Hantverksbryggerier använder CO2 i ett överraskande antal tillämpningar i brygg-, förpacknings- och serveringsprocessen: flytta öl eller produkt från tank till tank, förkolna en produkt, rena syre före förpackning, förpacka öl i processen, förspolning av brit-tankar efter rengöring och sanering, buteljering av fatöl i en restaurang eller bar.Detta är bara till att börja med.
"Vi använder CO2 i hela bryggeriet och baren", säger Max McKenna, marknadschef på Boston-baserade Dorchester Brewing Co. Serverar öl – i varje steg av processen.”
Liksom många hantverksbryggerier står Dorchester Brewing inför en brist på den kommersiella kvalitet CO2 som den behöver för att driva (läs om alla orsaker till denna brist här).
"På grund av våra kontrakt har våra nuvarande CO2-leverantörer inte höjt sina priser trots prisökningar i andra delar av marknaden," sa McKenna."Hittills har effekten främst varit på begränsad distribution."
För att kompensera för bristen på CO2 använder Dorchester Brewing i vissa fall kväve istället för CO2.
"Vi kunde flytta många operationer till kväve," fortsatte McKenna.”Några av de viktigaste var att rengöra burkarna och täcka gasen under konservering och försegling.Detta är det absolut största tillskottet för oss eftersom dessa processer kräver mycket CO2.Länge hade vi en speciell nitroväxt.Vi använder en speciell kvävegenerator för att producera allt kväve till baren – för en dedikerad nitrolinje och vår ölblandning.”
N2 är den mest ekonomiska inerta gasen att producera och kan användas i hantverksbryggerier, flaskbutiker och barer.N2 är billigare än CO2 för drycker och ofta mer tillgängligt, beroende på tillgänglighet i ditt område.
N2 kan köpas som gas i högtrycksflaskor eller som vätska i Dewars eller stora lagringstankar.Kväve kan också produceras på plats med hjälp av en kvävegenerator.Kvävegeneratorer fungerar genom att ta bort syremolekyler från luften.
Kväve är det vanligaste grundämnet (78%) i jordens atmosfär, resten är syre och spårgaser.Det gör den också mer miljövänlig då du släpper ut mindre CO2.
Vid bryggning och förpackning kan N2 användas för att hålla syre borta från ölen.När den används på rätt sätt (de flesta blandar CO2 med N2 när de arbetar med kolsyrat öl) kan N2 användas för att rengöra tankar, överföra öl från tank till tank, trycksätta fat innan lagring, samtidigt som luftning sker under lock.ingrediens för smak och munkänsla.I barer används nitro i kranvattenledningar för nitropiv samt högtrycks-/långdistansapplikationer där kväve blandas med en viss andel CO2 för att förhindra att ölet skummar på kranen.N2 kan till och med användas som kokgas för vattenavgasning om detta är en del av din process.
Nu, som vi nämnde i vår tidigare artikel om CO2-brist, är kväve inte en exakt ersättning för CO2 i alla bryggtillämpningar.Dessa gaser beter sig olika.De har olika molekylvikter och olika densiteter.
Till exempel är CO2 mer lösligt i vätskor än N2.Det är därför kväve ger mindre bubblor och en annan munkänsla i öl.Det är därför bryggare använder flytande kvävedroppar istället för gasformigt kväve för att nitrera öl.Koldioxid tillför också en antydan till bitterhet eller surhet som kvävet inte gör, vilket kan förändra smakprofilen, säger folk.Att byta till kväve löser inte alla koldioxidproblem.
"Det finns potential", säger Chuck Skepek, chef för tekniska bryggprogram vid Brewers Institute, "men kväve är inte ett universalmedel eller en snabb lösning.CO2 och kväve beter sig helt olika.Du kommer att få mer kväve blandat med luften i tanken än om du rensar ut CO2.Så det kommer att kräva mer kväve.Jag hör detta om och om igen.
”En bryggare jag känner var riktigt smart och började ersätta koldioxid med kväve, och deras öl hade mycket mer syre i sig, så nu använder de en blandning av kväve och koldioxid, med lite mer tur.inte bara, "Hej, vi ska börja använda kväve för att lösa alla våra problem.Det är trevligt att se mycket mer om detta i litteraturen, vi börjar se fler människor som faktiskt gör en del efterforskningar och, du vet, att komma med bästa praxis för denna ersättning.
Leveransen av dessa gaser kommer att vara olika eftersom de har olika densiteter vilket kan resultera i vissa tekniska eller lagringsförändringar.Hör Jason Perkins, bryggmästare på Allagash Brewing Co., diskutera hur han uppgraderar sin tappningslinje och gasgrenrör för att använda CO2 för fyllning av skålar under tryck och N2 för tätningsmedel och bubbelbrytare.Lagringen kan variera.
"Det finns definitivt vissa skillnader, delvis på grund av hur vi får kväve," sa McKenna.”Vi får rent flytande kväve i dewars, så att lagra det skiljer sig mycket från våra CO2-tankar: de är mindre, på rullar och lagrade i en frys.Vi har tagit det till nästa nivå.koldioxid till kväve, men återigen, vi är väldigt noga med hur vi gör omställningen effektivt och ansvarsfullt för att se till att ölet är på sin högsta nivå varje steg på vägen.nyckeln, i vissa fall var det en mycket enkel plug and play-ersättning, medan det i andra fall krävde betydande förbättringar av material, infrastruktur, tillverkning, etc.”
Enligt denna utmärkta artikel från The Titus Co. (en leverantör av luftkompressorer, lufttorkar och luftkompressortjänster utanför Pennsylvania) fungerar kvävegeneratorer på ett av två sätt:
Pressure swing adsorption: Pressure swing adsorption (PSA) fungerar med hjälp av kolmolekylära siktar för att separera molekyler.Silen har porer i samma storlek som syremolekylerna, fångar dessa molekyler när de passerar och släpper igenom de större kvävemolekylerna.Generatorn släpper sedan ut syre genom en annan kammare.Resultatet av denna process är att kvävets renhet kan nå 99,999 %.
Membrangenerering av kväve.Generering av membrankväve fungerar genom att separera molekyler med polymerfibrer.Dessa fibrer är ihåliga, med ytporer tillräckligt små för att tillåta syre att passera igenom, men för små för att kvävemolekyler ska kunna avlägsna syre från gasströmmen.Generatorer som använder denna metod kan producera kväve upp till 99,5 % rent.
Jo, PSA-kvävegeneratorn producerar ultrarent kväve i stora volymer och vid höga flöden, den renaste formen av kväve som många bryggerier kräver.Ultraren betyder 99,9995 % till 99 %.Membrankvävegeneratorer är idealiska för små bryggerier som kräver ett alternativ med låg volym och lågt flöde där 99 % till 99,9 % renhet är acceptabel.
Med den senaste tekniken är Atlas Copcos kvävegenerator en kompakt industriell luftkompressor med ett speciellt membran som separerar kvävet från tryckluftsströmmen.Hantverksbryggerier är en stor målgrupp för Atlas Copo.Enligt en Atlas Copco-vitbok betalar bryggare vanligtvis mellan 0,10 och 0,15 USD per kubikfot för att producera kväve på plats.Hur står detta i jämförelse med dina CO2-kostnader?
"Vi erbjuder sex standardpaket som täcker 80 % av alla bryggerier – från några tusen till hundratusentals fat per år", säger Peter Askini, affärsutvecklingschef för industrigaser på Atlas Copco."Ett bryggeri kan öka kapaciteten på sina kvävegeneratorer för att möjliggöra tillväxt samtidigt som effektiviteten bibehålls.Dessutom tillåter den modulära designen en andra generator att läggas till om bryggeriets verksamhet expanderar avsevärt.”
"Att använda kväve är inte avsett att helt ersätta CO2", förklarar Asquini, "men vi tror att vinproducenter kan minska sin konsumtion med cirka 70 %.Den främsta drivkraften är hållbarhet.Det är väldigt lätt för alla vinmakare att producera kväve på egen hand.Använd inte mer växthusgaser.”vilket är bättre för miljön Det kommer att löna sig från den första månaden, vilket direkt kommer att påverka resultatet, om det inte dyker upp innan du köper, köp det inte. Här är våra enkla regler. Efterfrågan på CO2 skjuter i höjden för att producera sådana produkter, som torris, som använder stora mängder CO2 och som behövs för att transportera vaccin.Bryggerier i USA uttrycker oro över utbudsnivån och undrar om de kan hålla prisnivån i linje med bryggeriets behov.”
Som tidigare nämnts kommer kvävets renhet att vara ett stort bekymmer för hantverksbryggare.Precis som CO2 kommer kväve att interagera med ölet eller vörten och bära med sig föroreningar.Det är därför många kvävegeneratorer för mat och dryck kommer att annonseras som oljefria enheter (läs mer om renhetsfördelarna med oljefria kompressorer i den sista meningen i sidofältet nedan).
"När vi tar emot CO2 kontrollerar vi dess kvalitet och kontaminering, vilket är en annan mycket viktig del av att arbeta med en bra leverantör", säger McKenna.”Kväve är lite annorlunda, därför köper vi fortfarande rent flytande kväve.En annan sak vi tittar på är att hitta och prissätta en intern kvävegenerator – återigen, med fokus på kvävet den producerar med Purity för att begränsa syreupptaget.Vi ser detta som en potentiell investering, så de enda processerna i bryggeriet som är helt beroende av CO2 kommer att vara kolsyra av öl och underhåll av kranvatten.
"Men en riktigt viktig sak att komma ihåg – återigen, något som verkar kräsen att förbise men som är avgörande för att upprätthålla ölkvaliteten – är att alla kvävegeneratorer behöver producera kväve till andra decimalen [dvs. 99,99 % renhet] för att begränsa syre upptag och risken för oxidation.Denna nivå av noggrannhet och renhet kräver mer kostnader för kvävegenerator, men säkerställer kvaliteten på kvävet och därmed kvaliteten på ölet."
Bryggare kräver mycket data och kvalitetskontroll när de använder kväve.Till exempel, om en bryggare använder N2 för att flytta öl mellan tankar, måste stabiliteten av CO2 i tanken och i tanken eller flaskan övervakas under hela processen.I vissa fall kanske ren N2 inte fungerar som den ska (till exempel vid fyllning av behållare) eftersom ren N2 tar bort CO2 från lösningen.Som ett resultat kommer vissa bryggare att använda en 50/50-blandning av CO2 och N2 för att fylla skålen, medan andra kommer att undvika det helt.
N2 Pro Tips: Låt oss prata underhåll.Kvävegeneratorer är verkligen så nära att "ställa in det och glöm det" som du kan komma, men vissa förbrukningsvaror, som filter, kräver semi-vanligt utbyte.Normalt krävs denna service ungefär var 4000:e timme.Samma team som tar hand om din luftkompressor kommer också att ta hand om din generator.De flesta generatorer kommer med en enkel kontroller som liknar din iPhone och erbjuder full app-fjärrövervakningsfunktion.
Tankspolning skiljer sig från kväverening av ett antal anledningar.N2 blandas väl med luft, så det interagerar inte med O2 som CO2 gör.N2 är också lättare än luft, så det fyller tanken uppifrån och ner, medan CO2 fyller den från botten till toppen.Det krävs mer N2 än CO2 för att rensa en lagringstank och kräver ofta mer kulblästring.Sparar du fortfarande pengar?
Nya säkerhetsfrågor uppstår också med den nya industrigasen.Ett bryggeri bör definitivt installera O2-sensorer så att anställda kan visualisera luftkvaliteten inomhus – precis som du har N2-dewars lagrade i kylskåp nu för tiden.
Men lönsamheten kan lätt uppväga anläggningar för återvinning av CO2.I detta webbseminarium uppger Dion Quinn från Foth Production Solutions (en ingenjörsfirma) att N2-produktion kostar mellan $8 och $20 per ton, medan avskiljning av CO2 med en återvinningsanläggning kostar mellan $50 och $200 per ton.
Fördelarna med kvävegeneratorer inkluderar att eliminera eller åtminstone minska beroendet av kontrakt och leveranser av CO2 och kväve.Detta sparar lagringsutrymme eftersom bryggerier kan producera och lagra så mycket de behöver, vilket eliminerar behovet av att lagra och transportera kväveflaskor.Precis som med CO2 betalas frakt och hantering av kväve av kunden.Med nitrogeneratorer är detta inte längre ett problem.
Kvävegeneratorer är ofta lätta att integrera i en bryggerimiljö.Mindre kvävegeneratorer kan väggmonteras så att de inte tar upp golvyta och fungerar tyst.Dessa påsar hanterar växlande omgivningstemperaturer bra och är mycket motståndskraftiga mot temperaturfluktuationer.Kan installeras utomhus, men rekommenderas inte för extremt höga och låga klimat.
Det finns många tillverkare av kvävegeneratorer inklusive Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb och Holtec Gas Systems.En liten kvävegenerator kan kosta cirka 800 dollar i månaden under ett femårigt leasing-to-own-program, sa Asquini.
"I slutet av dagen, om kväve är rätt för dig, har du en mängd olika leverantörer och tekniker att välja mellan," sa Asquini."Ta reda på vilken som är rätt för dig och se till att du har en god förståelse för den totala ägandekostnaden [total kostnad för ägande] och jämför ström- och underhållskostnader mellan enheter.Du kommer ofta att upptäcka att det inte är rätt för ditt jobb att köpa det billigaste.”
Kvävegeneratorsystem använder en luftkompressor, och de flesta hantverksbryggerier har redan en, vilket är praktiskt.
Vilka luftkompressorer används i hantverksbryggerier?Trycker vätska genom rör och tankar.Energi för pneumatisk transport och kontroll.Luftning av vört, jäst eller vatten.Kontrollventil.Rensa gas för att tvinga ut lera ur tankar under rengöring och för att hjälpa till med hålrengöring.
Många bryggeriapplikationer kräver speciell användning av 100 % oljefria luftkompressorer.Om oljan kommer i kontakt med ölen dödar den jästen och plattar till skummet, vilket förstör drycken och gör ölen dålig.
Det är också en säkerhetsrisk.Eftersom livsmedels- och dryckesindustrin är mycket känslig finns det strikta kvalitets- och renhetsstandarder på plats, och det med rätta.Exempel: Oljefria luftkompressorer i Sullair SRL-serien från 10 till 15 hk.(från 7,5 till 11 kW) är väl lämpade för hantverksbryggerier.Bryggerier njuter av tystnaden hos dessa typer av maskiner.SRL-serien erbjuder låga ljudnivåer ner till 48dBA, vilket gör kompressorn lämplig för inomhusbruk utan ett separat ljudisolerat rum.
När ren luft är kritisk, som i bryggerier och hantverksbryggerier, är oljefri luft viktigt.Oljepartiklar i tryckluft kan förorena nedströms processer och produktion.Eftersom många bryggerier producerar tusentals fat eller flera lådor öl om året har ingen råd att ta den risken.Oljefria kompressorer är särskilt lämpliga för applikationer där luften är i direkt kontakt med råvaran.Även i applikationer där det inte finns någon direkt kontakt mellan ingredienser och luft, såsom i förpackningslinjer, hjälper en oljefri kompressor till att hålla slutprodukten ren för sinnesfrid.
Posttid: Jan-06-2023