Berăriile artizanale folosesc CO2 într-un număr surprinzător de aplicații în procesul de fabricare a berii, ambalare și servire: mutarea berii sau a produsului dintr-un rezervor în altul, carbonizarea unui produs, purificarea oxigenului înainte de ambalare, ambalarea berii în proces, pre-spălarea rezervoarelor de bere Brit după curățare și igienizare, îmbutelierea berii la draft într-un restaurant sau bar. Acestea sunt doar câteva exemple.
„Folosim CO2 în toată fabrica de bere și la bar”, spune Max McKenna, manager senior de marketing la Dorchester Brewing Co., cu sediul în Boston. Servim bere – în fiecare etapă a procesului.”
Ca multe fabrici de bere artizanale, Dorchester Brewing se confruntă cu o lipsă de CO2 de calitate comercială de care are nevoie pentru a funcționa (citiți despre toate motivele acestei lipse aici).
„Din cauza contractelor noastre, furnizorii noștri actuali de CO2 nu și-au majorat prețurile, în ciuda creșterilor de prețuri din alte părți ale pieței”, a declarat McKenna. „Până acum, impactul s-a resimțit în principal asupra distribuției limitate.”
Pentru a compensa lipsa de CO2, Dorchester Brewing folosește azot în loc de CO2 în unele cazuri.
„Am reușit să trecem multe operațiuni la azot”, a continuat McKenna. „Unele dintre cele mai importante au fost curățarea conservelor și acoperirea gazului în timpul procesului de conservare și sigilare. Aceasta este de departe cea mai mare adăugare pentru noi, deoarece aceste procese necesită mult CO2. Multă vreme am avut o instalație nitro specială. Folosim un generator special de azot pentru a produce tot azotul necesar barului - pentru o linie nitro dedicată și pentru amestecul nostru de bere.”
N2 este cel mai economic gaz inert de produs și poate fi utilizat în subsolurile berăriilor artizanale, în magazinele de îmbuteliere și în baruri. N2 este mai ieftin decât CO2 pentru băuturi și adesea mai disponibil, în funcție de disponibilitatea din zona dumneavoastră.
N2 poate fi achiziționat sub formă de gaz în butelii de înaltă presiune sau sub formă de lichid în recipiente Dewar sau rezervoare mari de stocare. Azotul poate fi produs și la fața locului folosind un generator de azot. Generatoarele de azot funcționează prin eliminarea moleculelor de oxigen din aer.
Azotul este cel mai abundent element (78%) din atmosfera Pământului, restul fiind oxigen și urme de gaze. De asemenea, îl face mai ecologic, deoarece emite mai puțin CO2.
În fabricarea berii și ambalarea, N2 poate fi utilizat pentru a împiedica pătrunderea oxigenului în bere. Atunci când este utilizat corect (majoritatea oamenilor amestecă CO2 cu N2 atunci când lucrează cu bere carbogazoasă), N2 poate fi utilizat pentru curățarea rezervoarelor, transferul berii din rezervor în rezervor, presurizarea butoaielor înainte de depozitare și aerarea sub capace. Este un ingredient important pentru gust și senzație în gură. În baruri, nitro este utilizat în conductele de apă de la robinet pentru nitropiv, precum și în aplicații de înaltă presiune/distanță lungă, unde azotul este amestecat cu un anumit procent de CO2 pentru a preveni spumarea berii la robinet. N2 poate fi folosit chiar și ca gaz de fierbere pentru degazarea apei, dacă acest lucru face parte din procesul dumneavoastră.
Acum, așa cum am menționat în articolul nostru anterior despre deficitul de CO2, azotul nu este un înlocuitor exact pentru CO2 în toate aplicațiile de fabricare a berii. Aceste gaze se comportă diferit. Au greutăți moleculare diferite și densități diferite.
De exemplu, CO2 este mai solubil în lichide decât N2. Acesta este motivul pentru care azotul dă bule mai mici și o senzație în gură diferită în bere. Acesta este motivul pentru care berarii folosesc picături de azot lichid în loc de azot gazos la berea cu nitrat. Dioxidul de carbon adaugă, de asemenea, o notă de amărăciune sau aciditate pe care azotul nu o oferă, ceea ce poate schimba profilul aromei, spun oamenii. Trecerea la azot nu va rezolva toate problemele legate de dioxidul de carbon.
„Există potențial”, spune Chuck Skepek, directorul programelor tehnice de fabricare a berii la Institutul Berarilor, „dar azotul nu este un panaceu sau o soluție rapidă. CO2 și azotul se comportă destul de diferit. Veți obține mai mult azot amestecat cu aerul din rezervor decât dacă eliminați CO2-ul. Așadar, va fi nevoie de mai mult azot. Aud asta iar și iar.”
„Un berar pe care îl cunosc a fost foarte inteligent și a început să înlocuiască dioxidul de carbon cu azot, iar berea lor avea mult mai mult oxigen, așa că acum folosesc un amestec de azot și dioxid de carbon, cu puțin mai mult noroc. Nu doar: «Hei, vom începe să folosim azotul pentru a rezolva toate problemele noastre». E plăcut să vedem mult mai multe despre asta în literatura de specialitate, începem să vedem mai mulți oameni care fac cercetări și, știți, care vin cu cele mai bune practici pentru această înlocuire.”
Livrarea acestor gaze va fi diferită, deoarece au densități diferite, ceea ce poate duce la unele modificări tehnice sau de depozitare. Ascultați-l pe Jason Perkins, maestru berar la Allagash Brewing Co., discutând despre modernizarea liniei sale de îmbuteliere și a distribuitorului de gaz pentru a utiliza CO2 pentru umplerea sub presiune a bolurilor și N2 pentru etanșant și agent de spargere a bulelor. Depozitarea poate varia.
„Există cu siguranță unele diferențe, parțial din cauza modului în care obținem azot”, a spus McKenna. „Obținem azot lichid pur în recipiente Dewar, așa că depozitarea acestuia este foarte diferită de rezervoarele noastre de CO2: acestea sunt mai mici, pe role și depozitate într-un congelator. Am dus lucrurile la nivelul următor. De la dioxid de carbon la azot, dar, din nou, suntem foarte atenți la modul în care facem tranziția eficient și responsabil pentru a ne asigura că berea este la cel mai înalt nivel la fiecare pas. Cheie, în unele cazuri a fost o înlocuire foarte simplă, plug and play, în timp ce în alte cazuri a necesitat îmbunătățiri semnificative ale materialelor, infrastructurii, producției etc.”
Conform acestui articol excelent de la The Titus Co. (un furnizor de compresoare de aer, uscătoare de aer și servicii pentru compresoare de aer în afara Pennsylvaniei), generatoarele de azot funcționează într-unul din următoarele două moduri:
Adsorbția prin variație de presiune: Adsorbția prin variație de presiune (PSA) funcționează folosind site moleculare de carbon pentru a separa moleculele. Sita are pori de aceeași dimensiune ca și moleculele de oxigen, captând aceste molecule pe măsură ce trec prin ele și permițând trecerea moleculelor mai mari de azot. Generatorul eliberează apoi oxigen printr-o altă cameră. Rezultatul acestui proces este că puritatea azotului poate ajunge la 99,999%.
Generarea de azot prin membrană. Generarea de azot prin membrană funcționează prin separarea moleculelor folosind fibre polimerice. Aceste fibre sunt goale, cu pori de suprafață suficient de mici pentru a permite trecerea oxigenului, dar prea mici pentru ca moleculele de azot să elimine oxigenul din fluxul de gaz. Generatoarele care utilizează această metodă pot produce azot cu o puritate de până la 99,5%.
Ei bine, generatorul de azot PSA produce azot ultrapur în volume mari și la debite ridicate, cea mai pură formă de azot de care au nevoie multe fabrici de bere. Ultrapur înseamnă 99,9995% până la 99%. Generatoarele de azot cu membrană sunt ideale pentru fabricile de bere mici care necesită o alternativă cu volum redus și debit redus, unde este acceptabilă o puritate de 99% până la 99,9%.
Folosind cea mai recentă tehnologie, generatorul de azot Atlas Copco este un compresor de aer industrial compact, cu o diafragmă specială care separă azotul de fluxul de aer comprimat. Fabricile de bere artizanale reprezintă un public țintă important pentru Atlas Copo. Conform unui document oficial Atlas Copco, producătorii de bere plătesc de obicei între 0,10 și 0,15 dolari pe picior cub pentru a produce azot la fața locului. Cum se compară acest lucru cu costurile dumneavoastră legate de CO2?
„Oferim șase pachete standard care acoperă 80% din totalul fabricilor de bere – de la câteva mii la sute de mii de barili pe an”, spune Peter Askini, manager de dezvoltare a afacerilor pentru gaze industriale la Atlas Copco. „O fabrică de bere poate crește capacitatea generatoarelor sale de azot pentru a permite creșterea, menținând în același timp eficiența. În plus, designul modular permite adăugarea unui al doilea generator dacă operațiunile fabricii de bere se extind semnificativ.”
„Utilizarea azotului nu are scopul de a înlocui complet CO2”, explică Asquini, „dar credem că producătorii de vin își pot reduce consumul cu aproximativ 70%. Principala forță motrice este sustenabilitatea. Este foarte ușor pentru orice producător de vin să producă azot pe cont propriu. Nu folosiți mai multe gaze cu efect de seră”, ceea ce este mai bine pentru mediu. Va da roade încă din prima lună, ceea ce va afecta direct profitul. Dacă nu apare înainte de a cumpăra, nu-l cumpărați. Iată regulile noastre simple. Cererea de CO2 crește vertiginos pentru a produce astfel de produse, cum ar fi gheața carbonică, care utilizează cantități mari de CO2 și este necesară pentru transportul vaccinurilor. Fabricile de bere din SUA își exprimă îngrijorarea cu privire la nivelul ofertei și se întreabă dacă pot menține nivelul prețurilor în concordanță cu nevoile fabricii de bere.”
Așa cum am menționat anterior, puritatea azotului va fi o preocupare majoră pentru berarii artizanali. La fel ca CO2, azotul va interacționa cu berea sau mustul și va transporta impuritățile cu el. Acesta este motivul pentru care multe generatoare de azot pentru alimente și băuturi vor fi promovate ca unități fără ulei (aflați despre beneficiile de curățenie ale compresoarelor fără ulei în ultima propoziție din bara laterală de mai jos).
„Când primim CO2, verificăm calitatea și contaminarea acestuia, ceea ce este o altă parte foarte importantă a colaborării cu un furnizor bun”, a spus McKenna. „Azotul este puțin diferit, motiv pentru care cumpărăm în continuare azot lichid pur. Un alt lucru pe care îl analizăm este găsirea și stabilirea prețului unui generator intern de azot – din nou, concentrându-ne pe azotul pe care îl produce cu Purity pentru a limita absorbția de oxigen. Considerăm acest lucru ca o investiție potențială, astfel încât singurele procese din fabrica de bere care depind complet de CO2 vor fi carbonatarea berii și întreținerea apei de la robinet.”
„Însă un lucru foarte important de reținut – din nou, ceva ce pare dificil de trecut cu vederea, dar este esențial pentru menținerea calității berii – este că orice generator de azot trebuie să producă azot până la a doua zecimală [adică puritate de 99,99%] pentru a limita absorbția de oxigen și riscul de oxidare. Acest nivel de precizie și puritate necesită costuri mai mari pentru generatoarele de azot, dar asigură calitatea azotului și, prin urmare, calitatea berii.”
Berarii au nevoie de o mulțime de date și control al calității atunci când utilizează azot. De exemplu, dacă un berar folosește N2 pentru a muta berea între rezervoare, stabilitatea CO2 din rezervor și din rezervor sau sticlă trebuie monitorizată pe tot parcursul procesului. În unele cazuri, N2 pur poate să nu funcționeze corect (de exemplu, la umplerea recipientelor), deoarece N2 pur va elimina CO2 din soluție. Drept urmare, unii berari vor folosi un amestec 50/50 de CO2 și N2 pentru a umple bolul, în timp ce alții îl vor evita complet.
Sfat N2 Pro: Hai să vorbim despre întreținere. Generatoarele de azot sunt cât se poate de aproape de ideea de a „setează-le și uită de el”, dar unele consumabile, cum ar fi filtrele, necesită înlocuire semi-regulată. De obicei, acest service este necesar aproximativ la fiecare 4000 de ore. Aceeași echipă care are grijă de compresorul de aer se va ocupa și de generator. Majoritatea generatoarelor vin cu un controler simplu, similar cu cel al iPhone-ului și oferă capabilități complete de monitorizare de la distanță prin aplicație.
Purjarea rezervorului diferă de purjarea cu azot din mai multe motive. N2 se amestecă bine cu aerul, deci nu interacționează cu O2 așa cum o face CO2. N2 este, de asemenea, mai ușor decât aerul, așa că umple rezervorul de sus în jos, în timp ce CO2 îl umple de jos în sus. Este nevoie de mai mult N2 decât CO2 pentru a purja un rezervor de stocare și adesea necesită mai multă sablare. Încă economisiți bani?
Noile gaze industriale prezintă și noi probleme de siguranță. O fabrică de bere ar trebui neapărat să instaleze senzori de O2, astfel încât angajații să poată vizualiza calitatea aerului din interior – la fel cum în zilele noastre există recipiente Dewar cu N2 depozitate în frigidere.
Însă profitabilitatea poate depăși cu ușurință costurile instalațiilor de recuperare a CO2. În acest webinar, Dion Quinn de la Foth Production Solutions (o firmă de inginerie) afirmă că producția de N2 costă între 8 și 20 de dolari pe tonă, în timp ce captarea CO2 cu o instalație de recuperare costă între 50 și 200 de dolari pe tonă.
Beneficiile generatoarelor de azot includ eliminarea sau cel puțin reducerea dependenței de contracte și de aprovizionarea cu CO2 și azot. Acest lucru economisește spațiu de depozitare, deoarece fabricile de bere pot produce și depozita oricât au nevoie, eliminând necesitatea depozitării și transportului sticlelor de azot. Ca și în cazul CO2, transportul și manipularea azotului sunt plătite de client. Cu generatoarele de azot, aceasta nu mai este o problemă.
Generatoarele de azot sunt adesea ușor de integrat într-un mediu de fabricație a berii. Generatoarele de azot mai mici pot fi montate pe perete, astfel încât să nu ocupe spațiu pe podea și să funcționeze silențios. Aceste saci fac față bine schimbărilor de temperatură ambientală și sunt foarte rezistenți la fluctuațiile de temperatură. Pot fi instalați în aer liber, dar nu sunt recomandați pentru climate extrem de ridicate și scăzute.
Există mulți producători de generatoare de azot, inclusiv Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb și Holtec Gas Systems. Un generator mic de azot ar putea costa aproximativ 800 de dolari pe lună în cadrul unui program de leasing cu opțiune de cumpărare pe cinci ani, a spus Asquini.
„În cele din urmă, dacă azotul este potrivit pentru dvs., aveți o varietate de furnizori și tehnologii din care puteți alege”, a spus Asquini. „Găsiți care este potrivit pentru dvs. și asigurați-vă că aveți o bună înțelegere a costului total de proprietate [costul total de proprietate] și comparați costurile de energie și întreținere între dispozitive. Veți constata adesea că achiziționarea celui mai ieftin dispozitiv nu este potrivită pentru sarcina dvs..”
Sistemele generatoare de azot folosesc un compresor de aer, iar majoritatea fabricilor de bere artizanală au deja unul, ceea ce este util.
Ce compresoare de aer sunt utilizate în fabricile de bere artizanale? Împinge fluidul prin țevi și rezervoare. Energie pentru transportul și controlul pneumatic. Aerarea mustului, drojdiei sau apei. Supapă de control. Gaz de purjare pentru a forța noroiul să iasă din rezervoare în timpul curățării și pentru a ajuta la curățarea găurilor.
Multe aplicații în fabricile de bere necesită utilizarea unor compresoare de aer 100% fără ulei. Dacă uleiul intră în contact cu berea, acesta distruge drojdia și aplatizează spuma, ceea ce strică băutura și face berea să fie proastă.
Este, de asemenea, un risc de securitate. Deoarece industria alimentară și a băuturilor este foarte sensibilă, există standarde stricte de calitate și puritate, și pe bună dreptate. Exemplu: Compresoarele de aer fără ulei din seria Sullair SRL, de la 10 la 15 CP (de la 7,5 la 11 kW), sunt potrivite pentru fabricile de bere artizanale. Fabricile de bere se bucură de silențiozitatea oferită de aceste tipuri de mașini. Seria SRL oferă niveluri reduse de zgomot de până la 48 dBA, ceea ce face compresorul potrivit pentru utilizare în interior, fără o cameră separată izolată fonic.
Când aerul curat este esențial, cum ar fi în fabricile de bere și în fabricile de bere artizanale, aerul fără ulei este esențial. Particulele de ulei din aerul comprimat pot contamina procesele și producția din aval. Deoarece multe fabrici de bere produc mii de butoaie sau mai multe lăzi de bere pe an, nimeni nu își poate permite să își asume acest risc. Compresoarele fără ulei sunt potrivite în special pentru aplicațiile în care aerul este în contact direct cu materia primă. Chiar și în aplicațiile în care nu există contact direct între ingrediente și aer, cum ar fi în liniile de ambalare, un compresor fără ulei ajută la menținerea produsului final curat, pentru liniște sufletească.
Data publicării: 06 ian. 2023