Крафтові пивоварні використовують CO2 у дивовижній кількості застосувань у процесі пивоваріння, пакування та подачі: переміщення пива або продукту з резервуара в резервуар, карбонізація продукту, очищення кисню перед пакуванням, пакування пива в процесі, попереднє промивання британських резервуарів після очищення та дезінфекції, розлив розливного пива в ресторані чи барі. Це лише для початку.
«Ми використовуємо CO2 по всій пивоварні та барі», — каже Макс МакКенна, старший менеджер з маркетингу бостонської пивоварні Dorchester Brewing Co., яка подає пиво на кожному етапі процесу.
Як і багато інших крафтових пивоварень, Dorchester Brewing стикається з нестачею CO2 комерційної якості, необхідного для роботи (про всі причини цього дефіциту читайте тут).
«Завдяки нашим контрактам наші нинішні постачальники CO2 не підвищили свої ціни, незважаючи на зростання цін в інших частинах ринку», – сказав МакКенна. «Поки що вплив переважно полягав у обмеженому розподілі».
Щоб компенсувати брак CO2, пивоварня Dorchester Brewing у деяких випадках використовує азот замість CO2.
«Нам вдалося перевести багато операцій на азот», – продовжив МакКенна. «Деякими з найважливіших були очищення банок та покриття газом під час процесу розливу та герметизації. Це, безумовно, найбільше доповнення для нас, оскільки ці процеси потребують багато CO2. Протягом тривалого часу у нас була спеціальна нітроустановка. Ми використовуємо спеціальний генератор азоту для виробництва всього азоту для бару – для спеціальної нітролінії та нашого пивного купажу».
N2 – найекономічніший інертний газ для виробництва, який можна використовувати в підвалах крафтових пивоварень, магазинах розливного пива та барах. N2 дешевший за CO2 для напоїв і часто доступніший, залежно від наявності у вашому регіоні.
N2 можна придбати у вигляді газу в балонах високого тиску або у вигляді рідини в ємностях Дьюара чи великих резервуарах для зберігання. Азот також можна виробляти на місці за допомогою генератора азоту. Генератори азоту працюють шляхом видалення молекул кисню з повітря.
Азот є найпоширенішим елементом (78%) в атмосфері Землі, решта — це кисень та мікроелементи. Це також робить її більш екологічною, оскільки викидає менше CO2.
У пивоварінні та упаковці N2 можна використовувати для запобігання потраплянню кисню в пиво. За правильного використання (більшість людей змішують CO2 з N2 під час роботи з газованим пивом) N2 можна використовувати для очищення резервуарів, переливання пива з резервуара в резервуар, створення тиску в кегах перед зберіганням, а також для аерації під кришками. N2 є інгредієнтом для смаку та відчуття в роті. У барах нітро використовується у водопровідних лініях для нітропів, а також для застосувань під високим тиском/на великі відстані, де азот змішується з певним відсотком CO2, щоб запобігти спінюванню пива під час розливу. N2 можна навіть використовувати як газ, що випаровується, для дегазації води, якщо це є частиною вашого процесу.
Як ми вже згадували в попередній статті про дефіцит CO2, азот не є повною заміною CO2 у всіх сферах пивоваріння. Ці гази поводяться по-різному. Вони мають різну молекулярну масу та різну щільність.
Наприклад, CO2 більш розчинний у рідинах, ніж N2. Ось чому азот створює менші бульбашки та інше відчуття в пиві. Ось чому пивовари використовують краплі рідкого азоту замість газоподібного азоту для нітратного пива. Вуглекислий газ також додає нотку гіркоти або кислинки, якої немає в азоті, що може змінити смаковий профіль, кажуть люди. Перехід на азот не вирішить усіх проблем з вуглекислим газом.
«Потенціал є», — каже Чак Скепек, директор технічних програм пивоваріння в Інституті пивоварів, — «але азот не є панацеєю чи швидким рішенням. CO2 та азот поводяться зовсім по-різному. Ви отримаєте більше азоту, змішаного з повітрям у резервуарі, ніж якби ви видалили CO2. Тому знадобиться більше азоту. Я чую це знову і знову».
«Один пивовар, якого я знаю, був дуже розумним і почав замінювати вуглекислий газ азотом, і в їхньому пиві було набагато більше кисню, тому тепер вони використовують суміш азоту та вуглекислого газу, якщо їм трохи пощастить. Не просто: «Гей, ми почнемо використовувати азот для вирішення всіх наших проблем». Приємно бачити набагато більше інформації про це в літературі, ми починаємо бачити, що більше людей насправді проводять деякі дослідження та, знаєте, розробляють найкращі практики для цієї заміни».
Подача цих газів буде різною, оскільки вони мають різну щільність, що може призвести до деяких інженерних змін або змін у зберіганні. Послухайте Джейсона Перкінса, головного пивовара пивоварні Allagash Brewing Co., який розповідає про модернізацію своєї лінії розливу та газового колектора для використання CO2 для наповнення чаш під тиском та N2 для герметика та розпушувача бульбашок. Зберігання може відрізнятися.
«Безумовно, є деякі відмінності, частково через те, як ми отримуємо азот», – сказав МакКенна. «Ми отримуємо чистий рідкий азот у ємностях Дьюара, тому його зберігання дуже відрізняється від наших резервуарів з CO2: вони менші, на роликах і зберігаються в морозильній камері. Ми вивели це на новий рівень. Ми перейшли на новий рівень, з вуглекислого газу на азот, але знову ж таки, ми дуже ретельно ставимося до того, як ефективно та відповідально здійснити перехід, щоб пиво було на найвищому рівні на кожному кроці. Ключовим моментом було те, що в деяких випадках це була дуже проста заміна «підключи та працюй», тоді як в інших випадках це вимагало значних удосконалень у матеріалах, інфраструктурі, виробництві тощо».
Згідно з цією чудовою статтею від The Titus Co. (постачальника повітряних компресорів, осушувачів повітря та послуг з обслуговування повітряних компресорів за межами Пенсільванії), генератори азоту працюють одним із двох способів:
Адсорбція з перепадами тиску: Адсорбція з перепадами тиску (PSA) працює за допомогою вуглецевих молекулярних сит для розділення молекул. Сито має пори такого ж розміру, як і молекули кисню, затримуючи ці молекули під час їх проходження та пропускаючи більші молекули азоту. Потім генератор вивільняє кисень через іншу камеру. В результаті цього процесу чистота азоту може досягати 99,999%.
Мембранна генерація азоту. Мембранна генерація азоту працює шляхом розділення молекул за допомогою полімерних волокон. Ці волокна є порожнистими, з поверхневими порами, достатньо малими, щоб пропускати кисень, але занадто малими, щоб молекули азоту могли видалити кисень з газового потоку. Генератори, що використовують цей метод, можуть виробляти азот чистотою до 99,5%.
Що ж, генератор азоту PSA виробляє надчистий азот у великих обсягах та з високою швидкістю потоку – найчистішу форму азоту, яка потрібна багатьом пивоварням. Надчистий означає від 99,9995% до 99%. Мембранні генератори азоту ідеально підходять для невеликих пивоварень, яким потрібна альтернатива з малим об'ємом та низькою швидкістю потоку, де прийнятною є чистота від 99% до 99,9%.
Використовуючи найновіші технології, генератор азоту Atlas Copco – це компактний промисловий повітряний компресор зі спеціальною діафрагмою, яка відокремлює азот від потоку стисненого повітря. Крафтові пивоварні є великою цільовою аудиторією для Atlas Copo. Згідно з офіційним документом Atlas Copco, пивовари зазвичай платять від 0,10 до 0,15 доларів за кубічний фут для виробництва азоту на місці. Як це співвідноситься з вашими витратами на викиди CO2?
«Ми пропонуємо шість стандартних пакетів, які охоплюють 80% усіх пивоварень – від кількох тисяч до сотень тисяч барелів на рік», – каже Пітер Аскіні, менеджер з розвитку бізнесу промислових газів в Atlas Copco. «Пивоварня може збільшити потужність своїх генераторів азоту, щоб забезпечити зростання, зберігаючи при цьому ефективність. Крім того, модульна конструкція дозволяє додати другий генератор, якщо діяльність пивоварні значно розшириться».
«Використання азоту не має на меті повністю замінити CO2», – пояснює Асквіні, – «але ми вважаємо, що винороби можуть скоротити своє споживання приблизно на 70%. Головною рушійною силою є сталий розвиток. Будь-якому виноробу дуже легко виробляти азот самостійно. Не використовуйте більше парникових газів». що краще для навколишнього середовища. Це окупиться вже з першого місяця, що безпосередньо вплине на прибуток. Якщо цього не з’явиться перед покупкою, не купуйте. Ось наші прості правила. Попит на CO2 стрімко зростає для виробництва таких продуктів, як сухий лід, який використовує велику кількість CO2 і необхідний для транспортування вакцин. Пивоварні в США висловлюють стурбованість рівнем пропозиції та задаються питанням, чи зможуть вони підтримувати рівень цін на рівні, що відповідає потребам пивоварні».
Як згадувалося раніше, чистота азоту буде головною проблемою для крафтових пивоварів. Так само, як і CO2, азот взаємодіятиме з пивом або суслом і переноситиме з собою домішки. Саме тому багато генераторів азоту для харчових продуктів та напоїв рекламуються як безмасляні установки (дізнайтеся про переваги чистоти безмасляних компресорів в останньому реченні на бічній панелі нижче).
«Коли ми отримуємо CO2, ми перевіряємо його якість та забруднення, що є ще однією дуже важливою частиною роботи з хорошим постачальником», – сказав МакКенна. «Азот дещо відрізняється, тому ми все ще купуємо чистий рідкий азот. Ще одна річ, яку ми розглядаємо, – це пошук та визначення ціни на внутрішній генератор азоту – знову ж таки, зосереджуючись на азоті, який він виробляє, разом із Purity для обмеження поглинання кисню. Ми розглядаємо це як потенційну інвестицію, тому єдиними процесами на пивоварні, які повністю залежать від CO2, будуть карбонізація пива та обслуговування водопровідної води».
«Але слід пам’ятати одну справді важливу річ – знову ж таки, те, що здається прискіпливим ігнорувати, але це критично важливо для підтримки якості пива, – це те, що будь-який генератор азоту повинен виробляти азот з точністю до другого знака після коми [тобто чистота 99,99%), щоб обмежити поглинання кисню та ризик окислення. Такий рівень точності та чистоти вимагає більших витрат на генератор азоту, але забезпечує якість азоту, а отже, і якість пива».
Пивоварні потребують багато даних та контролю якості під час використання азоту. Наприклад, якщо пивовар використовує N2 для переміщення пива між резервуарами, стабільність CO2 у резервуарі та в резервуарі або пляшці необхідно контролювати протягом усього процесу. У деяких випадках чистий N2 може не працювати належним чином (наприклад, під час наповнення контейнерів), оскільки чистий N2 видалятиме CO2 з розчину. В результаті деякі пивовари використовуватимуть суміш CO2 та N2 у співвідношенні 50/50 для наповнення чаші, тоді як інші повністю уникатимуть цього.
Порада від N2 Pro: Давайте поговоримо про технічне обслуговування. Генератори азоту дійсно максимально схожі на «налаштував і забув», але деякі витратні матеріали, такі як фільтри, потребують часткової заміни. Зазвичай це обслуговування потрібне приблизно кожні 4000 годин. Та сама команда, яка обслуговує ваш повітряний компресор, також обслуговуватиме ваш генератор. Більшість генераторів оснащені простим контролером, подібним до вашого iPhone, і пропонують повноцінні можливості дистанційного моніторингу за допомогою програми.
Продувка резервуара відрізняється від продувки азотом з кількох причин. N2 добре змішується з повітрям, тому він не взаємодіє з O2, як CO2. N2 також легший за повітря, тому він заповнює резервуар зверху вниз, тоді як CO2 заповнює його знизу вгору. Для продувки резервуара для зберігання потрібно більше N2, ніж CO2, і часто потрібно більше дробоструминної обробки. Ви все ще економите гроші?
З новим промисловим газом також виникають нові проблеми безпеки. Пивоварні обов'язково повинні встановити датчики O2, щоб працівники могли візуалізувати якість повітря в приміщенні – так само, як сьогодні в холодильниках зберігаються сосуди Дьюара з азотом.
Але прибутковість може легко переважити витрати на установки з рекуперації CO2. У цьому вебінарі Діон Квінн з Foth Production Solutions (інженерної фірми) стверджує, що виробництво N2 коштує від 8 до 20 доларів за тонну, тоді як уловлювання CO2 за допомогою установки з рекуперації коштує від 50 до 200 доларів за тонну.
Переваги генераторів азоту включають усунення або принаймні зменшення залежності від контрактів та поставок CO2 та азоту. Це економить місце для зберігання, оскільки пивоварні можуть виробляти та зберігати стільки, скільки їм потрібно, що усуває необхідність зберігати та транспортувати азотні балони. Як і у випадку з CO2, доставку та обробку азоту оплачує клієнт. З азотогенераторами це більше не проблема.
Генератори азоту часто легко інтегрувати в середовище пивоварні. Менші генератори азоту можна монтувати на стіну, щоб вони не займали багато місця на підлозі та працювали тихо. Ці мішки добре справляються зі зміною температури навколишнього середовища та дуже стійкі до коливань температури. Можуть бути встановлені на вулиці, але не рекомендуються для екстремально високих та низьких кліматичних умов.
Існує багато виробників генераторів азоту, включаючи Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb та Holtec Gas Systems. За словами Асквіні, невеликий генератор азоту може коштувати близько 800 доларів на місяць за п'ятирічною програмою оренди з правом викупу.
«Зрештою, якщо азот вам підходить, у вас є вибір з різних постачальників і технологій», – сказав Асквіні. «Знайдіть того, хто вам підходить, і переконайтеся, що ви добре розумієте загальну вартість володіння [загальну вартість володіння], а також порівняйте витрати на електроенергію та обслуговування різних пристроїв. Ви часто виявите, що купівля найдешевшого не підходить для вашої роботи».
Системи генераторів азоту використовують повітряний компресор, і більшість крафтових пивоварень вже мають такий компресор, що зручно.
Які повітряні компресори використовуються в крафтових пивоварнях? Проштовхують рідину через труби та резервуари. Енергія для пневматичного транспортування та керування. Аерація сусла, дріжджів або води. Регулювальний клапан. Продувний газ для витіснення бруду з резервуарів під час очищення та для сприяння очищенню отворів.
Багато пивоварних підприємств вимагають спеціального використання 100% безмасляних повітряних компресорів. Якщо олія контактує з пивом, вона вбиває дріжджі та розпушує піну, що псує напій та робить пиво поганим.
Це також ризик для безпеки. Оскільки харчова промисловість та виробництво напоїв є дуже чутливою, існують суворі стандарти якості та чистоти, і це справедливо. Приклад: безмасляні повітряні компресори Sullair серії SRL потужністю від 10 до 15 к.с. (від 7,5 до 11 кВт) добре підходять для крафтових пивоварень. Пивоварні цінують тишу цих типів машин. Серія SRL пропонує низький рівень шуму до 48 дБА, що робить компресор придатним для використання в приміщенні без окремого звукоізольованого приміщення.
Коли чисте повітря є критично важливим, наприклад, на пивоварнях та крафтових пивоварнях, безмасляне повітря є надзвичайно важливим. Частинки олії в стисненому повітрі можуть забруднювати подальші процеси та виробництво. Оскільки багато пивоварень виробляють тисячі барелів або кілька ящиків пива на рік, ніхто не може дозволити собі такий ризик. Безмасляні компресори особливо підходять для застосувань, де повітря безпосередньо контактує із сировиною. Навіть у випадках, коли немає прямого контакту між інгредієнтами та повітрям, наприклад, на пакувальних лініях, безмасляний компресор допомагає підтримувати чистоту кінцевого продукту для вашого спокою.
Час публікації: 06 січня 2023 р.