HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Obrtne pivovarne uporabljajo CO2 v presenetljivo številnih aplikacijah v procesu varjenja, pakiranja in strežbe: premikanje piva ali izdelka iz rezervoarja v rezervoar, karbonizacija izdelka, čiščenje kisika pred pakiranjem, pakiranje piva med procesom, predhodno izpiranje rezervoarjev Brit po čiščenju in razkuževanju, polnjenje točenega piva v restavraciji ali baru. To je le za začetek.
»CO2 uporabljamo po vsej pivovarni in baru,« pravi Max McKenna, višji vodja trženja pri bostonski pivovarni Dorchester Brewing Co., ki streže pivo – v vsaki fazi procesa.«
Tako kot mnoge kraft pivovarne se tudi Dorchester Brewing sooča s pomanjkanjem CO2 komercialne kakovosti, ki jo potrebuje za delovanje (več o razlogih za to pomanjkanje si lahko preberete tukaj).
»Zaradi naših pogodb naši trenutni dobavitelji CO2 niso zvišali cen kljub zvišanju cen v drugih delih trga,« je dejal McKenna. »Doslej je bil vpliv predvsem na omejeno distribucijo.«
Da bi nadomestili pomanjkanje CO2, pivovarna Dorchester Brewing v nekaterih primerih namesto CO2 uporablja dušik.
»Številne operacije smo lahko preusmerili na dušik,« je nadaljeval McKenna. »Med najpomembnejšimi sta bila čiščenje pločevink in prekrivanje plina med postopkom polnjenja in zapiranja. To je daleč največja pridobitev za nas, saj ti procesi zahtevajo veliko CO2. Dolgo časa smo imeli posebno nitro napravo. Za proizvodnjo vsega dušika za bar – za namensko nitro linijo in našo mešanico piva – uporabljamo poseben generator dušika.«
N2 je najcenejši inertni plin za proizvodnjo in se lahko uporablja v kleteh pivovarn, trgovinah s steklenicami in barih. N2 je cenejši od CO2 za pijače in pogosto bolj dostopen, odvisno od razpoložljivosti na vašem območju.
N2 je mogoče kupiti kot plin v visokotlačnih jeklenkah ali kot tekočino v Dewarjevih posodah ali velikih rezervoarjih. Dušik je mogoče proizvajati tudi na kraju samem z uporabo generatorja dušika. Generatorji dušika delujejo tako, da iz zraka odstranjujejo molekule kisika.
Dušik je najpogostejši element (78 %) v Zemljini atmosferi, preostanek pa predstavljajo kisik in plini v sledovih. Zaradi tega je tudi okolju prijaznejši, saj izpušča manj CO2.
Pri varjenju piva in pakiranju se lahko N2 uporablja za preprečevanje vdora kisika v pivo. Ob pravilni uporabi (večina ljudi meša CO2 z N2 pri delu z gaziranim pivom) se lahko N2 uporablja za čiščenje rezervoarjev, pretakanje piva iz rezervoarja v rezervoar, ustvarjanje tlaka v sodih pred skladiščenjem in prezračevanje pod pokrovčki. N2 je sestavina za okus in občutek v ustih. V barih se nitro uporablja v ceveh za vodo iz pipe za nitropiv, pa tudi pri visokotlačnih/daljših aplikacijah, kjer se dušik meša z določenim odstotkom CO2, da se prepreči penjenje piva na pipi. N2 se lahko uporablja celo kot izparilni plin za razplinjevanje vode, če je to del vašega procesa.
Kot smo že omenili v prejšnjem članku o pomanjkanju CO2, dušik ni popoln nadomestek za CO2 v vseh primerih varjenja piva. Ti plini se obnašajo različno. Imajo različne molekulske mase in različne gostote.
Na primer, CO2 je bolj topen v tekočinah kot N2. Zato dušik daje pivu manjše mehurčke in drugačen občutek v ustih. Zato pivovarji namesto plinastega dušika za nitratno pivo uporabljajo kapljice tekočega dušika. Ogljikov dioksid doda tudi kanček grenkobe ali kislosti, ki ga dušik ne doda, kar lahko spremeni profil okusa, pravijo ljudje. Prehod na dušik ne bo rešil vseh težav z ogljikovim dioksidom.
»Potencial obstaja,« pravi Chuck Skepek, direktor tehničnih programov za pivovarstvo na Inštitutu za pivovarje, »vendar dušik ni čarobna panika ali hitra rešitev. CO2 in dušik se obnašata precej različno. V rezervoarju boste dobili več dušika, pomešanega z zrakom, kot če bi CO2 odzračevali. Zato bo potrebno več dušika. To slišim znova in znova.«
„En pivovar, ki ga poznam, je bil res pameten in je začel nadomeščati ogljikov dioksid z dušikom, njihovo pivo pa je imelo veliko več kisika, zato zdaj z malo več sreče uporabljajo mešanico dušika in ogljikovega dioksida. Ne samo: 'Hej, začeli bomo uporabljati dušik za rešitev vseh naših težav.' Lepo je videti veliko več o tem v literaturi, začenjamo videti več ljudi, ki dejansko izvajajo raziskave in, veste, pripravljajo najboljše prakse za to zamenjavo.“
Dobava teh plinov bo različna, saj imajo različne gostote, kar lahko povzroči nekatere inženirske spremembe ali spremembe pri shranjevanju. Prisluhnite Jasonu Perkinsu, glavnemu pivovarju pri pivovarni Allagash Brewing Co., ki razpravlja o nadgradnji svoje polnilnice in plinskega razdelilnika za uporabo CO2 za polnjenje posod pod tlakom in N2 za tesnilno maso in ločevanje mehurčkov. Skladiščenje se lahko razlikuje.
»Vsekakor obstajajo nekatere razlike, deloma zaradi načina pridobivanja dušika,« je dejal McKenna. »Čisti tekoči dušik dobivamo v Dewarjevih posodah, zato se njegovo shranjevanje zelo razlikuje od naših rezervoarjev s CO2: so manjši, na valjih in shranjeni v zamrzovalniku. Prešli smo na višjo raven. Prehod iz ogljikovega dioksida v dušik, vendar smo spet zelo previdni pri tem, kako prehod izvesti učinkovito in odgovorno, da zagotovimo, da je pivo na vsaki stopnji na najvišji ravni. Ključno je, da je bila v nekaterih primerih zelo preprosta zamenjava »plug and play«, v drugih primerih pa je bila potrebna znatna izboljšava materialov, infrastrukture, proizvodnje itd.«
Glede na ta odličen članek podjetja The Titus Co. (dobavitelja zračnih kompresorjev, sušilnikov zraka in storitev zračnih kompresorjev zunaj Pensilvanije) delujejo generatorji dušika na enega od dveh načinov:
Adsorpcija z nihanjem tlaka: Adsorpcija z nihanjem tlaka (PSA) deluje z uporabo ogljikovih molekularnih sit za ločevanje molekul. Sito ima pore enake velikosti kot molekule kisika, ki ujamejo te molekule, ko prehajajo skoznje, in omogočajo prehod večjim molekulam dušika. Generator nato sprosti kisik skozi drugo komoro. Rezultat tega postopka je, da lahko čistost dušika doseže 99,999 %.
Membransko generiranje dušika. Membransko generiranje dušika deluje tako, da ločuje molekule z uporabo polimernih vlaken. Ta vlakna so votla, s površinskimi porami, ki so dovolj majhne, ​​da omogočajo prehod kisika, vendar premajhne, ​​da bi molekule dušika lahko odstranile kisik iz plinskega toka. Generatorji, ki uporabljajo to metodo, lahko proizvedejo dušik s čistočo do 99,5 %.
No, generator dušika PSA proizvaja ultra čisti dušik v velikih količinah in pri visokih pretokih, najčistejšo obliko dušika, ki jo potrebujejo številne pivovarne. Ultra čist pomeni od 99,9995 % do 99 %. Membranski generatorji dušika so idealni za majhne pivovarne, ki potrebujejo alternativo z majhno količino in nizkim pretokom, kjer je sprejemljiva čistost od 99 % do 99,9 %.
Atlas Copcov generator dušika je kompakten industrijski zračni kompresor s posebno membrano, ki ločuje dušik od toka stisnjenega zraka. Obrtne pivovarne so velika ciljna publika za Atlas Copo. Glede na belo knjigo Atlas Copca pivovarji običajno plačajo med 0,10 in 0,15 dolarja na kubični čevelj za proizvodnjo dušika na kraju samem. Kako se to primerja z vašimi stroški CO2?
»Ponujamo šest standardnih paketov, ki pokrivajo 80 % vseh pivovarn – od nekaj tisoč do sto tisoč sodov na leto,« pravi Peter Askini, vodja razvoja poslovanja za industrijske pline pri Atlas Copcu. »Pivovarna lahko poveča zmogljivost svojih generatorjev dušika, da omogoči rast, hkrati pa ohrani učinkovitost. Poleg tega modularna zasnova omogoča dodajanje drugega generatorja, če se delovanje pivovarne znatno razširi.«
»Uporaba dušika ni namenjena popolni nadomestitvi CO2,« pojasnjuje Asquini, »vendar menimo, da lahko vinarji zmanjšajo svojo porabo za približno 70 %. Glavna gonilna sila je trajnost. Za vsakega vinarja je zelo enostavno sam proizvajati dušik. Ne uporabljajte več toplogrednih plinov.« kar je boljše za okolje. Obrestovalo se vam bo že v prvem mesecu, kar bo neposredno vplivalo na končni rezultat. Če se pred nakupom ne pojavi, ga ne kupujte. Tukaj so naša preprosta pravila. Povpraševanje po CO2 strmo narašča za proizvodnjo takšnih izdelkov, kot je suhi led, ki porabi velike količine CO2 in je potreben za prevoz cepiv. Pivovarne v ZDA izražajo zaskrbljenost glede ravni ponudbe in se sprašujejo, ali lahko ohranijo raven cen skladno s potrebami pivovarne.«
Kot smo že omenili, bo čistost dušika glavna skrb za pivovarje. Tako kot CO2 bo tudi dušik reagiral s pivom ali pivino in s seboj nosil nečistoče. Zato se mnogi generatorji dušika za hrano in pijačo oglašujejo kot enote brez olja (več o prednostih čistoče kompresorjev brez olja si preberite v zadnjem stavku v spodnji stranski vrstici).
»Ko prejmemo CO2, preverimo njegovo kakovost in kontaminacijo, kar je še en zelo pomemben del sodelovanja z dobrim dobaviteljem,« je dejal McKenna. »Dušik je nekoliko drugačen, zato še vedno kupujemo čisti tekoči dušik. Druga stvar, ki jo preučujemo, je iskanje in določanje cene notranjega generatorja dušika – spet s poudarkom na dušiku, ki ga proizvaja s Purityjem, da omejimo absorpcijo kisika. To vidimo kot potencialno naložbo, zato bosta edina procesa v pivovarni, ki sta popolnoma odvisna od CO2, karbonizacija piva in vzdrževanje vode iz pipe.«
»Vendar je treba upoštevati eno resnično pomembno stvar – spet nekaj, kar se zdi izbirčno spregledati, a je ključnega pomena za ohranjanje kakovosti piva –, da mora vsak generator dušika proizvajati dušik na drugo decimalno mesto [tj. 99,99-odstotno čistost], da omeji absorpcijo kisika in tveganje oksidacije. Ta raven natančnosti in čistosti zahteva višje stroške generatorja dušika, vendar zagotavlja kakovost dušika in s tem kakovost piva.«
Pivovarji pri uporabi dušika potrebujejo veliko podatkov in nadzora kakovosti. Če na primer pivovar uporablja N2 za premikanje piva med rezervoarji, je treba stabilnost CO2 v rezervoarju in v rezervoarju ali steklenici spremljati skozi ves postopek. V nekaterih primerih čisti N2 morda ne bo deloval pravilno (na primer pri polnjenju posod), ker bo čisti N2 odstranil CO2 iz raztopine. Posledično bodo nekateri pivovarji za polnjenje posode uporabili mešanico CO2 in N2 v razmerju 50/50, drugi pa se ji bodo popolnoma izognili.
Nasvet za N2 Pro: Pogovorimo se o vzdrževanju. Generatorji dušika so resnično skoraj tako preprosti, kot je "nastavi in ​​pozabi", vendar je treba nekatere potrošne materiale, kot so filtri, zamenjati le občasno. Običajno je ta storitev potrebna približno vsakih 4000 ur. Ista ekipa, ki skrbi za vaš zračni kompresor, bo poskrbela tudi za vaš generator. Večina generatorjev ima preprost krmilnik, podoben vašemu iPhonu, in ponuja popolne možnosti oddaljenega spremljanja prek aplikacije.
Čiščenje rezervoarja se od čiščenja z dušikom razlikuje iz več razlogov. N2 se dobro meša z zrakom, zato ne interagira z O2, kot to počne CO2. N2 je tudi lažji od zraka, zato rezervoar polni od zgoraj navzdol, medtem ko ga CO2 polni od spodaj navzgor. Za čiščenje rezervoarja je potrebnih več N2 kot CO2 in pogosto je potrebno več peskanja. Ali še vedno varčujete denar?
Z novim industrijskim plinom se pojavljajo tudi nova varnostna vprašanja. Pivovarna bi vsekakor morala namestiti senzorje O2, da bi si zaposleni lahko predstavljali kakovost zraka v zaprtih prostorih – tako kot imate danes v hladilnikih shranjene Dewarjeve posode z dušikom.
Vendar pa lahko dobičkonosnost zlahka preseže obrate za predelavo CO2. V tem spletnem seminarju Dion Quinn iz podjetja Foth Production Solutions (inženirsko podjetje) navaja, da proizvodnja N2 stane med 8 in 20 dolarji na tono, medtem ko zajemanje CO2 z obratom za predelavo stane med 50 in 200 dolarji na tono.
Prednosti generatorjev dušika vključujejo odpravo ali vsaj zmanjšanje odvisnosti od pogodb in dobave CO2 in dušika. To prihrani prostor za shranjevanje, saj lahko pivovarne proizvajajo in skladiščijo toliko, kot jih potrebujejo, s čimer se odpravi potreba po shranjevanju in prevozu jeklenk z dušikom. Tako kot pri CO2 stroške pošiljanja in ravnanja z dušikom plača stranka. Z generatorji dušika to ni več problem.
Generatorje dušika je pogosto enostavno vključiti v okolje pivovarne. Manjše generatorje dušika je mogoče namestiti na steno, tako da ne zavzemajo prostora na tleh in delujejo tiho. Te vrečke dobro prenašajo spreminjajoče se temperature okolice in so zelo odporne na temperaturna nihanja. Lahko se namestijo na prostem, vendar niso priporočljivi za ekstremno visoke in nizke temperature.
Obstaja veliko proizvajalcev generatorjev dušika, vključno z Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb in Holtec Gas Systems. Majhen generator dušika bi lahko v okviru petletnega programa najema z možnostjo odkupa stal približno 800 dolarjev na mesec, je dejal Asquini.
»Navsezadnje, če je dušik pravi za vas, imate na voljo različne dobavitelje in tehnologije,« je dejal Asquini. »Poiščite tistega, ki je pravi za vas, in se prepričajte, da dobro razumete skupne stroške lastništva ter primerjajte stroške energije in vzdrževanja med napravami. Pogosto boste ugotovili, da nakup najcenejše ni pravi za vaše delo.«
Sistemi za generatorje dušika uporabljajo zračni kompresor, večina pivovarn pa ga že ima, kar je priročno.
Kateri zračni kompresorji se uporabljajo v pivovarnah? Potisnejo tekočino skozi cevi in ​​rezervoarje. Energija za pnevmatski transport in krmiljenje. Prezračevanje pivine, kvasa ali vode. Krmilni ventil. Prepihovalni plin za iztiskanje blata iz rezervoarjev med čiščenjem in za pomoč pri čiščenju odprtin.
Številne pivovarske aplikacije zahtevajo posebno uporabo 100 % brezoljnih zračnih kompresorjev. Če olje pride v stik s pivom, uniči kvas in splošči peno, kar pokvari pijačo in pivo pokvari.
Prav tako je to varnostno tveganje. Ker je živilska in pijačarska industrija zelo občutljiva, veljajo strogi standardi kakovosti in čistosti, in to upravičeno. Primer: Sullair SRL serija zračni kompresorji brez olja od 10 do 15 KM (od 7,5 do 11 kW) so zelo primerni za pivovarne. Pivovarne uživajo v tihem delovanju teh vrst strojev. Serija SRL ponuja nizko raven hrupa do 48 dBA, zaradi česar je kompresor primeren za uporabo v zaprtih prostorih brez ločenega zvočno izoliranega prostora.
Ko je čist zrak ključnega pomena, na primer v pivovarnah in kraft pivovarnah, je zrak brez olja bistvenega pomena. Delci olja v stisnjenem zraku lahko onesnažijo nadaljnje procese in proizvodnjo. Ker številne pivovarne proizvedejo na tisoče sodov ali več zabojev piva na leto, si nihče ne more privoščiti tega tveganja. Kompresorji brez olja so še posebej primerni za uporabo, kjer je zrak v neposrednem stiku s surovino. Tudi v aplikacijah, kjer ni neposrednega stika med sestavinami in zrakom, na primer v pakirnih linijah, kompresor brez olja pomaga ohranjati končni izdelek čist za brezskrbnost.