Håndværksbryggerier bruger CO2 i et overraskende antal applikationer inden for brygning, emballage og serveringsproces: Flyt øl eller produkt fra tank til tank, kulsyreiserende et produkt, rensning af ilt før emballering, emballering øl i processen, før-flushing brittanke efter rengøring og desinficering, aftapping, tappet træk øl i en restaurant eller bar. Dette er bare for at begynde med.
”Vi bruger CO2 i hele bryggeriet og baren,” siger Max McKenna, Senior Marketing Manager hos Boston-baserede Dorchester Brewing Co., der serverer øl-på alle faser af processen. "
Som mange håndværksbryggerier står Dorchester Brewing over for en mangel på den kommercielle kvalitet CO2, den har brug for at operere (læs om alle grundene 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 virkningen hovedsageligt været på begrænset distribution.”
For at kompensere for manglen på CO2 bruger Dorchester Brewing nitrogen i stedet for CO2 i nogle tilfælde.
”Vi var i stand til at flytte mange operationer til nitrogen,” fortsatte McKenna. ”Nogle af de vigtigste var rengøring af dåser og dækkede gassen under konserves- 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 en nitrogengenerator til at fremstille al nitrogen til baren - til en dedikeret nitrolinie og vores ølblanding. ”
N2 er den mest økonomiske inerte gas til at producere og kan bruges i håndværksbryggeri -kældre, flaskebutikker og barer. N2 er billigere end CO2 for drinks og ofte mere tilgængelig, afhængigt af tilgængeligheden i dit område.
N2 kan købes som en gas i højtrykscylindre eller som en væske i dewars eller store opbevaringstanke. Kvælstof kan også produceres på stedet ved hjælp af en nitrogengenerator. Nitrogengeneratorer arbejder ved at fjerne iltmolekyler fra luften.
Nitrogen er det mest rigelige element (78%) i jordens atmosfære, resten er ilt- og sporgasser. Det gør det også mere miljøvenligt, når du udsender mindre CO2.
Ved brygning og emballage kan N2 bruges til at holde ilt ude af ølet. Når de bruges korrekt (de fleste mennesker blander CO2 med N2, når de arbejder med kulsyreholdig øl), kan N2 bruges til at rengøre tanke, overføre øl fra tank til tank, tryk på tønder inden opbevaring, mens de luftige under hætter. Ingrediens til smag og mundfølelse. I søjler bruges nitro i ledningsvandslinjer til Nitropiv såvel som højtryk/langdistance -applikationer, hvor nitrogen blandes med en bestemt procentdel af CO2 for at forhindre øl i at skumme på hanen. N2 kan endda bruges som kogende gas til vandafgasning, hvis dette er en del af din proces.
Som vi nævnte i vores tidligere artikel om CO2 -mangel, er nitrogen ikke en nøjagtig erstatning for CO2 i alle bryggeri -applikationer. Disse gasser opfører sig forskelligt. De har forskellige molekylvægte og forskellige densiteter.
For eksempel er CO2 mere opløselig i væsker end N2. Dette er grunden til, at nitrogen giver mindre bobler og en anden mundfølelse i øl. Dette er grunden til, at bryggerier bruger flydende nitrogendråber i stedet for gasformigt nitrogen til nitratøl. Kuldioxid tilføjer også et antydning af bitterhed eller surhed, som nitrogen ikke gør, hvilket kan ændre smagsprofilen, siger folk. Skift til nitrogen vil ikke løse alle carbondioxidproblemer.
”Der er potentiale,” siger Chuck Skepek, direktør for tekniske bryggeriprogrammer ved Brewers Institute, ”men nitrogen er ikke et universalmiddel eller en hurtig løsning. CO2 og nitrogen opfører sig ganske forskelligt. Du får mere nitrogen blandet med luften i tanken end hvis du renser CO2. Så det vil kræve mere nitrogen. Jeg hører dette igen og igen.
”En bryggeri, jeg kender, var virkelig smart og begyndte at udskifte kuldioxid med nitrogen, og deres øl havde meget mere ilt i det, så nu bruger de en blanding af nitrogen og kuldioxid, med lidt mere held. Ikke bare, ”Hej, vi begynder 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, der faktisk foretager noget research, og du ved, for at komme med bedste praksis til denne erstatning.
Leveringen af disse gasser vil være forskellige, da de har forskellige densiteter, hvilket kan resultere i nogle tekniske eller opbevaringsændringer. Hør Jason Perkins, Master Brewer på Allagash Brewing Co., diskuter opgradering af hans aftapningslinje og gasmanifold til at bruge CO2 til skål på tryk og N2 til fugemasse og boblebryder. Opbevaring kan variere.
”Der er bestemt nogle forskelle, delvis på grund af, hvordan vi får nitrogen,” sagde McKenna. ”Vi får rent flydende nitrogen i dewars, så opbevaring af det er meget forskelligt fra 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 forsigtige med, hvordan man gør overgangen effektivt og ansvarligt for at sikre, at ølet er på sit højeste niveau hvert trin på vejen. Key, i nogle tilfælde var det et meget simpelt stik og legerstatning, mens det i andre tilfælde krævede betydelige forbedringer i materialer, infrastruktur, fremstilling osv. ”
I henhold til denne fremragende artikel fra Titus Co. (en leverandør af luftkompressorer, lufttørrere og luftkompressortjenester uden for Pennsylvania) fungerer nitrogengeneratorer på en af to måder:
Trykgsvingadsorption: Tryk swing adsorption (PSA) fungerer ved hjælp af carbonmolekylsigter til separate molekyler. Sigten har porer i samme størrelse som iltmolekylerne, der fanger disse molekyler, når de passerer gennem og tillader de større nitrogenmolekyler igennem. Generatoren frigiver derefter ilt gennem et andet kammer. Resultatet af denne proces er, at nitrogenrenhed kan nå 99,999%.
Membrangenerering af nitrogen. Membrannitrogengenerering fungerer ved at adskille molekyler ved anvendelse af polymerfibre. Disse fibre er hule, med overfladeporer, der er små nok til at give ilt mulighed for at passere, men for små til nitrogenmolekyler til at fjerne ilt fra gasstrømmen. Generatorer, der bruger denne metode, kan producere nitrogen op til 99,5% ren.
Nå, PSA-nitrogengeneratoren producerer ultra-pure nitrogen i store mængder og ved høje strømningshastigheder, den reneste form for nitrogen, som mange bryggerier kræver. Ultrapure betyder 99,9995% til 99%. Membrannitrogengeneratorer er ideelle til små bryggerier, der kræver et lavt volumen, lavt strømningsalternativ, hvor 99% til 99,9% renhed er acceptabelt.
Ved hjælp af den nyeste teknologi er Atlas Copco Nitrogen Generator en kompakt industriel luftkompressor med en speciel membran, der adskiller nitrogenet fra den trykluftstrøm. Håndværksbryggerier er en stor målgruppe for Atlas Copo. Ifølge en atlas copco -hvidbog betaler bryggerier typisk mellem $ 0,10 og $ 0,15 pr. Kubikfod for at producere nitrogen på stedet. Hvordan kan dette sammenlignes med dine CO2 -omkostninger?
”Vi tilbyder seks standardpakker, der dækker 80% af alle bryggerier - fra et par tusinde til hundreder af tusinder af tønder om året,” siger Peter Askini, forretningsudviklingschef for industrielle gasser på Atlas Copco. ”Et bryggeri kan øge kapaciteten for sine nitrogengeneratorer for at muliggøre vækst og samtidig opretholde effektiviteten. Derudover tillader det modulære design en anden generator at tilføjes, hvis bryggeriets operationer ekspanderer markant. ”
"Brug af nitrogen er ikke beregnet til at erstatte CO2 fuldstændigt," forklarer Asquini, "men vi tror, at vinproducenter kan reducere deres forbrug med ca. 70%. Den vigtigste drivkraft er bæredygtighed. Det er meget let 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, som direkte vil påvirke bundlinjen, hvis det ikke dukker op, før du køber, skal du ikke købe det. Her er vores enkle regler. Efterspørgslen efter CO2 skyrocket for at producere sådanne produkter, som tøris, der bruger store mængder CO2 og er nødvendigt for at transportere vacciner. Bryggerier i USA udtrykker bekymring over forsyningsniveauet og spekulerer på, om de kan holde prisniveauet i overensstemmelse med bryggeriets behov. ”
Som nævnt tidligere vil nitrogenrenhed være et stort problem for håndværksbryggerier. Ligesom CO2 vil nitrogen interagere med øl eller urt og bære urenheder sammen med det. Dette er grunden til, at mange fødevarer og drikke nitrogengeneratorer vil blive annonceret som oliefrie enheder (lær om renhedsfordelene ved oliefrie kompressorer i den sidste sætning i sidebjælken nedenfor).
”Når vi modtager CO2, kontrollerer vi dens kvalitet og forurening, hvilket er en anden meget vigtig del af at arbejde med en god leverandør,” sagde McKenna. ”Nitrogen er lidt anderledes, hvorfor vi stadig køber rent flydende nitrogen. En anden ting, vi ser på, er at finde og prissætte en intern nitrogengenerator - igen med fokus på det kvælstof, det producerer med renhed for at begrænse iltoptagelse. Vi ser dette som en potentiel investering, så de eneste processer i bryggeriet, der er helt afhængige af CO2, vil være ølkarbonation og vedligeholdelse af ledningsvand.
”Men en virkelig vigtig ting at huske på - igen, noget, der synes betyder at overse, men er kritisk for at opretholde ølkvalitet - er, at enhver nitrogengenerator har brug for at producere nitrogen til det andet decimale sted [dvs. 99,99% renhed] for at begrænse iltoptagelsen og risikoen for oxidation. Dette niveau af nøjagtighed og renhed kræver flere nitrogengeneratoromkostninger, men sikrer kvaliteten af nitrogenet og derfor ølens kvalitet. ”
Bryggerier kræver en masse data og kvalitetskontrol, når de bruger nitrogen. For eksempel, hvis en bryggeri bruger N2 til at flytte øl mellem tanke, skal stabiliteten af CO2 i tanken og i tanken eller flasken overvåges under hele processen. I nogle tilfælde fungerer Pure N2 muligvis ikke korrekt (for eksempel når der er fyldt containere), fordi ren N2 fjerner CO2 fra opløsningen. Som et resultat vil nogle bryggerier bruge en 50/50 blanding af CO2 og N2 til at fylde skålen, mens andre vil undgå den helt.
N2 Pro Tip: Lad os tale vedligeholdelse. Nitrogengeneratorer er virkelig så tæt på at "indstille det og glemme det", som du kan få, men nogle forbrugsstoffer, såsom filtre, kræver halvregulær udskiftning. Typisk kræves denne service cirka hver 4000 time. 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 fuld app -fjernovervågningsfunktioner.
Tankrensning adskiller sig fra kvælstofrensning af flere årsager. N2 blandes godt med luft, så det interagerer ikke med O2, som CO2 gør. N2 er også lettere end luft, så den fylder tanken fra top til bund, mens CO2 fylder den fra bund til top. Det tager mere N2 end CO2 at rense en opbevaringstank og kræver ofte mere skudblæsning. Sparer du stadig penge?
Nye sikkerhedsspørgsmål opstår også med den nye industrielle gas. Et bryggeri bør bestemt installere O2 -sensorer, så medarbejderne kan visualisere indendørs luftkvalitet - ligesom du har N2 -dewars opbevaret i køleskabe i disse dage.
Men rentabiliteten kan let opveje CO2 -genopretningsanlæg. I dette webinar angiver Dion Quinn fra Foth Production Solutions (et ingeniørfirma), at N2 -produktionen koster mellem $ 8 og $ 20 pr. Ton, mens CO2 indsamler med et gendannelsesanlæg koster mellem $ 50 og $ 200 pr. Ton.
Fordelene ved nitrogengeneratorer inkluderer eliminering eller i det mindste reduktion af afhængighed af kontrakter og forsyninger af CO2 og nitrogen. Dette sparer lagerplads, da bryggerier kan producere og opbevare så meget som de har brug for, hvilket eliminerer behovet for at opbevare og transportere nitrogenflasker. Som med CO2 betales forsendelse og håndtering af nitrogen af kunden. Med nitrogeneratorer er dette ikke længere et problem.
Nitrogengeneratorer er ofte lette at integrere i et bryggerimiljø. Mindre nitrogengeneratorer kan være vægmonteret, så de ikke tager gulvplads og fungerer stille. Disse poser håndterer skiftende omgivelsestemperaturer godt og er meget modstandsdygtige over for temperatursvingninger. 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 kunne koste omkring $ 800 om måneden under et fem-årigt leasing-to-own-program, sagde Asquini.
”I slutningen af dagen, hvis nitrogen er det rigtige for dig, har du en række leverandører og teknologier at vælge imellem,” sagde Asquini. ”Find hvilken der passer til dig, og sørg for, at du har en god forståelse af de samlede ejerskabsomkostninger [samlede ejerskabsomkostninger] og sammenlign strøm- og vedligeholdelsesomkostninger mellem enheder. Du vil ofte opdage, at det ikke er rigtigt at købe den billigste til dit job. ”
Nitrogengeneratorsystemer bruger en luftkompressor, og de fleste håndværksbryggerier har allerede en, hvilket er praktisk.
Hvilke luftkompressorer bruges i håndværksbryggerier? Skubber væske gennem rør og tanke. Energi til pneumatisk transport og kontrol. Luftning af urt, gær eller vand. Kontrolventil. Purge gas for at tvinge mudder ud af tanke under rengøring og til at hjælpe med hulrensning.
Mange bryggeri-applikationer kræver særlig anvendelse af 100% oliefrie luftkompressorer. Hvis olien kommer i kontakt med ølet, dræber den gæren og flader skummet, der ødelægger drikken og gør ølet 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-serie oliefri luftkompressorer fra 10 til 15 hk. (fra 7,5 til 11 kW) er velegnet til håndværksbryggerier. Bryggerier nyder stilheden af disse typer maskiner. SRL -serien tilbyder lave støjniveauer ned til 48DBA, hvilket gør kompressoren velegnet til indendørs brug uden et separat lydisoleret rum.
Når ren luft er kritisk, såsom i bryggerier og håndværksbryggerier, er oliefri luft vigtig. Oliepartikler i trykluft kan forurene nedstrøms processer og produktion. Da mange bryggerier producerer tusinder af tønder eller flere tilfælde af øl om året, har ingen råd til at tage denne risiko. Oliefrie kompressorer er især egnede til applikationer, hvor luften er i direkte kontakt med råmaterialet. Selv i applikationer, hvor der ikke er nogen direkte kontakt mellem ingredienser og luft, såsom i emballagelinjer hjælper en oliefri kompressor med at holde det endelige produkt rent for ro i sindet.
Posttid: Jan-06-2023