Craft Breweries gebruiken CO2 in een verrassend aantal toepassingen in het brouwsel-, verpakkings- en serveerproces: bier of product verplaatsen van tank naar tank, een product carbonaliseren, zuurstof zuiveren voordat ze in het proces worden verpakt, bier verpakking in het proces, het vooraf in de war brengen van Brit-tanks na schoonmaak- en sanering, bier van bier in een restaurant of bar. Dit is alleen voor starters.
"We gebruiken CO2 in de brouwerij en de bar", zegt Max McKenna, senior marketingmanager bij Boston gevestigde Dorchester Brewing Co. die bier bedient-in elke fase van het proces. ”
Zoals veel ambachtelijke brouwerijen, wordt Dorchester Brewing geconfronteerd met een tekort aan de CO2 van de commerciële kwaliteit die het moet opereren (lees hier over alle redenen voor dit tekort).
"Vanwege onze contracten hebben onze huidige CO2 -leveranciers hun prijzen niet verhoogd ondanks de prijsstijgingen in andere delen van de markt," zei McKenna. "Tot nu toe was de impact vooral op beperkte verdeling."
Om het gebrek aan CO2 te compenseren, gebruikt Dorchester Brewing in sommige gevallen stikstof in plaats van CO2.
"We konden veel operaties naar stikstof verplaatsen," ging McKenna verder. “Sommige van de belangrijkste waren het schoonmaken van de blikken en het bedekken van het gas tijdens het inblikken en afdichtingsproces. Dit is veruit de grootste toevoeging voor ons omdat deze processen veel CO2 vereisen. Lange tijd hadden we een speciale nitroplant. We gebruiken een speciale stikstofgenerator om alle stikstof voor de bar te produceren - voor een speciale nitrolijn en onze biermengsel. ”
N2 is het meest economische inert 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 beschikbaar, afhankelijk van de beschikbaarheid in uw regio.
N2 kan worden gekocht als een gas in hogedrukcilinders of als een vloeistof in dewars of grote opslagtanks. Stikstof kan ook op locatie 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 naarmate je minder CO2 uitzendt.
In brouwen en verpakkingen kan N2 worden gebruikt om zuurstof uit het bier te houden. Bij correct gebruik (de meeste mensen mengen CO2 met N2 bij het werken met koolzuurhoudend bier) N2 kan worden gebruikt om tanks te reinigen, bier van tank naar tank te zetten, vaten te onder druk vóór opslag, terwijl belucht onder de doppen. ingrediënt voor smaak en mondgevoel. In bars wordt nitro gebruikt in leidingwaterleidingen voor nitropiv en hoge druk/langeafstandstoepassingen waarbij stikstof wordt gemengd met een bepaald percentage CO2 om te voorkomen dat het bier op de tap schuimt. N2 kan zelfs worden gebruikt als een kookgas voor waterafname als dit deel uitmaakt van uw proces.
Zoals we in ons vorige artikel over CO2 -deficiëntie hebben vermeld, is stikstof geen exacte vervanging voor CO2 in alle brouwtoepassingen. Deze gassen gedragen zich anders. Ze hebben verschillende molecuulgewichten en verschillende dichtheden.
CO2 is bijvoorbeeld meer oplosbaar in vloeistoffen dan N2. Dit is de reden waarom stikstof kleinere bubbels en een ander mondgevoel in bier geeft. Dit is de reden waarom brouwers vloeibare stikstofdruppels gebruiken in plaats van gasvormige stikstof tot nitraatbier. Koolstofdioxide voegt ook een vleugje bitterheid of zuurheid toe die stikstof niet doet, wat het smaakprofiel kan veranderen, zeggen mensen. Door over te schakelen naar stikstof zal niet alle problemen met koolstofdioxide oplossen.
"Er is potentieel", zegt Chuck Skepek, directeur van 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 gemengd met de lucht in de tank dan wanneer u de CO2 zuivert. Het vereist dus meer stikstof. Ik hoor dit keer op keer.
“Een brouwer die ik ken was echt slim en begon kooldioxide te vervangen door stikstof, en hun bier had veel meer zuurstof erin, dus nu gebruiken ze een mengsel van stikstof en koolstofdioxide, met wat meer geluk. 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 meer mensen te zien wat onderzoek doen, en, weet je, om de best practices voor deze vervanging te bedenken.
De levering van deze gassen zal verschillen, omdat ze verschillende dichtheden hebben die kunnen leiden tot enkele engineering- of opslagwijzigingen. Hoor Jason Perkins, Master Brewer bij Allagash Brewing Co., bespreek het upgraden van zijn bottellijn en gasverdeelstuk om CO2 te gebruiken voor het vullen van de druk en N2 voor afdichtingsmiddel en bubbelonderbreker. Opslag kan variëren.
"Er zijn absoluut enkele verschillen, deels vanwege hoe we stikstof krijgen," zei McKenna. “We krijgen pure vloeibare stikstof in dewars, dus het opslaan ervan is heel anders dan onze CO2 -tanks: ze zijn kleiner, op rollen en opgeslagen in een vriezer. We hebben het naar het volgende niveau gebracht. Koolstofdioxide naar stikstof, maar nogmaals, we zijn zeer voorzichtig met hoe de overgang efficiënt en verantwoordelijk te maken om ervoor te zorgen dat het bier elke stap op het hoogste niveau is. Sleutel, in sommige gevallen was het een zeer eenvoudige plug -and -play -vervanging, terwijl het in andere gevallen aanzienlijke verbeteringen in materialen, infrastructuur, productie, enz. Vereiste, enz. ”
Volgens dit uitstekende artikel van de Titus Co. (een leverancier van luchtcompressoren, luchtdrogers en luchtcompressordiensten buiten Pennsylvania), werken stikstofgeneratoren op een van de twee manieren:
Drukzwaaiadsorptie: Drukzwaaiadsorptie (PSA) werkt met behulp van koolstofmoleculaire zeven om moleculen te scheiden. De zeef heeft poriën van dezelfde grootte als de zuurstofmoleculen, die die moleculen vangen terwijl ze passeren en de grotere stikstofmoleculen doorstaan. De generator laat vervolgens zuurstof door een andere kamer vrij. Het resultaat van dit proces is dat stikstofzuiverheid 99,999%kan bereiken.
Membraangeneratie van stikstof. Membraan stikstofgeneratie werkt door moleculen te scheiden met behulp van polymeervezels. Deze vezels zijn hol, met oppervlakteporiën 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 puurste vorm van stikstof die veel brouwerijen nodig hebben. Ultrapure betekent 99,9995% tot 99%. Membraanstikstofgeneratoren zijn ideaal voor kleine brouwerijen die een alternatief met een laag volume vereisen, waarbij 99% tot 99,9% zuiverheid acceptabel is.
Met behulp van de nieuwste technologie is de Atlas Copco stikstofgenerator een compacte industriële luchtcompressor met een speciaal diafragma dat de stikstof scheidt van de persluchtstroom. Craft Breweries zijn een grote doelgroep voor Atlas Copo. Volgens een whitepaper van Atlas Copco betalen brouwers doorgaans tussen de $ 0,10 en $ 0,15 per kubieke voet om op locatie 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, manager van bedrijfsontwikkeling voor industriële gassen bij Atlas Copco. “Een brouwerij kan de capaciteit van zijn stikstofgeneratoren vergroten om groei mogelijk te maken met behoud van de efficiëntie. Bovendien kan het modulaire ontwerp een tweede generator worden toegevoegd als de activiteiten van de brouwerij aanzienlijk groeien. "
"Het gebruik van stikstof is niet bedoeld om CO2 volledig te vervangen", legt Asquini uit, "maar we denken dat wijnmakers hun consumptie met ongeveer 70%kunnen verminderen. De belangrijkste drijvende kracht is duurzaamheid. Het is heel gemakkelijk voor elke wijnmaker om zelf stikstof te produceren. Gebruik niet meer broeikasgassen. " Dat is beter voor de omgeving die het vanaf de eerste maand zal betalen, die rechtstreeks van invloed is op de onderste regel, als het niet verschijnt voordat u koopt, koop het niet. Hier zijn onze eenvoudige regels. De vraag naar CO2 schiet omhoog om dergelijke producten te produceren, zoals droogijs, zoals grote hoeveelheden CO2 en nodig is om vaccins te transporteren. Breweries in de VS uiten hun bezorgdheid over het leveringsniveau en vragen zich af of ze het prijsniveau kunnen houden in overeenstemming met de behoeften van de brouwerij. ”
Zoals eerder vermeld, zal stikstofzuiverheid een grote zorg zijn voor ambachtelijke brouwers. Net als CO2 zal stikstof interactie aangaan met het bier of wort en daarmee onzuiverheden dragen. Dit is de reden waarom veel stikstofgeneratoren van voedsel en drank worden geadverteerd als olievrije eenheden (meer informatie over de netheidsvoordelen van olievrije compressoren in de laatste zin in de zijbalk hieronder).
"Wanneer we CO2 ontvangen, controleren we de kwaliteit en verontreiniging, wat een ander zeer belangrijk onderdeel is van het werken met een goede leverancier," zei McKenna. “Stikstof is een beetje 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 - nogmaals, met een focus op de stikstof die het produceert met zuiverheid 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 biercarbonatatie en onderhoud van het kraanwater.
“Maar een 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 handhaven van de bierkwaliteit - is dat elke stikstofgenerator stikstof moet produceren naar de tweede decimale plaats [dwz 99,99% zuiverheid] om de zuurstofopname en het risico op oxidatie te beperken. Dit niveau van nauwkeurigheid en zuiverheid vereist meer stikstofgeneratorkosten, maar zorgt voor de kwaliteit van de stikstof en dus de kwaliteit van het bier. ”
Brewers hebben veel gegevens en kwaliteitscontrole nodig bij het gebruik van stikstof. 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 gecontroleerd. In sommige gevallen werkt pure N2 mogelijk niet correct (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 het volledig zullen vermijden.
N2 Pro Tip: laten we het hebben over onderhoud. Stikstofgeneratoren staan echt zo dicht bij "stel het en vergeet het" als je kunt krijgen, maar sommige verbruiksartikelen, zoals filters, vereisen semi-regelmatige vervanging. Meestal is deze service ongeveer om de 4000 uur vereist. Hetzelfde team dat voor uw luchtcompressor zorgt, zorgt ook voor uw generator. De meeste generatoren worden geleverd met een eenvoudige controller die vergelijkbaar is met uw iPhone en bieden volledige app -monitoringmogelijkheden op afstand.
Tankzuivering verschilt om een aantal redenen van stikstofzuivering. N2 mengt goed met lucht, dus het interageert niet met O2 zoals CO2. N2 is ook lichter dan lucht, dus het vult de tank van boven naar beneden, terwijl CO2 deze van beneden naar boven vult. Het kost meer N2 dan CO2 om een opslagtank te zuiveren en vereist vaak meer schotstrost. Spaar je nog steeds geld?
Nieuwe veiligheidsproblemen ontstaan ook met het nieuwe industriële gas. Een brouwerij moet zeker O2 -sensoren installeren, zodat werknemers de luchtkwaliteit binnenshuis kunnen visualiseren - net zoals u tegenwoordig N2 Dewars in koelkasten hebt opgeslagen.
Maar de winstgevendheid kan gemakkelijk opwegen tegen CO2 -herstelplanten. In dit webinar stelt Dion Quinn van Foth Production Solutions (een ingenieursbureau) dat N2 -productie tussen $ 8 en $ 20 per ton kost, terwijl CO2 wordt vastgelegd met een herstelinstallatie tussen $ 50 en $ 200 per ton.
De voordelen van stikstofgeneratoren omvatten het elimineren of op zijn minst verminderen van afhankelijkheid van contracten en leveringen van CO2 en stikstof. Dit bespaart de opslagruimte als brouwerijen die zoveel kunnen produceren en opslaan als ze nodig hebben, waardoor de noodzaak om stikstofflessen op te slaan en te vervoeren, elimineren. Net als bij CO2 wordt verzending en behandeling van stikstof betaald door de klant. Met stikstoferators is dit niet langer een probleem.
Stikstofgeneratoren zijn vaak gemakkelijk te integreren in een brouwerijomgeving. Kleinere stikstofgeneratoren kunnen worden gemonteerd, zodat ze de vloeroppervlak niet innemen en rustig werken. Deze zakken verwerken de veranderende omgevingstemperaturen goed en zijn zeer bestand tegen temperatuurschommelingen. Kan buiten worden geïnstalleerd, maar niet aanbevolen voor extreme en lage klimaten.
Er zijn veel fabrikanten van stikstofgeneratoren, waaronder Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb en Holtec Gassystems. Een kleine stikstofgenerator zou ongeveer $ 800 per maand kunnen kosten onder een huurovereenkomst van vijf jaar, zei Asquini.
"Aan het einde van de dag, als stikstof geschikt is voor u, hebt u verschillende leveranciers en technologieën om uit te kiezen," zei Asquini. “Zoek welke geschikt is voor u en zorg ervoor dat u een goed begrip hebt van de totale eigendomskosten [totale eigendomskosten] en de stroom- en onderhoudskosten tussen apparaten vergelijken. U zult vaak merken dat het kopen van de goedkoopste niet geschikt is voor uw werk. "
Stikstofgeneratorsystemen gebruiken een luchtcompressor en de meeste ambachtelijke brouwerijen hebben er al een, die handig is.
Welke luchtcompressoren worden gebruikt in ambachtelijke brouwerijen? Duwt vloeistof door buizen en tanks. Energie voor pneumatisch transport en controle. Beluchting van wort, gist of water. regelklep. Purge gas om modder uit tanks te dwingen 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 vlakt het schuim plat, waardoor het drankje bederft en het bier slecht maakt.
Het is ook een beveiligingsrisico. Omdat de voedsel- en drankindustrie erg gevoelig is, zijn er strikte kwaliteits- en zuiverheidsnormen op hun plaats, en terecht. Voorbeeld: Sullair SRL-serie olievrije luchtcompressoren van 10 tot 15 pk. (van 7,5 tot 11 kW) zijn zeer geschikt voor ambachtelijke brouwerijen. Breweries genieten van de stilte van dit soort machines. De SRL -serie biedt lage geluidsniveaus tot 48DBA, waardoor de compressor geschikt is voor gebruik binnenshuis zonder een aparte geluiddichte kamer.
Wanneer schone lucht cruciaal is, zoals in brouwerijen en ambachtelijke brouwerijen, is olievrije lucht essentieel. Oliedeeltjes in gecomprimeerde lucht kunnen stroomafwaartse processen en productie verontreinigen. Aangezien veel brouwerijen duizenden vaten of meerdere gevallen van bier per jaar produceren, kan niemand het zich veroorloven om 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 gemoedsrust.
Posttijd: Jan-06-2023