Ambachtelijke brouwerijen gebruiken CO2 in een verrassend aantal toepassingen in het brouw-, verpakkings- en serveerproces: het verplaatsen van bier of product van tank naar tank, het carboniseren van een product, het zuiveren van zuurstof vóór het verpakken, het verpakken van bier tijdens het proces, het voorspoelen van Britse tanks na het reinigen en ontsmetten, bottelen van tapbier in een restaurant of bar.Dit is nog maar het begin.
“We gebruiken CO2 in de hele brouwerij en in de bar”, zegt Max McKenna, senior marketingmanager bij het in Boston gevestigde Dorchester Brewing Co. Bier serveren – in elke fase van het proces.”
Zoals veel ambachtelijke brouwerijen wordt Dorchester Brewing geconfronteerd met een tekort aan CO2 van commerciële kwaliteit dat het nodig heeft om te kunnen exploiteren (lees hier alle redenen voor dit tekort).
“Vanwege onze contracten hebben onze huidige CO2-leveranciers hun prijzen niet verhoogd, ondanks prijsstijgingen in andere delen van de markt”, aldus McKenna.“Tot nu toe heeft de impact vooral te maken gehad met de beperkte distributie.”
Om het tekort aan CO2 te compenseren, gebruikt Dorchester Brewing in sommige gevallen stikstof in plaats van CO2.
“We hebben veel activiteiten kunnen verplaatsen naar stikstof”, vervolgt McKenna.“Enkele van de belangrijkste waren het schoonmaken van de blikjes en het afdekken van het gas tijdens het inblikken en sealen.Voor ons is dit veruit de grootste toevoeging omdat deze processen veel CO2 vergen.Lange tijd hadden we een speciale nitrofabriek.We gebruiken een speciale stikstofgenerator om alle stikstof voor de bar te produceren – voor een speciale nitrolijn en onze bierblend.”
N2 is het meest economische inerte gas om te produceren en kan worden gebruikt in kelders van ambachtelijke brouwerijen, flessenwinkels en bars.N2 is goedkoper dan CO2 voor drankjes en vaak meer verkrijgbaar, afhankelijk van de beschikbaarheid in uw regio.
N2 kan worden gekocht als gas in hogedrukcilinders of als vloeistof in Dewars of grote opslagtanks.Stikstof kan ook ter plaatse worden geproduceerd met behulp van een stikstofgenerator.Stikstofgeneratoren werken door zuurstofmoleculen uit de lucht te verwijderen.
Stikstof is het meest voorkomende element (78%) in de atmosfeer van de aarde, de rest is zuurstof en sporengassen.Het maakt het ook milieuvriendelijker omdat je minder CO2 uitstoot.
Bij het brouwen en verpakken kan N2 worden gebruikt om zuurstof uit het bier te houden.Bij correct gebruik (de meeste mensen mengen CO2 met N2 wanneer ze met koolzuurhoudend bier werken) kan N2 worden gebruikt om tanks te reinigen, bier van tank naar tank over te brengen, vaten onder druk te zetten vóór opslag, terwijl het onder doppen wordt belucht.ingrediënt voor smaak en mondgevoel.In bars wordt nitro gebruikt in leidingwaterleidingen voor nitropiv, maar ook voor hogedruk-/langeafstandstoepassingen waarbij stikstof wordt gemengd met een bepaald percentage CO2 om te voorkomen dat het bier schuimt van de tap.N2 kan zelfs worden gebruikt als kookgas voor waterontgassing als dit deel uitmaakt van uw proces.
Zoals we in ons vorige artikel over CO2-tekort vermeldden, is stikstof niet bij alle brouwtoepassingen een exacte vervanging voor CO2.Deze gassen gedragen zich anders.Ze hebben verschillende molecuulgewichten en verschillende dichtheden.
CO2 is bijvoorbeeld beter oplosbaar in vloeistoffen dan N2.Daarom zorgt stikstof voor kleinere belletjes en een ander mondgevoel in bier.Daarom gebruiken brouwers vloeibare stikstofdruppels in plaats van gasvormige stikstof om bier te nitreren.Kooldioxide voegt ook een vleugje bitterheid of zuurheid toe die stikstof niet heeft, wat het smaakprofiel kan veranderen, zeggen mensen.Overstappen op stikstof zal niet alle koolstofdioxideproblemen oplossen.
“Er is potentieel”, zegt Chuck Skepek, directeur technische brouwprogramma’s bij het Brewers Institute, “maar stikstof is geen wondermiddel of een snelle oplossing.CO2 en stikstof gedragen zich heel anders.U krijgt meer stikstof vermengd met de lucht in de tank dan wanneer u de CO2 verwijdert.Er zal dus meer stikstof nodig zijn.Ik hoor dit keer op keer.
“Een brouwer die ik ken was heel slim en begon kooldioxide te vervangen door stikstof. Hun bier bevatte veel meer zuurstof, dus nu gebruiken ze met wat meer geluk een mengsel van stikstof en kooldioxide.niet alleen: “Hé, we gaan stikstof gebruiken om al onze problemen op te lossen.Het is leuk om hier veel meer over te zien in de literatuur. We beginnen te zien dat steeds meer mensen daadwerkelijk wat onderzoek doen en, weet je, met best practices voor deze vervanging komen.
De levering van deze gassen zal anders zijn, omdat ze verschillende dichtheden hebben, wat kan resulteren in enkele technische of opslagwijzigingen.Hoor Jason Perkins, meesterbrouwer bij Allagash Brewing Co., over het upgraden van zijn bottellijn en gasspruitstuk om CO2 te gebruiken voor het vullen van de kom onder druk en N2 voor afdichtmiddel en bellenbreker.Opslag kan variëren.
"Er zijn zeker enkele verschillen, deels vanwege de manier waarop we stikstof binnenkrijgen", zei McKenna.“We krijgen pure vloeibare stikstof in dewars, dus de opslag ervan is heel anders dan onze CO2-tanks: ze zijn kleiner, staan op rollen en worden opgeslagen in een vriezer.We hebben het naar een hoger niveau getild.koolstofdioxide naar stikstof, maar nogmaals, we zijn heel voorzichtig met hoe we de transitie efficiënt en verantwoord kunnen maken om ervoor te zorgen dat het bier bij elke stap op het hoogste niveau is.De sleutel was dat het in sommige gevallen een heel eenvoudige plug-and-play-vervanging was, terwijl het in andere gevallen aanzienlijke verbeteringen vereiste op het gebied van materialen, infrastructuur, productie, enz.
Volgens dit uitstekende artikel van The Titus Co. (een leverancier van luchtcompressoren, luchtdrogers en luchtcompressordiensten buiten Pennsylvania) werken stikstofgeneratoren op twee manieren:
Pressure swing adsorptie: Pressure swing adsorptie (PSA) werkt met moleculaire koolstofzeven om moleculen te scheiden.De zeef heeft poriën van dezelfde grootte als de zuurstofmoleculen, waardoor deze moleculen worden opgevangen terwijl ze erdoorheen gaan en de grotere stikstofmoleculen doorlaten.De generator geeft vervolgens zuurstof af via een andere kamer.Het resultaat van dit proces is dat de stikstofzuiverheid 99,999% kan bereiken.
Membraangeneratie van stikstof.Het genereren van membraanstikstof werkt door moleculen te scheiden met behulp van polymeervezels.Deze vezels zijn hol, met poriën aan het oppervlak die klein genoeg zijn om zuurstof door te laten, maar te klein voor stikstofmoleculen om zuurstof uit de gasstroom te verwijderen.Generatoren die deze methode gebruiken, kunnen stikstof tot 99,5% zuiver produceren.
Welnu, de PSA-stikstofgenerator produceert ultrazuivere stikstof in grote volumes en bij hoge stroomsnelheden, de zuiverste vorm van stikstof die veel brouwerijen nodig hebben.Ultrapuur betekent 99,9995% tot 99%.Membraan-stikstofgeneratoren zijn ideaal voor kleine brouwerijen die een alternatief met laag volume en laag debiet nodig hebben, waarbij een zuiverheid van 99% tot 99,9% acceptabel is.
De stikstofgenerator van Atlas Copco maakt gebruik van de nieuwste technologie en is een compacte industriële luchtcompressor met een speciaal membraan dat de stikstof scheidt van de persluchtstroom.Ambachtelijke brouwerijen zijn een grote doelgroep voor Atlas Copo.Volgens een witboek van Atlas Copco betalen brouwers doorgaans tussen de $0,10 en $0,15 per kubieke voet om ter plekke stikstof te produceren.Hoe verhoudt dit zich tot uw CO2-kosten?
“We bieden zes standaardpakketten die 80% van alle brouwerijen bestrijken – van een paar duizend tot honderdduizenden vaten per jaar”, zegt Peter Askini, business development manager voor industriële gassen bij Atlas Copco.“Een brouwerij kan de capaciteit van haar stikstofgeneratoren vergroten om groei mogelijk te maken met behoud van efficiëntie.Bovendien maakt het modulaire ontwerp het mogelijk om een tweede generator toe te voegen als de activiteiten van de brouwerij aanzienlijk uitbreiden.”
“Het gebruik van stikstof is niet bedoeld om CO2 volledig te vervangen”, legt Asquini uit, “maar we denken dat wijnmakers hun verbruik met ongeveer 70% kunnen verminderen.De belangrijkste drijfveer is duurzaamheid.Het is voor elke wijnmaker heel gemakkelijk om zelf stikstof te produceren.Gebruik niet meer broeikasgassen.”wat beter is voor het milieu. Het loont vanaf de eerste maand, wat direct van invloed is op het bedrijfsresultaat. Als het niet verschijnt voordat je het koopt, koop het dan niet. Hier zijn onze eenvoudige regels. De vraag naar CO2 stijgt enorm in de productie van dergelijke producten, zoals droogijs, dat grote hoeveelheden CO2 verbruikt en nodig is om vaccins te transporteren.Brouwerijen in de VS uiten hun bezorgdheid over het aanbodniveau en vragen zich af of ze het prijsniveau consistent kunnen houden met de behoeften van de brouwerij.”
Zoals eerder vermeld zal de zuiverheid van stikstof een grote zorg zijn voor ambachtelijke brouwers.Net als CO2 zal stikstof een wisselwerking aangaan met het bier of wort en onzuiverheden met zich meedragen.Dit is de reden waarom veel stikstofgeneratoren voor voedingsmiddelen en dranken zullen worden geadverteerd als olievrije eenheden (lees meer over de zuiverheidsvoordelen van olievrije compressoren in de laatste zin in de zijbalk hieronder).
“Als we CO2 binnenkrijgen, controleren we de kwaliteit en verontreiniging ervan, wat ook een heel belangrijk onderdeel is van het werken met een goede leverancier”, aldus McKenna.“Stikstof is net iets anders, daarom kopen we nog steeds pure vloeibare stikstof.Een ander ding waar we naar kijken is het vinden en prijzen van een interne stikstofgenerator – opnieuw met de nadruk op de stikstof die deze produceert met Purity om de zuurstofopname te beperken.We zien dit als een potentiële investering, dus de enige processen in de brouwerij die volledig afhankelijk zijn van CO2 zijn het carbonateren van bier en het onderhoud van kraanwater.
“Maar één heel belangrijk ding om in gedachten te houden – nogmaals, iets dat kieskeurig lijkt om over het hoofd te zien, maar van cruciaal belang is voor het behoud van de bierkwaliteit – is dat elke stikstofgenerator stikstof moet produceren tot op de tweede decimaal [dwz 99,99% zuiverheid] om de zuurstof te beperken. opname en het risico op oxidatie.Dit niveau van nauwkeurigheid en zuiverheid vereist hogere kosten voor de stikstofgenerator, maar waarborgt de kwaliteit van de stikstof en dus de kwaliteit van het bier.”
Brouwers hebben bij het gebruik van stikstof veel data en kwaliteitscontrole nodig.Als een brouwer bijvoorbeeld N2 gebruikt om bier tussen tanks te verplaatsen, moet de stabiliteit van de CO2 in de tank en in de tank of fles gedurende het hele proces worden bewaakt.In sommige gevallen werkt pure N2 mogelijk niet goed (bijvoorbeeld bij het vullen van containers) omdat pure N2 CO2 uit de oplossing verwijdert.Als gevolg hiervan zullen sommige brouwers een 50/50 mengsel van CO2 en N2 gebruiken om de kom te vullen, terwijl anderen dit volledig zullen vermijden.
N2 Pro Tip: Laten we het over onderhoud hebben.Stikstofgeneratoren komen echt zo dicht in de buurt van “instellen en vergeten” als maar mogelijk is, maar sommige verbruiksartikelen, zoals filters, moeten semi-regelmatig worden vervangen.Normaal gesproken is dit onderhoud ongeveer iedere 4000 uur nodig.Hetzelfde team dat voor uw luchtcompressor zorgt, zal ook voor uw generator zorgen.De meeste generatoren worden geleverd met een eenvoudige controller die lijkt op die van uw iPhone en bieden volledige mogelijkheden voor app-bewaking op afstand.
Tankzuivering verschilt om een aantal redenen van stikstofzuivering.N2 mengt zich goed met lucht en heeft dus geen interactie met O2 zoals CO2 dat wel doet.N2 is ook lichter dan lucht en vult de tank dus van boven naar beneden, terwijl CO2 de tank van onder naar boven vult.Er is meer N2 dan CO2 nodig om een opslagtank te zuiveren en er moet vaak meer worden gestraald.Bespaar jij nog geld?
Er ontstaan ook nieuwe veiligheidsproblemen met het nieuwe industriële gas.Een brouwerij zou zeker O2-sensoren moeten installeren, zodat werknemers de luchtkwaliteit binnenshuis kunnen visualiseren – net zoals je tegenwoordig N2-dewars in koelkasten hebt opgeslagen.
Maar de winstgevendheid kan gemakkelijk opwegen tegen CO2-terugwinningsinstallaties.In dit webinar stelt Dion Quinn van Foth Production Solutions (een ingenieursbureau) dat de productie van N2 tussen de $8 en $20 per ton kost, terwijl het afvangen van CO2 met een terugwinningsinstallatie tussen de $50 en $200 per ton kost.
De voordelen van stikstofgeneratoren zijn onder meer het elimineren of op zijn minst verminderen van de afhankelijkheid van contracten en leveringen van CO2 en stikstof.Dit bespaart opslagruimte omdat brouwerijen zoveel kunnen produceren en opslaan als ze nodig hebben, waardoor het niet meer nodig is om stikstofflessen op te slaan en te transporteren.Net als bij CO2 wordt de verzending en verwerking van stikstof door de klant betaald.Met stikstofgeneratoren is dit geen probleem meer.
Stikstofgeneratoren zijn vaak eenvoudig te integreren in een brouwerijomgeving.Kleinere stikstofgeneratoren kunnen aan de muur worden gemonteerd, zodat ze geen vloeroppervlak in beslag nemen en stil werken.Deze tassen kunnen goed omgaan met wisselende omgevingstemperaturen en zijn zeer goed bestand tegen temperatuurschommelingen.Kan buiten worden geïnstalleerd, maar wordt niet aanbevolen voor extreem hoge en lage klimaten.
Er zijn veel fabrikanten van stikstofgeneratoren, waaronder Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb en Holtec Gas Systems.Een kleine stikstofgenerator zou ongeveer $800 per maand kunnen kosten onder een vijfjarig lease-to-own-programma, zei Asquini.
“Als stikstof geschikt voor je is, heb je uiteindelijk een verscheidenheid aan leveranciers en technologieën om uit te kiezen”, zegt Asquini.“Zoek welke het beste bij u past en zorg ervoor dat u een goed inzicht heeft in de totale eigendomskosten [total cost of ownership] en vergelijk de stroom- en onderhoudskosten tussen apparaten.Je zult vaak merken dat het kopen van de goedkoopste niet goed is voor je werk.”
Stikstofgeneratorsystemen maken gebruik van een luchtcompressor, en de meeste ambachtelijke brouwerijen hebben er al een, wat handig is.
Welke luchtcompressoren worden gebruikt in ambachtelijke brouwerijen?Duwt vloeistof door leidingen en tanks.Energie voor pneumatisch transport en besturing.Beluchting van wort, gist of water.regelklep.Spoel gas om modder uit tanks te persen tijdens het reinigen en om te helpen bij het reinigen van gaten.
Veel brouwerijtoepassingen vereisen het speciale gebruik van 100% olievrije luchtcompressoren.Als de olie in contact komt met het bier, doodt het de gist en maakt het schuim plat, waardoor de drank bederft en het bier slecht wordt.
Het is ook een veiligheidsrisico.Omdat de voedingsmiddelen- en drankenindustrie erg gevoelig is, gelden er strikte kwaliteits- en zuiverheidsnormen, en terecht.Voorbeeld: olievrije luchtcompressoren uit de Sullair SRL-serie van 10 tot 15 pk.(van 7,5 tot 11 kW) zijn zeer geschikt voor ambachtelijke brouwerijen.Brouwerijen genieten van de rust van dit soort machines.De SRL-serie biedt een laag geluidsniveau tot 48 dBA, waardoor de compressor geschikt is voor gebruik binnenshuis zonder aparte geluiddichte ruimte.
Wanneer schone lucht van cruciaal belang is, zoals in brouwerijen en ambachtelijke brouwerijen, is olievrije lucht essentieel.Oliedeeltjes in perslucht kunnen stroomafwaartse processen en productie vervuilen.Omdat veel brouwerijen duizenden vaten of meerdere kratten bier per jaar produceren, kan niemand het zich veroorloven dat risico te nemen.Olievrije compressoren zijn vooral geschikt voor toepassingen waarbij de lucht in direct contact staat met de grondstof.Zelfs in toepassingen waar er geen direct contact is tussen ingrediënten en lucht, zoals in verpakkingslijnen, helpt een olievrije compressor het eindproduct schoon te houden, voor een gerust gevoel.
Posttijd: 06-jan-2023