Zanatske pivare koriste CO2 u iznenađujuće velikom broju primjena u procesu kuhanja, pakovanja i serviranja: premještanje piva ili proizvoda iz rezervoara u rezervoar, karbonizacija proizvoda, pročišćavanje kisika prije pakovanja, pakovanje piva u procesu, prethodno ispiranje tankova nakon čišćenja i dezinfekcije, punjenje točenog piva u flaše u restoranu ili baru. Ovo je samo za početak.
„Koristimo CO2 u cijeloj pivari i baru“, kaže Max McKenna, viši menadžer marketinga u bostonskoj pivarskoj kompaniji Dorchester Brewing Co. koja služi pivo – u svakoj fazi procesa.“
Kao i mnoge zanatske pivare, Dorchester Brewing se suočava s nedostatkom CO2 komercijalne kvalitete koji joj je potreban za rad (pročitajte sve razloge za ovaj nedostatak ovdje).
„Zbog naših ugovora, naši trenutni dobavljači CO2 nisu podigli cijene uprkos povećanju cijena u drugim dijelovima tržišta“, rekao je McKenna. „Do sada je utjecaj uglavnom bio na ograničenu distribuciju.“
Kako bi nadoknadili nedostatak CO2, pivara Dorchester Brewing u nekim slučajevima koristi dušik umjesto CO2.
„Uspjeli smo prebaciti mnoge operacije na dušik“, nastavio je McKenna. „Neki od najvažnijih bili su čišćenje limenki i pokrivanje plina tokom procesa punjenja i zatvaranja. Ovo je daleko najveći dodatak za nas jer ovi procesi zahtijevaju mnogo CO2. Dugo vremena smo imali posebno postrojenje za nitro. Koristimo poseban generator dušika za proizvodnju dušika za bar – za namjensku nitro liniju i našu mješavinu piva.“
N2 je najekonomičniji inertni plin za proizvodnju i može se koristiti u podrumima zanatskih pivara, prodavnicama pića i barovima. N2 je jeftiniji od CO2 za pića i često je dostupniji, ovisno o dostupnosti u vašem području.
N2 se može kupiti kao plin u bocama visokog pritiska ili kao tekućina u Dewarovim posudama ili velikim spremnicima za skladištenje. Dušik se također može proizvesti na licu mjesta pomoću generatora dušika. Generatori dušika rade tako što uklanjaju molekule kisika iz zraka.
Dušik je najzastupljeniji element (78%) u Zemljinoj atmosferi, ostatak je kisik i plinovi u tragovima. Također ga čini ekološki prihvatljivijim jer emituje manje CO2.
U proizvodnji piva i pakovanju, N2 se može koristiti za sprječavanje ulaska kisika u pivo. Kada se pravilno koristi (većina ljudi miješa CO2 sa N2 kada rade sa gaziranim pivom), N2 se može koristiti za čišćenje rezervoara, pretakanje piva iz rezervoara u rezervoar, stvaranje pritiska u bačvama prije skladištenja, dok se prozračuje ispod čepova. N2 je sastojak za ukus i osjećaj u ustima. U barovima, nitro se koristi u vodovodnim cijevima za nitropiv, kao i u primjenama pod visokim pritiskom/na velike udaljenosti gdje se dušik miješa s određenim postotkom CO2 kako bi se spriječilo pjenjenje piva na točioniku. N2 se čak može koristiti kao isparavajući plin za degazaciju vode ako je to dio vašeg procesa.
Kao što smo spomenuli u našem prethodnom članku o nedostatku CO2, dušik nije potpuna zamjena za CO2 u svim primjenama u pivarstvu. Ovi plinovi se ponašaju drugačije. Imaju različite molekularne težine i različite gustoće.
Na primjer, CO2 je rastvorljiviji u tečnostima od N2. Zbog toga azot daje manje mjehuriće i drugačiji osjećaj u ustima piva. Zbog toga pivari koriste kapi tečnog azota umjesto gasovitog azota za pivo s nitratima. Ugljen-dioksid također dodaje dašak gorčine ili kiselosti koji azot ne dodaje, što može promijeniti profil okusa, kažu ljudi. Prelazak na azot neće riješiti sve probleme s ugljičnim dioksidom.
„Postoji potencijal“, kaže Chuck Skepek, direktor tehničkih programa za proizvodnju piva u Institutu za pivare, „ali dušik nije čarobni štapić niti brzo rješenje. CO2 i dušik se ponašaju sasvim drugačije. Dobit ćete više dušika pomiješanog sa zrakom u spremniku nego ako pročistite CO2. Dakle, bit će potrebno više dušika. To čujem iznova i iznova.“
„Jedan pivar kojeg poznajem bio je zaista pametan i počeo je zamjenjivati ugljikov dioksid dušikom, a njihovo pivo je imalo mnogo više kisika u sebi, pa sada koriste mješavinu dušika i ugljikovog dioksida, uz malo više sreće. Ne samo: 'Hej, počet ćemo koristiti dušik za rješavanje svih naših problema.' Lijepo je vidjeti mnogo više o ovome u literaturi, počinjemo vidjeti sve više ljudi koji zapravo istražuju i, znate, smišljaju najbolje prakse za ovu zamjenu.“
Isporuka ovih plinova bit će različita jer imaju različite gustoće, što može rezultirati nekim inženjerskim promjenama ili promjenama u skladištenju. Poslušajte Jasona Perkinsa, glavnog pivara u Allagash Brewing Co., kako govori o nadogradnji svoje linije za punjenje boca i plinskog razvodnika kako bi koristio CO2 za punjenje posuda pod pritiskom i N2 za brtvljenje i razbijanje mjehurića. Skladištenje može varirati.
„Definitivno postoje neke razlike, dijelom zbog načina na koji dobijamo azot“, rekao je McKenna. „Čisti tečni azot dobijamo u Dewarovim posudama, tako da se njegovo skladištenje veoma razlikuje od naših CO2 rezervoara: oni su manji, na valjcima i skladište se u zamrzivaču. Podigli smo to na viši nivo. Prebacili smo ugljen-dioksid na azot, ali opet, veoma smo pažljivi u pogledu toga kako da efikasno i odgovorno izvršimo prelaz kako bismo osigurali da pivo bude na najvišem nivou u svakom koraku. Ključno je da je u nekim slučajevima to bila vrlo jednostavna „plug and play“ zamjena, dok je u drugim slučajevima to zahtijevalo značajna poboljšanja u materijalima, infrastrukturi, proizvodnji itd.“
Prema ovom odličnom članku kompanije The Titus Co. (dobavljača kompresora zraka, sušilica zraka i usluga kompresora zraka izvan Pennsylvanije), generatori dušika rade na jedan od dva načina:
Adsorpcija s promjenom pritiska: Adsorpcija s promjenom pritiska (PSA) funkcioniše pomoću ugljičnih molekularnih sita za odvajanje molekula. Sito ima pore iste veličine kao i molekule kisika, hvatajući te molekule dok prolaze i propuštajući veće molekule dušika. Generator zatim oslobađa kisik kroz drugu komoru. Rezultat ovog procesa je da čistoća dušika može dostići 99,999%.
Generisanje azota membranom. Generisanje azota membranom funkcioniše odvajanjem molekula pomoću polimernih vlakana. Ova vlakna su šuplja, sa površinskim porama dovoljno malim da omoguće prolaz kiseonika, ali premalim da bi molekuli azota uklonili kiseonik iz struje gasa. Generatori koji koriste ovu metodu mogu proizvesti azot čistoće do 99,5%.
Pa, PSA generator dušika proizvodi ultračisti dušik u velikim količinama i pri visokim protocima, najčistiji oblik dušika koji je potreban mnogim pivarama. Ultračisti znači 99,9995% do 99%. Membranski generatori dušika idealni su za male pivare kojima je potrebna alternativa s malim volumenom i malim protokom gdje je prihvatljiva čistoća od 99% do 99,9%.
Koristeći najnoviju tehnologiju, Atlas Copco generator dušika je kompaktni industrijski kompresor zraka sa posebnom dijafragmom koja odvaja dušik od struje komprimiranog zraka. Zanatske pivare su velika ciljna publika za Atlas Copo. Prema bijeloj knjizi Atlas Copca, pivari obično plaćaju između 0,10 i 0,15 dolara po kubnoj stopi za proizvodnju dušika na licu mjesta. Kako se ovo uspoređuje s vašim troškovima CO2?
„Nudimo šest standardnih paketa koji pokrivaju 80% svih pivara – od nekoliko hiljada do stotina hiljada barela godišnje“, kaže Peter Askini, menadžer za razvoj poslovanja za industrijske gasove u Atlas Copcu. „Pivara može povećati kapacitet svojih generatora azota kako bi omogućila rast uz održavanje efikasnosti. Osim toga, modularni dizajn omogućava dodavanje drugog generatora ako se poslovanje pivare značajno proširi.“
„Korištenje dušika nije namijenjeno potpunoj zamjeni CO2“, objašnjava Asquini, „ali mislimo da vinari mogu smanjiti svoju potrošnju za oko 70%. Glavna pokretačka snaga je održivost. Za svakog vinara je vrlo lako samostalno proizvoditi dušik. Nemojte koristiti više stakleničkih plinova.“ što je bolje za okoliš. Isplatit će se već od prvog mjeseca, što će direktno utjecati na profit, ako se ne pojavi prije nego što kupite, nemojte ga kupovati. Evo naših jednostavnih pravila. Potražnja za CO2 vrtoglavo raste za proizvodnju takvih proizvoda, poput suhog leda, koji koristi velike količine CO2 i potreban je za transport vakcina. Pivare u SAD-u izražavaju zabrinutost zbog nivoa ponude i pitaju se mogu li održati nivo cijena u skladu s potrebama pivare.“
Kao što je ranije spomenuto, čistoća dušika bit će glavna briga za kraft pivare. Baš kao i CO2, dušik će reagirati s pivom ili sladovinom i nositi nečistoće sa sobom. Zbog toga će se mnogi generatori dušika za hranu i pića reklamirati kao jedinice bez ulja (saznajte više o prednostima čistoće kompresora bez ulja u posljednjoj rečenici u bočnoj traci ispod).
„Kada primimo CO2, provjeravamo njegov kvalitet i kontaminaciju, što je još jedan vrlo važan dio saradnje s dobrim dobavljačem“, rekao je McKenna. „Azot je malo drugačiji, zbog čega i dalje kupujemo čisti tečni azot. Druga stvar koju razmatramo je pronalaženje i određivanje cijene internog generatora azota – opet, s fokusom na azot koji proizvodi s Purityjem kako bi se ograničio unos kisika. Ovo vidimo kao potencijalnu investiciju, tako da će jedini procesi u pivari koji su potpuno ovisni o CO2 biti karbonizacija piva i održavanje vode iz slavine.“
„Ali jedna zaista važna stvar koju treba imati na umu – opet, nešto što se čini izbirljivim za zanemariti, ali je ključno za održavanje kvalitete piva – jeste da svaki generator dušika mora proizvoditi dušik do druge decimale [tj. čistoće 99,99%] kako bi se ograničio unos kisika i rizik od oksidacije. Ovaj nivo tačnosti i čistoće zahtijeva veće troškove generatora dušika, ali osigurava kvalitet dušika, a time i kvalitet piva.“
Pivari zahtijevaju mnogo podataka i kontrolu kvaliteta kada koriste dušik. Na primjer, ako pivara koristi N2 za premještanje piva između tankova, stabilnost CO2 u tanku i u tanku ili boci mora se pratiti tokom cijelog procesa. U nekim slučajevima, čisti N2 možda neće ispravno funkcionirati (na primjer, prilikom punjenja posuda) jer će čisti N2 ukloniti CO2 iz otopine. Kao rezultat toga, neki pivari će koristiti mješavinu CO2 i N2 u omjeru 50/50 za punjenje posude, dok će drugi to u potpunosti izbjegavati.
N2 Pro savjet: Hajde da razgovaramo o održavanju. Generatori dušika su zaista najbliži načinu "postavi i zaboravi", ali neki potrošni materijali, poput filtera, zahtijevaju poluredovnu zamjenu. Obično je ova usluga potrebna otprilike svakih 4000 sati. Isti tim koji brine o vašem kompresoru zraka brinut će se i o vašem generatoru. Većina generatora dolazi s jednostavnim kontrolerom sličnim vašem iPhoneu i nudi potpune mogućnosti daljinskog nadzora putem aplikacije.
Pročišćavanje rezervoara se razlikuje od pročišćavanja dušikom iz više razloga. N2 se dobro miješa sa zrakom, tako da ne interaguje sa O2 kao što to čini CO2. N2 je također lakši od zraka, pa puni rezervoar od vrha do dna, dok ga CO2 puni od dna do vrha. Potrebno je više N2 nego CO2 za pročišćavanje rezervoara za skladištenje i često je potrebno više sačmarenja. Da li i dalje štedite novac?
S novim industrijskim plinom javljaju se i novi sigurnosni problemi. Pivara bi svakako trebala instalirati O2 senzore kako bi zaposlenici mogli vizualizirati kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru - baš kao što se danas u hladnjacima čuvaju N2 Dewarove posude.
Ali profitabilnost može lako nadmašiti postrojenja za iskorištavanje CO2. U ovom webinaru, Dion Quinn iz Foth Production Solutions (inženjerske firme) navodi da proizvodnja N2 košta između 8 i 20 dolara po toni, dok hvatanje CO2 pomoću postrojenja za iskorištavanje košta između 50 i 200 dolara po toni.
Prednosti generatora dušika uključuju eliminaciju ili barem smanjenje ovisnosti o ugovorima i zalihama CO2 i dušika. Ovo štedi prostor za skladištenje jer pivare mogu proizvoditi i skladištiti onoliko koliko im je potrebno, eliminirajući potrebu za skladištenjem i transportom boca s dušikom. Kao i kod CO2, troškove dostave i rukovanja dušikom plaća kupac. S nitrogeneratorima to više nije problem.
Generatori dušika se često lako integriraju u okruženje pivare. Manji generatori dušika mogu se montirati na zid tako da ne zauzimaju prostor na podu i rade tiho. Ove vreće dobro podnose promjene temperature okoline i vrlo su otporne na temperaturne fluktuacije. Mogu se instalirati na otvorenom, ali se ne preporučuju za ekstremno visoke i niske klime.
Postoji mnogo proizvođača generatora dušika, uključujući Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb i Holtec Gas Systems. Mali generator dušika mogao bi koštati oko 800 dolara mjesečno u okviru petogodišnjeg programa najma s mogućnošću otkupa, rekao je Asquini.
„Na kraju krajeva, ako vam dušik odgovara, imate izbor između raznih dobavljača i tehnologija“, rekao je Asquini. „Pronađite onu koja vam odgovara i uvjerite se da dobro razumijete ukupne troškove vlasništva te uporedite troškove napajanja i održavanja između uređaja. Često ćete otkriti da kupovina najjeftinijeg nije prava za vaš posao.“
Sistemi generatora dušika koriste kompresor zraka, a većina kraft pivara već ga ima, što je praktično.
Koji se zračni kompresori koriste u zanatskim pivarama? Potiskuje tekućinu kroz cijevi i spremnike. Energija za pneumatski transport i kontrolu. Aeracija sladovine, kvasca ili vode. Kontrolni ventil. Pročišćavajući plin za istiskivanje blata iz spremnika tokom čišćenja i za pomoć pri čišćenju otvora.
Mnoge primjene u pivarama zahtijevaju posebnu upotrebu 100% bezuljnih zračnih kompresora. Ako ulje dođe u kontakt s pivom, ono ubija kvasac i spljoštava pjenu, što kvari piće i čini pivo lošim.
To je također sigurnosni rizik. Budući da je industrija hrane i pića vrlo osjetljiva, postoje strogi standardi kvalitete i čistoće, i to s pravom. Primjer: Sullair SRL serija kompresora bez ulja od 10 do 15 KS (od 7,5 do 11 kW) vrlo je pogodna za zanatske pivare. Pivare uživaju u tišini ovih tipova mašina. SRL serija nudi nisku razinu buke do 48 dBA, što kompresor čini pogodnim za upotrebu u zatvorenom prostoru bez zasebne zvučno izolirane prostorije.
Kada je čist zrak ključan, kao što je to slučaj u pivarama i kraft pivarama, zrak bez ulja je neophodan. Čestice ulja u komprimiranom zraku mogu kontaminirati nizvodne procese i proizvodnju. Budući da mnoge pivare proizvode hiljade barela ili nekoliko gajbi piva godišnje, niko si ne može priuštiti taj rizik. Kompresori bez ulja su posebno pogodni za primjene gdje je zrak u direktnom kontaktu sa sirovinom. Čak i u primjenama gdje nema direktnog kontakta između sastojaka i zraka, kao što su linije za pakovanje, kompresor bez ulja pomaže u održavanju čistoće konačnog proizvoda radi vašeg mira.
Vrijeme objave: 06.01.2023.