HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Håndbryggerier bruger CO2 i et overraskende antal anvendelser i brygning, emballering og serveringsprocessen: flytning af øl eller produkt fra tank til tank, karbonisering af et produkt, rensning af ilt før emballering, emballering af øl i processen, forskylning af brit-tanke efter rengøring og desinficering, aftapning af fadøl i en restaurant eller bar. Dette er blot for at nævne nogle få.
"Vi bruger CO2 i hele bryggeriet og baren," siger Max McKenna, senior marketingchef hos Dorchester Brewing Co. med base i Boston. Serverer øl – i alle faser af processen."
Ligesom mange andre håndbryggerier står Dorchester Brewing over for mangel på den CO2 af kommerciel kvalitet, som virksomheden har brug for til at drive virksomhed (læs om alle årsagerne til denne mangel her).
"På grund af vores kontrakter har vores nuværende CO2-leverandører ikke hævet deres priser på trods af prisstigninger i andre dele af markedet," sagde McKenna. "Indtil videre har effekten primært været begrænset distribution."
For at kompensere for manglen på CO2 bruger Dorchester Brewing i nogle tilfælde nitrogen i stedet for CO2.
"Vi var i stand til at flytte mange operationer til nitrogen," fortsatte McKenna. "Nogle af de vigtigste var rengøring af dåserne og dækning af gassen under konserverings- og forseglingsprocessen. Dette er langt den største tilføjelse for os, fordi disse processer kræver en masse CO2. I lang tid havde vi et specielt nitroanlæg. Vi bruger en speciel nitrogengenerator til at producere alt nitrogenet til baren – til en dedikeret nitrolinje og vores ølblanding."
N2 er den mest økonomiske inerte gas at producere og kan bruges i kældre på håndbryggerier, flaskebutikker og barer. N2 er billigere end CO2 til drikkevarer og ofte mere tilgængeligt, afhængigt af tilgængeligheden i dit område.
N2 kan købes som gas i højtryksflasker eller som væske i Dewar-tanke eller store lagertanke. Nitrogen kan også produceres på stedet ved hjælp af en nitrogengenerator. Nitrogengeneratorer fungerer ved at fjerne iltmolekyler fra luften.
Kvælstof er det mest udbredte grundstof (78%) i Jordens atmosfære, resten er ilt og sporgasser. Det gør det også mere miljøvenligt, da du udleder mindre CO2.
I brygning og emballering kan N2 bruges til at holde ilt ude af øllet. Når det bruges korrekt (de fleste blander CO2 med N2, når de arbejder med kulsyreholdigt øl), kan N2 bruges til at rengøre tanke, overføre øl fra tank til tank, tryksætte tønder før opbevaring, mens der luftes under låg. Dette er en ingrediens for smag og mundfølelse. I barer bruges nitro i postevandsledninger til nitroproduktion samt højtryks-/langdistanceapplikationer, hvor nitrogen blandes med en vis procentdel CO2 for at forhindre øllet i at skumme på fad. N2 kan endda bruges som kogegas til vandafgasning, hvis dette er en del af din proces.
Som vi nævnte i vores tidligere artikel om CO2-mangel, er nitrogen ikke en præcis erstatning for CO2 i alle bryggeriapplikationer. Disse gasser opfører sig forskelligt. De har forskellige molekylvægte og forskellige densiteter.
For eksempel er CO2 mere opløseligt i væsker end N2. Det er derfor, nitrogen giver mindre bobler og en anderledes mundfornemmelse i øl. Det er derfor, bryggerier bruger flydende nitrogendråber i stedet for gasformigt nitrogen til at nitrere øl. Kuldioxid tilføjer også et strejf af bitterhed eller surhed, som nitrogen ikke gør, hvilket kan ændre smagsprofilen, siger folk. At skifte til nitrogen vil ikke løse alle kuldioxidproblemer.
"Der er potentiale," siger Chuck Skepek, direktør for tekniske brygningprogrammer på Brewers Institute, "men nitrogen er ikke et universalmiddel eller en hurtig løsning. CO2 og nitrogen opfører sig helt forskelligt. Du får mere nitrogen blandet med luften i tanken, end hvis du tømmer CO2'en. Så det vil kræve mere nitrogen. Jeg hører dette igen og igen."
"En brygger jeg kender var virkelig smart og begyndte at erstatte kuldioxid med nitrogen, og deres øl havde meget mere ilt i sig, så nu bruger de en blanding af nitrogen og kuldioxid, med lidt mere held. Ikke bare: "Hey, vi vil begynde at bruge nitrogen til at løse alle vores problemer. Det er dejligt at se meget mere om dette i litteraturen, vi begynder at se flere mennesker rent faktisk lave noget research, og, du ved, komme med bedste praksis for denne erstatning."
Leveringen af ​​disse gasser vil være forskellig, da de har forskellige densiteter, hvilket kan resultere i ændringer i konstruktionen eller lagringen. Hør Jason Perkins, brygmester hos Allagash Brewing Co., diskutere opgraderingen af ​​sin tappelinje og gasmanifold til at bruge CO2 til trykpåfyldning af skåle og N2 til fugemasse og boblebryder. Opbevaringen kan variere.
"Der er helt sikkert nogle forskelle, delvist på grund af, hvordan vi får nitrogen," sagde McKenna. "Vi får rent flydende nitrogen i dewartanke, så opbevaringen af ​​det er meget anderledes end vores CO2-tanke: de er mindre, på ruller og opbevares i en fryser. Vi har taget det til det næste niveau. kuldioxid til nitrogen, men igen er vi meget omhyggelige med, hvordan vi foretager overgangen effektivt og ansvarligt for at sikre, at øllet er på sit højeste niveau hvert trin på vejen. Nøglen er, at det i nogle tilfælde var en meget simpel plug-and-play-udskiftning, mens det i andre tilfælde krævede betydelige forbedringer i materialer, infrastruktur, fremstilling osv."
Ifølge denne fremragende artikel fra The Titus Co. (en leverandør af luftkompressorer, lufttørrere og luftkompressortjenester uden for Pennsylvania) fungerer nitrogengeneratorer på en af ​​to måder:
Tryksvingningsadsorption: Tryksvingningsadsorption (PSA) fungerer ved hjælp af kulstofmolekylsigter til at adskille molekyler. Sien har porer af samme størrelse som iltmolekylerne, hvilket fanger disse molekyler, når de passerer igennem, og tillader de større nitrogenmolekyler at passere igennem. Generatoren frigiver derefter ilt gennem et andet kammer. Resultatet af denne proces er, at nitrogenrenheden kan nå 99,999 %.
Membrangenerering af nitrogen. Membrangenerering af nitrogen fungerer ved at adskille molekyler ved hjælp af polymerfibre. Disse fibre er hule med overfladeporer, der er små nok til, at ilt kan passere igennem, men for små til, at nitrogenmolekyler kan fjerne ilt fra gasstrømmen. Generatorer, der bruger denne metode, kan producere nitrogen med en renhed på op til 99,5%.
PSA-nitrogengeneratoren producerer ultrarent nitrogen i store mængder og ved høje flowhastigheder, den reneste form for nitrogen, som mange bryggerier kræver. Ultrarent betyder 99,9995 % til 99 %. Membran-nitrogengeneratorer er ideelle til små bryggerier, der kræver et alternativ med lav volumen og lav flow, hvor en renhed på 99 % til 99,9 % er acceptabel.
Atlas Copcos nitrogengenerator er en kompakt industriel luftkompressor med en speciel membran, der adskiller nitrogenet fra trykluftstrømmen, og som bruger den nyeste teknologi. Håndbryggerier er en stor målgruppe for Atlas Copo. Ifølge en hvidbog fra Atlas Copco betaler bryggerier typisk mellem 0,10 og 0,15 dollars pr. kubikfod for at producere nitrogen på stedet. Hvordan kan dette sammenlignes med jeres CO2-omkostninger?
"Vi tilbyder seks standardpakker, der dækker 80 % af alle bryggerier – fra et par tusinde til hundredtusindvis af tønder om året," siger Peter Askini, forretningsudviklingschef for industrigasser hos Atlas Copco. "Et bryggeri kan øge kapaciteten af ​​sine nitrogengeneratorer for at muliggøre vækst, samtidig med at effektiviteten opretholdes. Derudover giver det modulære design mulighed for at tilføje en anden generator, hvis bryggeriets aktiviteter udvides betydeligt."
"Det er ikke meningen, at brugen af ​​nitrogen fuldstændigt skal erstatte CO2," forklarer Asquini, "men vi mener, at vinproducenter kan reducere deres forbrug med omkring 70 %. Den primære drivkraft er bæredygtighed. Det er meget nemt for enhver vinproducent at producere nitrogen på egen hånd. Brug ikke flere drivhusgasser, hvilket er bedre for miljøet. Det vil betale sig fra den første måned, hvilket vil påvirke bundlinjen direkte. Hvis det ikke viser sig, før du køber, så køb det ikke. Her er vores enkle regler. Efterspørgslen efter CO2 stiger voldsomt for at producere produkter som tøris, der bruger store mængder CO2 og er nødvendig for at transportere vacciner. Bryggerier i USA udtrykker bekymring over udbudsniveauet og spekulerer på, om de kan holde prisniveauet i overensstemmelse med bryggeriets behov."
Som tidligere nævnt vil nitrogens renhed være en stor bekymring for håndbryggere. Ligesom CO2 vil nitrogen interagere med øllet eller urten og føre urenheder med sig. Derfor vil mange nitrogengeneratorer til fødevarer og drikkevarer blive annonceret som oliefri enheder (lær om fordelene ved oliefri kompressorer med hensyn til renhed i den sidste sætning i sidebjælken nedenfor).
"Når vi modtager CO2, kontrollerer vi dens kvalitet og kontaminering, hvilket er en anden meget vigtig del af at arbejde med en god leverandør," sagde McKenna. "Nitrogen er lidt anderledes, og derfor køber vi stadig ren flydende nitrogen. En anden ting, vi kigger på, er at finde og prissætte en intern nitrogengenerator – igen med fokus på det nitrogen, den producerer, med Purity for at begrænse iltoptagelsen. Vi ser dette som en potentiel investering, så de eneste processer i bryggeriet, der er fuldstændig afhængige af CO2, vil være ølkarbonering og vedligeholdelse af postevand."
"Men én virkelig vigtig ting at huske på – igen noget, der virker kræsent at overse, men som er afgørende for at opretholde ølkvaliteten – er, at enhver nitrogengenerator skal producere nitrogen med en nøjagtighed på anden decimal [dvs. 99,99 % renhed] for at begrænse iltoptagelsen og risikoen for oxidation. Dette niveau af nøjagtighed og renhed kræver flere omkostninger til nitrogengeneratoren, men sikrer kvaliteten af ​​nitrogenet og dermed øllets kvalitet."
Bryggerier kræver en masse data og kvalitetskontrol, når de bruger nitrogen. Hvis et bryggeri f.eks. bruger N2 til at flytte øl mellem tanke, skal stabiliteten af ​​CO2'en i tanken og i tanken eller flasken overvåges under hele processen. I nogle tilfælde fungerer ren N2 muligvis ikke korrekt (f.eks. ved påfyldning af beholdere), fordi ren N2 fjerner CO2 fra opløsningen. Som følge heraf vil nogle bryggerier bruge en 50/50 blanding af CO2 og N2 til at fylde skålen, mens andre helt undgår det.
N2 Pro-tip: Lad os tale om vedligeholdelse. Nitrogengeneratorer er virkelig så tæt på at "indstil det og glem det", som man kan komme, men nogle forbrugsvarer, såsom filtre, kræver semi-regelmæssig udskiftning. Typisk kræves denne service cirka hver 4000 timer. Det samme team, der tager sig af din luftkompressor, vil også tage sig af din generator. De fleste generatorer leveres med en simpel controller, der ligner din iPhone, og tilbyder komplette app-fjernovervågningsfunktioner.
Tankrensning adskiller sig fra nitrogenrensning af en række årsager. N2 blandes godt med luft, så det interagerer ikke med O2, som CO2 gør. N2 er også lettere end luft, så det fylder tanken fra top til bund, mens CO2 fylder den fra bund til top. Det kræver mere N2 end CO2 at rense en lagertank og kræver ofte mere sandblæsning. Sparer du stadig penge?
Nye sikkerhedsproblemer opstår også med den nye industrigas. Et bryggeri bør helt sikkert installere O2-sensorer, så medarbejderne kan visualisere indeluftkvaliteten – ligesom man har N2-dewar-kolber opbevaret i køleskabe i disse dage.
Men rentabiliteten kan nemt opveje CO2-genvindingsanlæg. I dette webinar oplyser Dion Quinn fra Foth Production Solutions (et ingeniørfirma), at N2-produktion koster mellem $8 og $20 pr. ton, mens CO2-opsamling med et genvindingsanlæg koster mellem $50 og $200 pr. ton.
Fordelene ved nitrogengeneratorer omfatter eliminering eller i det mindste reduktion af afhængighed af kontrakter og forsyninger af CO2 og nitrogen. Dette sparer lagerplads, da bryggerier kan producere og lagre så meget, som de har brug for, hvilket eliminerer behovet for at opbevare og transportere nitrogenflasker. Ligesom med CO2 betales forsendelse og håndtering af nitrogen af ​​kunden. Med nitrogengeneratorer er dette ikke længere et problem.
Nitrogengeneratorer er ofte nemme at integrere i et bryggerimiljø. Mindre nitrogengeneratorer kan vægmonteres, så de ikke optager gulvplads og fungerer stille. Disse poser håndterer skiftende omgivelsestemperaturer godt og er meget modstandsdygtige over for temperaturudsving. Kan installeres udendørs, men anbefales ikke til ekstreme høje og lave klimaer.
Der er mange producenter af nitrogengeneratorer, herunder Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb og Holtec Gas Systems. En lille nitrogengenerator kan koste omkring 800 dollars om måneden under et femårigt leasing-til-eje-program, sagde Asquini.
"I sidste ende, hvis nitrogen er det rigtige for dig, har du en række leverandører og teknologier at vælge imellem," sagde Asquini. "Find den rigtige for dig, og sørg for at du har en god forståelse af de samlede ejeromkostninger, og sammenlign strøm- og vedligeholdelsesomkostninger på tværs af enheder. Du vil ofte opdage, at det ikke er det rigtige for dig at købe den billigste."
Nitrogengeneratorsystemer bruger en luftkompressor, og de fleste håndbryggerier har allerede en, hvilket er praktisk.
Hvilke luftkompressorer bruges i håndbryggerier? Presser væske gennem rør og tanke. Energi til pneumatisk transport og styring. Luftning af urt, gær eller vand. Kontrolventil. Rensegas for at presse mudder ud af tanke under rengøring og for at hjælpe med rengøring af huller.
Mange bryggeriapplikationer kræver særlig brug af 100% oliefri luftkompressorer. Hvis olien kommer i kontakt med øllet, dræber den gæren og flader skummet ud, hvilket ødelægger drikken og gør øllet dårligt.
Det er også en sikkerhedsrisiko. Fordi fødevare- og drikkevareindustrien er meget følsom, er der strenge kvalitets- og renhedsstandarder på plads, og med rette. Eksempel: Sullair SRL-seriens oliefri luftkompressorer fra 10 til 15 hk (fra 7,5 til 11 kW) er velegnede til håndbryggerier. Bryggerier nyder godt af den stilhed, der er i denne type maskiner. SRL-serien tilbyder lave støjniveauer ned til 48 dBA, hvilket gør kompressoren egnet til indendørs brug uden et separat lydisoleret rum.
Når ren luft er afgørende, f.eks. i bryggerier og håndbryggerier, er oliefri luft afgørende. Oliepartikler i trykluft kan forurene downstream-processer og produktion. Da mange bryggerier producerer tusindvis af tønder eller adskillige kasser øl om året, har ingen råd til at tage den risiko. Oliefri kompressorer er især velegnede til applikationer, hvor luften er i direkte kontakt med råmaterialet. Selv i applikationer, hvor der ikke er direkte kontakt mellem ingredienser og luft, f.eks. i pakkelinjer, hjælper en oliefri kompressor med at holde slutproduktet rent, så du kan være tryg ved det.