Крафтовые пивоварни используют CO2 в удивительном количестве применений в процессе пивоварения, упаковки и подачи: перемещение пива или продукта из танка в танк, карбонизация продукта, очистка кислорода перед упаковкой, упаковка пива в процессе, предварительная промывка танков для брит после очистки и дезинфекции, розлив разливного пива в ресторане или баре. Это только для начала.
«Мы используем CO2 на всей пивоварне и в баре», — говорит Макс Маккенна, старший менеджер по маркетингу в бостонской компании Dorchester Brewing Co. Подача пива — на каждом этапе процесса».
Как и многие крафтовые пивоварни, Dorchester Brewing сталкивается с нехваткой CO2 коммерческого качества, необходимого для работы (о всех причинах этого дефицита читайте здесь).
«Благодаря нашим контрактам наши нынешние поставщики CO2 не подняли цены, несмотря на рост цен в других частях рынка», — сказал Маккенна. «До сих пор влияние было в основном на ограниченное распространение».
Чтобы компенсировать недостаток CO2, Dorchester Brewing в некоторых случаях использует азот вместо CO2.
«Мы смогли перевести многие операции на азот», — продолжил Маккенна. «Некоторые из самых важных — это очистка банок и покрытие газа во время процесса консервирования и герметизации. Это, безусловно, самое большое дополнение для нас, потому что эти процессы требуют большого количества CO2. Долгое время у нас была специальная нитроустановка. Мы используем специальный азотный генератор для производства всего азота для бара — для выделенной нитролинии и нашей пивной смеси».
N2 — самый экономичный инертный газ для производства, его можно использовать в подвалах крафтовых пивоварен, магазинах по продаже бутылок и барах. N2 дешевле CO2 для напитков и часто более доступен, в зависимости от доступности в вашем регионе.
N2 можно приобрести в виде газа в баллонах высокого давления или в виде жидкости в сосудах Дьюара или больших резервуарах для хранения. Азот также можно производить на месте с помощью генератора азота. Генераторы азота работают, удаляя молекулы кислорода из воздуха.
Азот является наиболее распространенным элементом (78%) в атмосфере Земли, остальное — кислород и следовые газы. Это также делает ее более экологичной, поскольку вы выбрасываете меньше CO2.
В пивоварении и упаковке N2 может использоваться для защиты пива от кислорода. При правильном использовании (большинство людей смешивают CO2 с N2 при работе с газированным пивом) N2 можно использовать для очистки резервуаров, перекачивания пива из резервуара в резервуар, создания давления в кегах перед хранением, а также для аэрации под крышками. ингредиент для вкуса и ощущения во рту. В барах нитро используется в водопроводных линиях для нитропива, а также в приложениях высокого давления/дальнего действия, где азот смешивается с определенным процентом CO2, чтобы предотвратить вспенивание пива на разливе. N2 можно даже использовать в качестве отпарного газа для дегазации воды, если это часть вашего процесса.
Теперь, как мы уже упоминали в нашей предыдущей статье о дефиците CO2, азот не является точной заменой CO2 во всех пивоваренных приложениях. Эти газы ведут себя по-разному. Они имеют разный молекулярный вес и разную плотность.
Например, CO2 более растворим в жидкостях, чем N2. Вот почему азот дает более мелкие пузырьки и другой вкус пива. Вот почему пивовары используют капли жидкого азота вместо газообразного для нитрации пива. Углекислый газ также добавляет нотку горечи или кислинки, чего не делает азот, что может изменить вкусовой профиль, говорят люди. Переход на азот не решит всех проблем с углекислым газом.
«Потенциал есть», — говорит Чак Скепек, директор технических программ пивоварения в Brewers Institute, «но азот — это не панацея и не быстрое решение. CO2 и азот ведут себя совершенно по-разному. Вы получите больше азота, смешанного с воздухом в резервуаре, чем если бы вы удалили CO2. Поэтому потребуется больше азота. Я слышу это снова и снова.
«Один пивовар, которого я знаю, был очень умным и начал заменять углекислый газ азотом, и в его пиве оказалось гораздо больше кислорода, поэтому теперь они используют смесь азота и углекислого газа, с небольшой долей удачи. не просто: «Эй, мы собираемся начать использовать азот, чтобы решить все наши проблемы. Приятно видеть гораздо больше информации об этом в литературе, мы начинаем видеть, что все больше людей на самом деле проводят какие-то исследования и, знаете ли, придумывают лучшие практики для этой замены.
Доставка этих газов будет отличаться, поскольку они имеют разную плотность, что может привести к некоторым изменениям в проектировании или хранении. Послушайте, как Джейсон Перкинс, главный пивовар Allagash Brewing Co., обсуждает модернизацию своей линии розлива и газового коллектора для использования CO2 для наполнения чаши под давлением и N2 для герметика и пузырей. Хранение может отличаться.
«Определенно есть некоторые различия, отчасти из-за того, как мы получаем азот», — сказал Маккенна. «Мы получаем чистый жидкий азот в дьюарах, поэтому его хранение сильно отличается от наших резервуаров с CO2: они меньше, на роликах и хранятся в морозильной камере. Мы вывели это на новый уровень. углекислого газа на азот, но опять же, мы очень осторожны в том, как сделать переход эффективным и ответственным, чтобы убедиться, что пиво находится на самом высоком уровне на каждом этапе пути. Ключевым моментом является то, что в некоторых случаях это была очень простая замена «включай и работай», в то время как в других случаях требовались значительные улучшения в материалах, инфраструктуре, производстве и т. д.».
Согласно этой превосходной статье от The Titus Co. (поставщик воздушных компрессоров, осушителей воздуха и услуг по обслуживанию воздушных компрессоров за пределами Пенсильвании), генераторы азота работают одним из двух способов:
Адсорбция при переменном давлении: Адсорбция при переменном давлении (PSA) работает с использованием углеродных молекулярных сит для разделения молекул. Сита имеют поры того же размера, что и молекулы кислорода, задерживая эти молекулы, когда они проходят через них, и пропуская более крупные молекулы азота. Затем генератор выпускает кислород через другую камеру. Результатом этого процесса является то, что чистота азота может достигать 99,999%.
Мембранная генерация азота. Мембранная генерация азота работает путем разделения молекул с помощью полимерных волокон. Эти волокна полые, с поверхностными порами, достаточно малыми для пропускания кислорода, но слишком малыми для того, чтобы молекулы азота могли удалить кислород из газового потока. Генераторы, использующие этот метод, могут производить азот чистотой до 99,5%.
Ну, генератор азота PSA производит сверхчистый азот в больших объемах и с высокой скоростью потока, самую чистую форму азота, которая требуется многим пивоварням. Сверхчистый означает 99,9995% до 99%. Мембранные генераторы азота идеально подходят для небольших пивоварен, которым требуется альтернатива с малым объемом и низким потоком, где приемлема чистота 99% до 99,9%.
Используя новейшие технологии, генератор азота Atlas Copco представляет собой компактный промышленный воздушный компрессор со специальной диафрагмой, которая отделяет азот от потока сжатого воздуха. Крафтовые пивоварни являются большой целевой аудиторией Atlas Copo. Согласно официальному документу Atlas Copco, пивовары обычно платят от 0,10 до 0,15 долл. США за кубический фут за производство азота на месте. Как это соотносится с вашими расходами на CO2?
«Мы предлагаем шесть стандартных пакетов, которые охватывают 80% всех пивоваренных заводов — от нескольких тысяч до сотен тысяч баррелей в год», — говорит Питер Аскини, менеджер по развитию бизнеса промышленных газов в Atlas Copco. «Пивоваренный завод может увеличить мощность своих генераторов азота, чтобы обеспечить рост при сохранении эффективности. Кроме того, модульная конструкция позволяет добавить второй генератор, если операции пивоваренного завода значительно расширятся».
«Использование азота не предназначено для полной замены CO2», — объясняет Асквини, — «но мы думаем, что виноделы могут сократить его потребление примерно на 70%. Главной движущей силой является устойчивость. Любому виноделу очень легко производить азот самостоятельно. Не используйте больше парниковых газов». что лучше для окружающей среды. Это окупится с первого месяца, что напрямую повлияет на конечный результат, если он не появится до того, как вы его купите, не покупайте его. Вот наши простые правила. Спрос на CO2 стремительно растет для производства таких продуктов, как сухой лед, который использует большие объемы CO2 и необходим для транспортировки вакцин. Пивоварни в США выражают обеспокоенность по поводу уровня поставок и задаются вопросом, смогут ли они сохранить уровень цен, соответствующий потребностям пивоваренного завода».
Как упоминалось ранее, чистота азота будет главной заботой для крафтовых пивоваров. Так же, как и CO2, азот будет взаимодействовать с пивом или суслом и переносить с собой примеси. Вот почему многие генераторы азота для продуктов питания и напитков будут рекламироваться как безмасляные устройства (узнайте о преимуществах чистоты безмасляных компрессоров в последнем предложении в боковой панели ниже).
«Когда мы получаем CO2, мы проверяем его качество и загрязнение, что является еще одной очень важной частью работы с хорошим поставщиком», — сказал Маккенна. «Азот немного отличается, поэтому мы все еще покупаем чистый жидкий азот. Еще одна вещь, которую мы ищем, — это поиск и оценка внутреннего генератора азота — опять же, с акцентом на азот, который он производит с Purity, чтобы ограничить поглощение кислорода. Мы рассматриваем это как потенциальную инвестицию, поэтому единственными процессами на пивоварне, которые полностью зависят от CO2, будут карбонизация пива и обслуживание водопроводной воды.
«Но следует помнить об одной действительно важной вещи — опять же, то, что кажется придирчивым, чтобы упустить, но имеет решающее значение для поддержания качества пива — это то, что любой генератор азота должен производить азот до второго десятичного знака [т.е. чистоты 99,99%], чтобы ограничить поглощение кислорода и риск окисления. Такой уровень точности и чистоты требует больших затрат на генератор азота, но гарантирует качество азота и, следовательно, качество пива».
Пивоварам требуется много данных и контроля качества при использовании азота. Например, если пивовар использует N2 для перемещения пива между танками, стабильность CO2 в танке и в танке или бутылке должна контролироваться на протяжении всего процесса. В некоторых случаях чистый N2 может работать некорректно (например, при заполнении контейнеров), поскольку чистый N2 удалит CO2 из раствора. В результате некоторые пивовары будут использовать смесь CO2 и N2 в соотношении 50/50 для заполнения чаши, в то время как другие будут избегать этого полностью.
Совет N2 Pro: Давайте поговорим об обслуживании. Генераторы азота действительно максимально приближены к принципу «установил и забыл», но некоторые расходные материалы, такие как фильтры, требуют полурегулярной замены. Обычно это обслуживание требуется примерно каждые 4000 часов. Та же команда, которая заботится о вашем воздушном компрессоре, позаботится и о вашем генераторе. Большинство генераторов поставляются с простым контроллером, похожим на ваш iPhone, и предлагают полный набор возможностей удаленного мониторинга через приложение.
Продувка резервуара отличается от продувки азотом по ряду причин. N2 хорошо смешивается с воздухом, поэтому не взаимодействует с O2, как CO2. N2 также легче воздуха, поэтому он заполняет резервуар сверху вниз, в то время как CO2 заполняет его снизу вверх. Для продувки резервуара требуется больше N2, чем CO2, и часто требуется больше дробеструйной обработки. Вы все еще экономите деньги?
Новые проблемы безопасности также возникают с новым промышленным газом. Пивоваренный завод определенно должен установить датчики O2, чтобы сотрудники могли визуализировать качество воздуха в помещении — так же, как в наши дни в холодильниках хранятся сосуды Дьюара N2.
Но прибыльность может легко перевесить установки по рекуперации CO2. В этом вебинаре Дион Куинн из Foth Production Solutions (инжиниринговая фирма) утверждает, что производство N2 стоит от 8 до 20 долларов за тонну, тогда как улавливание CO2 с помощью установки по рекуперации стоит от 50 до 200 долларов за тонну.
Преимущества генераторов азота включают в себя устранение или, по крайней мере, снижение зависимости от контрактов и поставок CO2 и азота. Это экономит место для хранения, поскольку пивоваренные заводы могут производить и хранить столько, сколько им нужно, устраняя необходимость хранить и перевозить баллоны с азотом. Как и в случае с CO2, доставку и обработку азота оплачивает клиент. С азотогенераторами это больше не проблема.
Генераторы азота часто легко интегрируются в среду пивоварни. Генераторы азота меньшего размера можно монтировать на стене, чтобы они не занимали место на полу и работали тихо. Эти мешки хорошо справляются с изменением температуры окружающей среды и очень устойчивы к колебаниям температуры. Могут устанавливаться на открытом воздухе, но не рекомендуются для экстремально высоких и низких климатических условий.
Существует много производителей генераторов азота, включая Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb и Holtec Gas Systems. Небольшой генератор азота может стоить около 800 долларов в месяц по пятилетней программе аренды с правом выкупа, сказал Асквини.
«В конце концов, если азот вам подходит, у вас есть выбор из множества поставщиков и технологий», — сказал Асквини. «Найдите то, что вам подходит, и убедитесь, что вы хорошо понимаете общую стоимость владения [total cost of owners] и сравните расходы на электроэнергию и техническое обслуживание между устройствами. Вы часто обнаружите, что покупка самого дешевого не подходит для вашей работы».
В системах генерации азота используется воздушный компрессор, и у большинства крафтовых пивоварен он уже есть, что очень удобно.
Какие воздушные компрессоры используются в крафтовых пивоварнях? Проталкивает жидкость по трубам и резервуарам. Энергия для пневматической транспортировки и управления. Аэрация сусла, дрожжей или воды. регулирующий клапан. Продувочный газ для вытеснения грязи из резервуаров во время очистки и для содействия очистке отверстий.
Многие пивоваренные приложения требуют специального использования 100% безмасляных воздушных компрессоров. Если масло контактирует с пивом, оно убивает дрожжи и сглаживает пену, что портит напиток и делает пиво плохим.
Это также риск для безопасности. Поскольку пищевая промышленность и индустрия напитков очень чувствительны, существуют строгие стандарты качества и чистоты, и это справедливо. Пример: безмасляные воздушные компрессоры Sullair серии SRL мощностью от 10 до 15 л. с. (от 7,5 до 11 кВт) хорошо подходят для крафтовых пивоварен. Пивоварни наслаждаются тишиной этих типов машин. Серия SRL обеспечивает низкий уровень шума до 48 дБА, что делает компрессор пригодным для использования в помещении без отдельной звукоизолированной комнаты.
Когда чистый воздух имеет решающее значение, например, на пивоваренных заводах и крафтовых пивоварнях, безмасляный воздух необходим. Частицы масла в сжатом воздухе могут загрязнять последующие процессы и производство. Поскольку многие пивоваренные заводы производят тысячи бочек или несколько ящиков пива в год, никто не может позволить себе такой риск. Безмасляные компрессоры особенно подходят для применений, где воздух находится в прямом контакте с сырьем. Даже в применениях, где нет прямого контакта между ингредиентами и воздухом, например, на упаковочных линиях, безмасляный компрессор помогает поддерживать чистоту конечного продукта для душевного спокойствия.
Время публикации: 06.01.2023