Håndverksbryggerier bruker CO2 i et overraskende antall bruksområder i brygge-, pakke- og serveringsprosessen: flytting av øl eller produkt fra tank til tank, karbonisering av et produkt, rensing av oksygen før pakking, pakking av øl i prosessen, forspyling av brit-tanker etter rengjøring og desinfisering, tapping av fatøl i en restaurant eller bar.Dette er bare for startere.
"Vi bruker CO2 i hele bryggeriet og baren," sier Max McKenna, senior markedssjef i Boston-baserte Dorchester Brewing Co. Serverer øl – på alle trinn i prosessen.”
Som mange håndverksbryggerier, står Dorchester Brewing overfor en mangel på den kommersielle kvaliteten CO2 den trenger for å drive (les om alle årsakene til denne mangelen her).
"På grunn av våre kontrakter har ikke våre nåværende CO2-leverandører hevet prisene til tross for prisøkninger 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 rense boksene og dekke til gassen under hermetikk- og forseglingsprosessen.Dette er det desidert største tillegget for oss fordi disse prosessene krever mye CO2.Lenge hadde vi en spesiell nitroplante.Vi bruker en spesiell nitrogengenerator for å produsere alt nitrogenet til baren – for en dedikert nitrolinje og ølblandingen vår.»
N2 er den mest økonomiske inerte gassen å produsere og kan brukes i håndverksbryggerier, flaskebutikker og barer.N2 er billigere enn CO2 for drinker og ofte mer tilgjengelig, avhengig av tilgjengelighet i ditt område.
N2 kan kjøpes som gass i høytrykksflasker eller som væske i Dewars eller store lagertanker.Nitrogen kan også produseres på stedet ved hjelp av en nitrogengenerator.Nitrogengeneratorer fungerer ved å fjerne oksygenmolekyler fra luften.
Nitrogen er det vanligste grunnstoffet (78%) i jordens atmosfære, resten er oksygen og sporgasser.Det gjør det også mer miljøvennlig da du slipper ut mindre CO2.
I brygging og pakking kan N2 brukes for å holde oksygen ute av ølet.Ved riktig bruk (de fleste blander CO2 med N2 når de arbeider med kullsyreholdig øl) kan N2 brukes til å rengjøre tanker, overføre øl fra tank til tank, sette trykk på fat før lagring, mens lufting under lokker.ingrediens for smak og munnfølelse.I barer brukes nitro i tappevannsledninger for nitropiv samt høytrykk/langdistanseapplikasjoner hvor nitrogen blandes med en viss prosentandel CO2 for å hindre at ølet skummer på fat.N2 kan til og med brukes som en kokegass for vannavgassing hvis dette er en del av prosessen.
Nå, som vi nevnte i vår forrige artikkel om CO2-mangel, er ikke nitrogen en eksakt erstatning for CO2 i alle bryggeapplikasjoner.Disse gassene oppfører seg annerledes.De har ulik molekylvekt og ulik tetthet.
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 bryggere bruker flytende nitrogendråper i stedet for gassformig nitrogen for å nitrere øl.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 potensial," sier Chuck Skepek, direktør for tekniske bryggeprogrammer ved Brewers Institute, "men nitrogen er ikke et universalmiddel eller en rask løsning.CO2 og nitrogen oppfører seg ganske forskjellig.Du vil få mer nitrogen blandet med luften i tanken enn om 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 flaks.ikke bare: «Hei, vi skal 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 flere mennesker som faktisk gjør litt forskning, og, du vet, å komme opp med beste praksis for denne erstatningen.
Tilførselen av disse gassene vil være forskjellig ettersom de har forskjellige tettheter som kan resultere i noen tekniske eller lagringsendringer.Hør Jason Perkins, bryggermester ved Allagash Brewing Co., diskutere hvordan han oppgraderer tappelinjen og gassmanifolden til å bruke CO2 for trykksatt bollefylling og N2 for tetningsmiddel og boblebryter.Oppbevaring 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 våre CO2-tanker: de er mindre, på ruller og lagret i en fryser.Vi har tatt det til neste nivå.karbondioksid til nitrogen, men igjen, vi er veldig forsiktige med hvordan vi skal 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 osv.
I følge denne utmerkede artikkelen fra The Titus Co. (en leverandør av luftkompressorer, lufttørkere og luftkompressortjenester utenfor Pennsylvania), fungerer nitrogengeneratorer på en av to måter:
Pressure swing adsorption: Pressure swing adsorption (PSA) fungerer ved å bruke karbonmolekylsikter for å skille molekyler.Silen har porer i samme størrelse som oksygenmolekylene, og fanger disse molekylene når de passerer gjennom og lar de større nitrogenmolekylene komme gjennom.Generatoren frigjør deretter oksygen gjennom et annet kammer.Resultatet av denne prosessen er at nitrogenrenheten kan nå 99,999%.
Membrangenerering av nitrogen.Membrannitrogengenerering fungerer ved å separere molekyler ved hjelp av polymerfibre.Disse fibrene er hule, med overflateporer som er små nok til å tillate oksygen å passere gjennom, men for små til at nitrogenmolekyler kan fjerne oksygen fra gasstrømmen.Generatorer som bruker denne metoden kan produsere nitrogen opptil 99,5 % rent.
Vel, PSA-nitrogengeneratoren produserer ultrarent nitrogen i store volumer og ved høye strømningshastigheter, den reneste formen for nitrogen som mange bryggerier krever.Ultrapure betyr 99,9995 % til 99 %.Membrannitrogengeneratorer er ideelle for små bryggerier som krever et lavt volum, lavstrømsalternativ der 99 % til 99,9 % renhet er akseptabelt.
Ved å bruke den nyeste teknologien er Atlas Copcos nitrogengenerator en kompakt industriell luftkompressor med en spesiell membran som skiller nitrogenet fra trykkluftstrømmen.Håndverksbryggerier er en stor målgruppe for Atlas Copo.I følge en hvitbok fra Atlas Copco betaler bryggere vanligvis mellom $0,10 og $0,15 per kubikkfot for å produsere nitrogen på stedet.Hvordan er dette sammenlignet med CO2-kostnadene dine?
"Vi tilbyr seks standardpakker som dekker 80 % av alle bryggerier – fra noen få tusen til hundretusenvis av fat per år," sier Peter Askini, forretningsutviklingssjef for industrigasser i Atlas Copco.«Et bryggeri kan øke kapasiteten til sine nitrogengeneratorer for å muliggjøre vekst samtidig som effektiviteten opprettholdes.I tillegg tillater den modulære designen en ekstra generator å legge til hvis bryggeriets virksomhet utvides betydelig.
"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 mer klimagasser.»som er bedre for miljøet Det vil lønne seg fra første måned, noe som vil påvirke bunnlinjen direkte, hvis det ikke dukker opp før du kjøper, ikke kjøp det. Her er våre enkle regler. Etterspørselen etter CO2 skyter i været 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 behovene til bryggeriet.»
Som nevnt tidligere vil nitrogenrenhet være en stor bekymring for håndverksbryggere.Akkurat som CO2, vil nitrogen samhandle med ølet eller vørteren og bære urenheter med seg.Dette er grunnen til at mange nitrogengeneratorer for mat og drikke vil bli annonsert som oljefrie enheter (finn ut om renslighetsfordelene med oljefrie kompressorer i siste setning i sidefeltet nedenfor).
"Når vi mottar CO2, kontrollerer vi kvaliteten og forurensningen, noe som er en annen veldig viktig del av samarbeidet med en god leverandør," sa McKenna."Nitrogen er litt annerledes, og det er grunnen til at vi fortsatt 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 Purity for å begrense oksygenopptaket.Vi ser på dette som en potensiell investering, så de eneste prosessene i bryggeriet som er helt avhengig av CO2 vil være ølkullsyre og vedlikehold av tappevann.
"Men en veldig viktig ting å huske på – igjen, noe som virker kresen å overse, men som er avgjørende for å opprettholde ølkvaliteten – er at enhver nitrogengenerator trenger å produsere nitrogen til andre desimal [dvs. 99,99 % renhet] for å begrense oksygen. opptak og risiko for oksidasjon.Dette nivået av nøyaktighet og renhet krever mer nitrogengeneratorkostnader, men sikrer kvaliteten på nitrogenet og dermed kvaliteten på ølet.»
Bryggere krever mye data og kvalitetskontroll ved bruk av nitrogen.For eksempel, hvis en brygger bruker N2 til å flytte øl mellom tanker, 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 ved fylling av beholdere) fordi ren N2 vil fjerne CO2 fra løsningen.Som et resultat vil noen bryggere bruke en 50/50 blanding av CO2 og N2 for å fylle bollen, mens andre vil unngå det helt.
N2 Pro-tips: La oss snakke vedlikehold.Nitrogengeneratorer er virkelig så nærme "sett det og glem det" som du kan komme, men noen forbruksvarer, for eksempel filtre, krever semi-vanlig utskifting.Vanligvis er denne tjenesten nødvendig omtrent hver 4000. time.Det samme teamet som tar seg av luftkompressoren din vil også ta seg av generatoren din.De fleste generatorer kommer med en enkel kontroller som ligner på din iPhone og tilbyr full app-fjernovervåkingsfunksjoner.
Tankrensing skiller seg fra nitrogenspyling av en rekke årsaker.N2 blander seg godt med luft, så det samhandler ikke med O2 slik 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 krever mer N2 enn CO2 for å rense en lagertank og krever ofte mer kulesprengning.Sparer du fortsatt penger?
Nye sikkerhetsproblemer oppstår også med den nye industrigassen.Et bryggeri bør definitivt 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 veie opp for CO2-gjenvinningsanlegg.I dette webinaret uttaler Dion Quinn fra Foth Production Solutions (et ingeniørfirma) at N2-produksjon koster mellom $8 og $20 per tonn, mens fangst av CO2 med et gjenvinningsanlegg koster mellom $50 og $200 per tonn.
Fordelene med nitrogengeneratorer inkluderer å eliminere 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 i et bryggerimiljø.Mindre nitrogengeneratorer kan veggmonteres slik at de ikke tar opp gulvplass og fungerer stille.Disse posene takler skiftende omgivelsestemperaturer godt og er svært motstandsdyktige mot temperatursvingninger.Kan installeres utendørs, men anbefales ikke for ekstremt 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 i måneden under et femårig leieavtale-til-eie-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 en god forståelse av totale eierkostnader [totale eierkostnader] og sammenlign strøm- og vedlikeholdskostnader mellom enheter.Du vil ofte oppdage at det å kjøpe det billigste ikke er riktig 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 transport og kontroll.Lufting av vørter, gjær eller vann.styreventil.Skyll gass for å tvinge gjørme ut av tankene under rengjøring og for å hjelpe til med rengjøring av hull.
Mange bryggeriapplikasjoner krever spesiell bruk av 100 % oljefrie luftkompressorer.Hvis oljen kommer i kontakt med ølet, dreper den gjæren og flater ut skummet, noe som ødelegger drikken og gjør ølet dårlig.
Det er også en sikkerhetsrisiko.Fordi mat- og drikkeindustrien er veldig sensitiv, er det strenge kvalitets- og renhetsstandarder på plass, og det med rette.Eksempel: Sullair SRL-serien oljefrie luftkompressorer fra 10 til 15 hk.(fra 7,5 til 11 kW) er godt egnet for håndverksbryggerier.Bryggerier nyter stillheten til denne typen maskiner.SRL-serien tilbyr lave støynivåer ned til 48dBA, noe som gjør kompressoren egnet for innendørs bruk uten et separat lydisolert rom.
Når ren luft er kritisk, som i bryggerier og håndverksbryggerier, er oljefri luft avgjørende.Oljepartikler i trykkluft kan forurense nedstrøms prosesser og produksjon.Siden mange bryggerier produserer tusenvis av fat eller flere kasser øl i året, er det ingen som har 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 direkte kontakt mellom ingredienser og luft, for eksempel i pakkelinjer, hjelper en oljefri kompressor å holde sluttproduktet rent for trygghet.
Innleggstid: Jan-06-2023