye sikkerhetsproblemer oppstår også med den nye industrikassen. Et bryggeri bør absolutt installere O2 -sensorer slik at ansatte kan visualisere innendørs luftkvalitet - akkurat som du har N2 -dewars lagret i kjøleskap i disse dager.
Men lønnsomheten kan lett oppveie CO2 -utvinningsanlegg. I dette webinaret uttaler Dion Quinn fra Foth Production Solutions (et ingeniørfirma) at N2 -produksjon koster mellom $ 8 og $ 20 per tonn, mens de fanger CO2 med et utvinningsanlegg koster mellom $ 50 og $ 200 per tonn.
Fordelene med nitrogengeneratorer inkluderer eliminering eller i det minste redusere avhengigheten av kontrakter og forsyninger av CO2 og nitrogen. Dette sparer lagringsplass ettersom bryggerier kan produsere og lagre så mye de trenger, og eliminerer behovet for å lagre og transportere nitrogenflasker. Som med CO2, betales frakt og håndtering av nitrogen av kunden. Med nitrogeneratorer er dette ikke lenger et problem.
Nitrogengeneratorer er ofte enkle å integrere seg i et bryggerimiljø. Mindre nitrogengeneratorer kan være veggmontert slik at de ikke tar opp gulvplass og fungerer stille. Disse posene håndterer skiftende omgivelsestemperaturer godt og er veldig motstandsdyktige mot temperatursvingninger. Kan installeres utendørs, men ikke anbefales for ekstreme høye og lave klimaer.
Det er mange produsenter av nitrogengeneratorer inkludert Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb og Holtec Gas Systems. En liten nitrogengenerator kan koste rundt 800 dollar i måneden under et fem-års leieavtale-program, sa Asquini.
"På slutten av dagen, hvis nitrogen er riktig for deg, har du en rekke leverandører og teknologier å velge mellom," sa Asquini. “Finn hvilken som er riktig for deg, og sørg for at du har god forståelse av totale eierkostnader [totale eierkostnader] og sammenlign strøm- og vedlikeholdskostnader mellom enheter. Du vil ofte oppdage at det ikke er riktig å kjøpe det billigste for jobben din. ”
Nitrogengeneratorsystemer bruker en luftkompressor, og de fleste håndverksbryggerier har allerede en, noe som er nyttig.
Hvilke luftkompressorer brukes i håndverksbryggerier? Skyver væske gjennom rør og tanker. Energi for pneumatisk formidling og kontroll. Lufting av vørter, gjær eller vann. Kontrollventil. Rens for å tvinge gjørme ut av tankene under rengjøring og for å hjelpe til med rengjøring av hull.
Mange bryggeriplikasjoner krever spesiell bruk av 100% oljefri luftkompressorer. Hvis oljen kommer i kontakt med ølet, dreper den gjæren og flater skummet, som ødelegger drinken og gjør ølet dårlig.
Det er også en sikkerhetsrisiko. Fordi mat- og drikkeindustrien er veldig følsom, er det strenge kvalitets- og renhetsstandarder på plass, og med rette. Eksempel: Sullair SRL-serie oljefri luftkompressorer fra 10 til 15 hk. (Fra 7,5 til 11 kW) er godt egnet for håndverksbryggerier. Bryggerier nyter stillheten i denne typen maskiner. SRL -serien tilbyr lave støynivåer ned til 48dba, noe som gjør kompressoren egnet for innendørs bruk uten et eget lydisolert rom.
Når ren luft er kritisk, for eksempel i bryggerier og håndverksbryggerier, er oljefri luft viktig. Oljepartikler i trykkluft kan forurense nedstrøms prosesser og produksjon. Siden mange bryggerier produserer tusenvis av fat eller flere tilfeller av øl i året, har ingen råd til å ta den risikoen. Oljefrie kompressorer er spesielt egnet for applikasjoner der luften er i direkte kontakt med råstoffet. Selv i applikasjoner der det ikke er noen direkte kontakt mellom ingredienser og luft, for eksempel i emballasjelinjer, hjelper en oljefri kompressor med å holde det endelige produktet rent for trygghet.
Post Time: Jan-06-2023