Håndværksbryggerier bruger CO2 i et overraskende antal anvendelser i brygnings-, emballerings- 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 rensning og desinficering, aftapning af fadøl i en restaurant eller bar.Dette er kun for startere.
"Vi bruger CO2 i hele bryggeriet og baren," siger Max McKenna, senior marketing manager hos Boston-baserede Dorchester Brewing Co. Serverer øl - på alle stadier af processen.”
Som mange håndværksbryggerier står Dorchester Brewing over for en mangel på den kommercielle kvalitet CO2, som det har brug for for at drive (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 indvirkningen primært været på 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 at rense dåserne og dække gassen under konservering og forsegling.Dette er langt den største tilføjelse for os, fordi disse processer kræver meget CO2.I lang tid havde vi et særligt nitroanlæg.Vi bruger en speciel nitrogengenerator til at producere alt nitrogen til baren – til en dedikeret nitrolinje og vores ølblanding.”
N2 er den mest økonomiske inerte gas at producere og kan bruges i håndværksbryggerier, flaskebutikker og barer.N2 er billigere end CO2 for drikkevarer og ofte mere tilgængeligt, afhængigt af tilgængelighed i dit område.
N2 kan købes som gas i højtryksflasker eller som væske i Dewars eller store lagertanke.Nitrogen kan også fremstilles på stedet ved hjælp af en nitrogengenerator.Nitrogengeneratorer virker ved at fjerne iltmolekyler fra luften.
Nitrogen 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 pakning kan N2 bruges til at holde ilt ude af øllet.Når det bruges korrekt (de fleste mennesker blander CO2 med N2, når de arbejder med kulsyreholdigt øl) kan N2 bruges til at rense tanke, overføre øl fra tank til tank, sætte fustager under tryk før opbevaring, mens der luftes under hætter.ingrediens for smag og mundfornemmelse.I barer anvendes nitro i postevandsledninger til nitropiv samt højtryks-/langdistanceapplikationer, hvor nitrogen blandes med en vis procentdel CO2 for at forhindre øllet i at skummer på fad.N2 kan endda bruges som en kogegas til afgasning af vand, 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 brygningsapplikationer.Disse gasser opfører sig anderledes.De har forskellige molekylvægte og forskellige tætheder.
For eksempel er CO2 mere opløseligt i væsker end N2.Derfor giver nitrogen mindre bobler og en anderledes mundfølelse i øl.Dette er grunden til, at bryggere bruger flydende nitrogen dråber 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.Skift til nitrogen vil ikke løse alle kuldioxidproblemer.
"Der er potentiale," siger Chuck Skepek, direktør for tekniske bryggeriprogrammer ved Brewers Institute, "men nitrogen er ikke et vidundermiddel eller en hurtig løsning.CO2 og nitrogen opfører sig ganske forskelligt.Du vil få mere nitrogen blandet med luften i tanken, end hvis du renser CO2.Så det vil kræve mere nitrogen.Jeg hører det igen og igen.
”En brygger, jeg kender, var rigtig 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 kun, "Hej, vi begynder at bruge nitrogen til at løse alle vores problemer.Det er rart at se meget mere om dette i litteraturen, vi er begyndt at se flere mennesker, der rent faktisk laver forskning og, du ved, at komme med bedste praksis for denne erstatning.
Leveringen af disse gasser vil være anderledes, da de har forskellige tætheder, hvilket kan resultere i nogle tekniske ændringer eller lagerændringer.Hør Jason Perkins, mesterbrygger hos Allagash Brewing Co., diskutere opgradering af sin aftapningslinje og gasmanifold til at bruge CO2 til trykskålsfyldning og N2 til tætningsmiddel og bobleknuser.Opbevaring kan variere.
"Der er helt sikkert nogle forskelle, delvist på grund af, hvordan vi får nitrogen," sagde McKenna.”Vi får rent flydende nitrogen i dewars, så opbevaring af det er meget anderledes end vores CO2-tanke: De er mindre, på ruller og opbevaret i en fryser.Vi har taget det til næste niveau.kuldioxid til nitrogen, men igen, vi er meget omhyggelige med, hvordan vi laver overgangen effektivt og ansvarligt for at sikre, at øllet er på sit højeste niveau hvert trin på vejen.nøgle, i nogle tilfælde var det en meget simpel plug and play-erstatning, 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:
Pressure swing adsorption: Pressure swing adsorption (PSA) virker ved at bruge kulstofmolekylære sigter til at adskille molekyler.Sigten har porer af samme størrelse som iltmolekylerne, fanger disse molekyler, når de passerer igennem, og tillader de større nitrogenmolekyler igennem.Generatoren frigiver derefter ilt gennem et andet kammer.Resultatet af denne proces er, at nitrogenrenheden kan nå 99,999%.
Membrangenerering af nitrogen.Membrannitrogengenerering virker ved at adskille molekyler ved hjælp af polymerfibre.Disse fibre er hule med overfladeporer, der er små nok til at tillade oxygen at passere igennem, men for små til, at nitrogenmolekyler kan fjerne oxygen fra gasstrømmen.Generatorer, der anvender denne metode, kan producere nitrogen op til 99,5 % rent.
Nå, PSA-nitrogengeneratoren producerer ultrarent nitrogen i store mængder og ved høje strømningshastigheder, den reneste form for nitrogen, som mange bryggerier kræver.Ultraren betyder 99,9995 % til 99 %.Membran nitrogengeneratorer er ideelle til små bryggerier, der kræver et lavt volumen, lavt flow alternativ, hvor 99 % til 99,9 % renhed er acceptabel.
Ved hjælp af den nyeste teknologi er Atlas Copco nitrogengeneratoren en kompakt industriel luftkompressor med en speciel membran, der adskiller nitrogenet fra trykluftstrømmen.Håndværksbryggerier er en stor målgruppe for Atlas Copo.Ifølge en hvidbog fra Atlas Copco betaler bryggerier typisk mellem $0,10 og $0,15 pr. kubikfod for at producere nitrogen på stedet.Hvordan er dette sammenlignet med dine CO2-omkostninger?
"Vi tilbyder seks standardpakker, der dækker 80% af alle bryggerier - fra nogle få 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 og samtidig bevare effektiviteten.Derudover giver det modulære design mulighed for at tilføje en anden generator, hvis bryggeriets drift udvides betydeligt.”
"At bruge nitrogen er ikke beregnet til fuldstændig at erstatte CO2," forklarer Asquini, "men vi tror, 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 dukker op før du køber, så lad være med at købe det. Her er vores enkle regler.Efterspørgslen efter CO2 går i vejret for at producere sådanne 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 nitrogenrenhed være en stor bekymring for håndværksbryggere.Ligesom CO2 vil nitrogen interagere med øllet eller urten og føre urenheder med sig.Dette er grunden til, at mange nitrogengeneratorer til mad og drikke vil blive annonceret som oliefri enheder (få flere oplysninger om renhedsfordelene ved oliefri kompressorer i sidste sætning i sidebjælken nedenfor).
"Når vi modtager CO2, kontrollerer vi dens kvalitet og forurening, hvilket er en anden meget vigtig del af arbejdet med en god leverandør," sagde McKenna.”Kvælstof er lidt anderledes, og derfor køber vi stadig rent flydende kvælstof.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.Det ser vi som en potentiel investering, så de eneste processer i bryggeriet, der er helt afhængige af CO2, vil være ølkulsyre og postevandsvedligeholdelse.
"Men en 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 til anden decimal [dvs. 99,99 % renhed] for at begrænse oxygen optagelse og risiko for oxidation.Dette niveau af nøjagtighed og renhed kræver flere omkostninger til nitrogengenerator, men sikrer kvaliteten af nitrogenet og dermed kvaliteten af øllet."
Bryggere kræver meget data og kvalitetskontrol, når de bruger nitrogen.Hvis en brygger for eksempel bruger N2 til at flytte øl mellem tanke, skal stabiliteten af CO2 i tanken og i tanken eller flasken overvåges gennem hele processen.I nogle tilfælde fungerer ren N2 muligvis ikke korrekt (f.eks. ved påfyldning af beholdere), fordi ren N2 vil fjerne CO2 fra opløsningen.Som følge heraf vil nogle bryggere bruge en 50/50 blanding af CO2 og N2 til at fylde skålen, mens andre helt vil undgå det.
N2 Pro Tip: Lad os tale vedligeholdelse.Nitrogengeneratorer er virkelig så tæt på at "indstille det og glem det", som du kan komme, men nogle forbrugsvarer, såsom filtre, kræver semi-regelmæssig udskiftning.Typisk er denne service påkrævet cirka hver 4000 timer.Det samme team, der tager sig af din luftkompressor, vil også tage sig af din generator.De fleste generatorer kommer med en simpel controller, der ligner din iPhone og tilbyder fuld app-fjernovervågningsfunktioner.
Tankrensning adskiller sig fra nitrogenrensning af en række årsager.N2 blander sig 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 fra bund til top.Det kræver mere N2 end CO2 at rense en lagertank og kræver ofte mere sprængning.Sparer du stadig penge?
Nye sikkerhedsproblemer opstår også med den nye industrigas.Et bryggeri bør absolut installere O2-sensorer, så medarbejderne kan visualisere indendørs luftkvalitet – ligesom du har N2-dewars opbevaret i køleskabe i disse dage.
Men rentabiliteten kan nemt opveje CO2-genvindingsanlæg.I dette webinar udtaler Dion Quinn fra Foth Production Solutions (et ingeniørfirma), at N2-produktion koster mellem $8 og $20 pr. ton, mens opsamling af CO2 med et genvindingsanlæg koster mellem $50 og $200 pr. ton.
Fordelene ved nitrogengeneratorer inkluderer at eliminere eller i det mindste reducere afhængigheden 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 fragt og håndtering af kvælstof af kunden.Med nitrogeneratorer 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 omgivende temperaturer godt og er meget modstandsdygtige over for temperaturudsving.Kan installeres udendørs, men anbefales ikke til ekstremt 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 femårigt leje-til-eje-program, sagde Asquini.
"I sidste ende, hvis nitrogen er det rigtige for dig, har du en række forskellige leverandører og teknologier at vælge imellem," sagde Asquini."Find, hvilken der er den rigtige for dig, og sørg for, at du har en god forståelse af de samlede ejeromkostninger [total cost of ownership], og sammenlign strøm- og vedligeholdelsesomkostninger mellem enheder.Du vil ofte opdage, at det ikke er det rigtige for dit job at købe den billigste."
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.Beluftning af urt, gær eller vand.kontrolventil.Skyl gas for at tvinge mudder ud af tanke under rengøring og for at hjælpe med hulrensning.
Mange bryggeriapplikationer kræver særlig brug af 100 % oliefri luftkompressorer.Kommer olien 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 det med rette.Eksempel: Sullair SRL-serien oliefri luftkompressorer fra 10 til 15 hk.(fra 7,5 til 11 kW) er velegnede til håndværksbryggerier.Bryggerier nyder stilheden ved 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 afgørende.Oliepartikler i trykluft kan forurene nedstrøms processer og produktion.Da mange bryggerier producerer tusindvis af tønder eller flere kasser øl om året, har ingen råd til at tage den risiko.Oliefri kompressorer er særligt velegnede til applikationer, hvor luften er i direkte kontakt med råmaterialet.Selv i applikationer, hvor der ikke er direkte kontakt mellem ingredienser og luft, såsom i pakkelinjer, hjælper en oliefri kompressor med at holde slutproduktet rent for ro i sindet.
Indlægstid: Jan-06-2023