Remeselné pivovary používajú CO2 v prekvapivom množstve aplikácií v procese varenia, balenia a podávania: presun piva alebo produktu z nádrže do nádrže, karbonizácia produktu, čistenie kyslíka pred balením, balenie piva počas procesu, predbežné preplachovanie tankov Brit po vyčistení a dezinfekcii, plnenie čapovaného piva do fliaš v reštaurácii alebo bare. Toto je len pre začiatok.
„CO2 používame v celom pivovare a bare,“ hovorí Max McKenna, vedúci marketingový manažér spoločnosti Dorchester Brewing Co. so sídlom v Bostone. Podávame pivo – v každej fáze procesu.“
Rovnako ako mnoho remeselných pivovarov, aj Dorchester Brewing čelí nedostatku CO2 komerčnej kvality, ktorý potrebuje na prevádzku (prečítajte si o všetkých dôvodoch tohto nedostatku tu).
„Vďaka našim zmluvám naši súčasní dodávatelia CO2 nezvýšili svoje ceny napriek zvýšeniu cien v iných častiach trhu,“ povedal McKenna. „Zatiaľ sa dopad prejavil najmä na obmedzenej distribúcii.“
Aby sa kompenzoval nedostatok CO2, pivovar Dorchester Brewing v niektorých prípadoch používa namiesto CO2 dusík.
„Boli sme schopní prejsť na dusík v mnohých prevádzkach,“ pokračoval McKenna. „Medzi najdôležitejšie patrilo čistenie plechoviek a zakrývanie plynu počas procesu plnenia a uzatvárania. Toto je pre nás zďaleka najväčší prírastok, pretože tieto procesy vyžadujú veľa CO2. Dlho sme mali špeciálnu nitro linku. Na výrobu všetkého dusíka pre bar – pre špeciálnu nitro linku a našu pivnú zmes – používame špeciálny generátor dusíka.“
N2 je najekonomickejší inertný plyn na výrobu a možno ho použiť v pivniciach remeselných pivovarov, obchodoch s fľašami a baroch. N2 je lacnejší ako CO2 na nápoje a často je dostupnejší, v závislosti od dostupnosti vo vašej oblasti.
N2 je možné zakúpiť ako plyn vo vysokotlakových fľašiach alebo ako kvapalinu v Dewarových nádobách či veľkých skladovacích nádržiach. Dusík je možné vyrobiť aj na mieste pomocou generátora dusíka. Generátory dusíka fungujú tak, že odstraňujú molekuly kyslíka zo vzduchu.
Dusík je najrozšírenejším prvkom (78 %) v zemskej atmosfére, zvyšok tvorí kyslík a stopové plyny. Vďaka nemu je tiež ekologickejší, pretože produkuje menej CO2.
Pri varení piva a balení sa N2 môže použiť na zabránenie vniknutiu kyslíka do piva. Pri správnom použití (väčšina ľudí mieša CO2 s N2 pri práci so sýteným pivom) sa N2 môže použiť na čistenie tankov, prečerpávanie piva z tanku do tanku, natlakovanie sudov pred skladovaním a zároveň na prevzdušňovanie pod uzávermi. Je to prísada pre chuť a pocit v ústach. V baroch sa nitro používa v potrubiach s vodou z vodovodu pre nitropivum, ako aj pri vysokotlakových/diaľkových aplikáciách, kde sa dusík zmieša s určitým percentom CO2, aby sa zabránilo peneniu piva z kohútika. N2 sa môže dokonca použiť ako odparovací plyn na odplynenie vody, ak je to súčasťou vášho procesu.
Ako sme už spomenuli v našom predchádzajúcom článku o nedostatku CO2, dusík nie je presnou náhradou CO2 vo všetkých pivovarníckych aplikáciách. Tieto plyny sa správajú odlišne. Majú rôzne molekulové hmotnosti a rôzne hustoty.
Napríklad CO2 je rozpustnejší v kvapalinách ako N2. Preto dusík spôsobuje menšie bubliny a odlišný pocit v ústach piva. Preto pivovarníci používajú kvapky tekutého dusíka namiesto plynného dusíka do dusičnanového piva. Oxid uhličitý tiež dodáva náznak horkosti alebo kyslosti, ktorý dusík nepridáva, čo môže zmeniť chuťový profil, hovoria ľudia. Prechod na dusík nevyrieši všetky problémy s oxidom uhličitým.
„Potenciál existuje,“ hovorí Chuck Skepek, riaditeľ technických programov varenia piva v Brewers Institute, „ale dusík nie je všeliekom ani rýchlym riešením. CO2 a dusík sa správajú úplne odlišne. V nádrži sa so vzduchom zmieša viac dusíka, ako keby ste CO2 vyčistili. Takže to bude vyžadovať viac dusíka. Počúvam to stále dookola.“
„Jeden sládok, ktorého poznám, bol naozaj šikovný a začal nahrádzať oxid uhličitý dusíkom a ich pivo malo v sebe oveľa viac kyslíka, takže teraz s trochou šťastia používajú zmes dusíka a oxidu uhličitého. Nielenže: „Hej, začneme používať dusík na vyriešenie všetkých našich problémov. Je pekné vidieť o tom oveľa viac v literatúre, začíname vidieť viac ľudí, ktorí skutočne robia nejaký výskum a, viete, prichádzajú s najlepšími postupmi pre túto náhradu.“
Dodávka týchto plynov sa bude líšiť, pretože majú rôznu hustotu, čo môže viesť k určitým technickým zmenám alebo zmenám v skladovaní. Vypočujte si Jasona Perkinsa, hlavného sládka v pivovare Allagash Brewing Co., ako hovorí o modernizácii svojej plniacej linky a plynového rozdeľovača, aby mohol používať CO2 na plnenie tlakových nádob a N2 na tesnenie a rozrušovač bublín. Skladovanie sa môže líšiť.
„Určite existujú určité rozdiely, čiastočne kvôli tomu, ako získavame dusík,“ povedal McKenna. „Čistý tekutý dusík získavame v Dewarových nádobách, takže jeho skladovanie je veľmi odlišné od našich nádrží s CO2: sú menšie, na valčekoch a uchovávajú sa v mrazničke. Posunuli sme to na vyššiu úroveň. Z oxidu uhličitého na dusík sme však opäť veľmi opatrní, aby sme tento prechod vykonali efektívne a zodpovedne, aby sme zabezpečili, že pivo bude v každom kroku na najvyššej úrovni. Kľúčové je, že v niektorých prípadoch išlo o veľmi jednoduchú výmenu typu „plug and play“, zatiaľ čo v iných prípadoch si to vyžadovalo výrazné vylepšenia materiálov, infraštruktúry, výroby atď.“
Podľa tohto vynikajúceho článku od spoločnosti The Titus Co. (dodávateľa vzduchových kompresorov, sušičiek vzduchu a služieb pre vzduchové kompresory mimo Pensylvánie) fungujú generátory dusíka jedným z dvoch spôsobov:
Adsorpcia s kolísavým tlakom: Adsorpcia s kolísavým tlakom (PSA) funguje na princípe uhlíkových molekulárnych sít na oddelenie molekúl. Sito má póry rovnakej veľkosti ako molekuly kyslíka, zachytáva tieto molekuly pri ich prechode a umožňuje prejsť väčším molekulám dusíka. Generátor potom uvoľňuje kyslík cez ďalšiu komoru. Výsledkom tohto procesu je, že čistota dusíka môže dosiahnuť 99,999 %.
Generovanie dusíka membránou. Generovanie dusíka membránou funguje na princípe separácie molekúl pomocou polymérnych vlákien. Tieto vlákna sú duté, s povrchovými pórmi dostatočne malými na to, aby nimi prechádzal kyslík, ale príliš malými na to, aby molekuly dusíka odstránili kyslík z prúdu plynu. Generátory používajúce túto metódu dokážu produkovať dusík s čistotou až 99,5 %.
Generátor dusíka PSA produkuje ultračistý dusík vo veľkých objemoch a pri vysokých prietokoch, čo je najčistejšia forma dusíka, ktorú mnoho pivovarov vyžaduje. Ultračistý znamená 99,9995 % až 99 %. Membránové generátory dusíka sú ideálne pre malé pivovary, ktoré vyžadujú alternatívu s nízkym objemom a nízkym prietokom, kde je prijateľná čistota 99 % až 99,9 %.
Generátor dusíka od spoločnosti Atlas Copco, ktorý využíva najnovšiu technológiu, je kompaktný priemyselný vzduchový kompresor so špeciálnou membránou, ktorá oddeľuje dusík od prúdu stlačeného vzduchu. Remeselné pivovary sú veľkou cieľovou skupinou spoločnosti Atlas Copco. Podľa bielej knihy spoločnosti Atlas Copco pivovarníci zvyčajne platia 0,10 až 0,15 dolára za kubickú stopu za výrobu dusíka na mieste. Ako sa to porovnáva s vašimi nákladmi na CO2?
„Ponúkame šesť štandardných balíkov, ktoré pokrývajú 80 % všetkých pivovarov – od niekoľkých tisíc až po stovky tisíc barelov ročne,“ hovorí Peter Askini, manažér rozvoja obchodu pre technické plyny v spoločnosti Atlas Copco. „Pivovar môže zvýšiť kapacitu svojich generátorov dusíka, aby umožnil rast a zároveň zachoval efektivitu. Modulárna konštrukcia navyše umožňuje pridať druhý generátor, ak sa prevádzka pivovaru výrazne rozšíri.“
„Používanie dusíka nemá úplne nahradiť CO2,“ vysvetľuje Asquini, „ale myslíme si, že vinári môžu znížiť svoju spotrebu približne o 70 %. Hlavnou hnacou silou je udržateľnosť. Pre každého vinára je veľmi jednoduché vyrobiť si dusík sám. Nepoužívajte viac skleníkových plynov.“ čo je lepšie pre životné prostredie. Vyplatí sa to už od prvého mesiaca, čo priamo ovplyvní konečný výsledok. Ak sa to neprejaví pred kúpou, nekupujte to. Tu sú naše jednoduché pravidlá. Dopyt po CO2 prudko stúpa na výrobu takýchto produktov, ako je suchý ľad, ktorý spotrebuje veľké množstvo CO2 a je potrebný na prepravu vakcín. Pivovary v USA vyjadrujú obavy z úrovne ponuky a pýtajú sa, či dokážu udržať cenovú hladinu v súlade s potrebami pivovaru.“
Ako už bolo spomenuté, čistota dusíka bude pre remeselných pivovarníkov hlavným problémom. Rovnako ako CO2, aj dusík bude interagovať s pivom alebo mladinou a so sebou prenášať nečistoty. Preto sa mnohé generátory dusíka pre potraviny a nápoje propagujú ako bezolejové jednotky (o výhodách čistoty bezolejových kompresorov sa dozviete v poslednej vete na bočnom paneli nižšie).
„Keď prijímame CO2, kontrolujeme jeho kvalitu a kontamináciu, čo je ďalšia veľmi dôležitá súčasť spolupráce s dobrým dodávateľom,“ povedal McKenna. „Dusík je trochu iný, a preto stále kupujeme čistý tekutý dusík. Ďalšou vecou, ktorú zvažujeme, je nájdenie a nacenenie interného generátora dusíka – opäť so zameraním na dusík, ktorý produkuje s Purity, aby sa obmedzila spotreba kyslíka. Toto vnímame ako potenciálnu investíciu, takže jediné procesy v pivovare, ktoré sú úplne závislé od CO2, budú sýtenie piva oxidom uhličitým a údržba vody z vodovodu.“
„Ale treba mať na pamäti jednu naozaj dôležitú vec – opäť niečo, čo sa zdá byť nepraktické prehliadnuť, ale je to kľúčové pre udržanie kvality piva – je to, že každý generátor dusíka musí produkovať dusík s presnosťou na dve desatinné miesta [t. j. s čistotou 99,99 %), aby sa obmedzila absorpcia kyslíka a riziko oxidácie. Táto úroveň presnosti a čistoty si vyžaduje vyššie náklady na generátor dusíka, ale zabezpečuje kvalitu dusíka, a teda aj kvalitu piva.“
Pivovarníci potrebujú pri používaní dusíka veľa údajov a kontroly kvality. Napríklad, ak pivovarník používa N2 na prepravu piva medzi tankami, musí sa počas celého procesu monitorovať stabilita CO2 v tanku a v tanku alebo fľaši. V niektorých prípadoch nemusí čistý N2 fungovať správne (napríklad pri plnení nádob), pretože čistý N2 odstráni CO2 z roztoku. V dôsledku toho niektorí pivovarníci používajú na plnenie misy zmes CO2 a N2 v pomere 50/50, zatiaľ čo iní sa jej úplne vyhýbajú.
Tip od N2 Pro: Poďme sa porozprávať o údržbe. Generátory dusíka sú naozaj takmer ako „nastaviť a zabudnúť“, ako len môžete, ale niektoré spotrebné materiály, ako napríklad filtre, vyžadujú čiastočne pravidelnú výmenu. Táto služba je zvyčajne potrebná približne každých 4 000 hodín. Ten istý tím, ktorý sa stará o váš vzduchový kompresor, sa postará aj o váš generátor. Väčšina generátorov sa dodáva s jednoduchým ovládačom podobným vášmu iPhone a ponúka kompletné možnosti diaľkového monitorovania pomocou aplikácie.
Preplachovanie nádrže sa líši od preplachovania dusíkom z niekoľkých dôvodov. N2 sa dobre mieša so vzduchom, takže neinteraguje s O2 ako CO2. N2 je tiež ľahší ako vzduch, takže nádrž plní zhora nadol, zatiaľ čo CO2 ju plní zdola nahor. Na preplachovanie skladovacej nádrže je potrebných viac N2 ako CO2 a často je potrebných viac otryskávania. Stále šetríte peniaze?
S novým priemyselným plynom vznikajú aj nové bezpečnostné problémy. Pivovar by mal určite nainštalovať senzory O2, aby si zamestnanci mohli vizualizovať kvalitu vzduchu v interiéri – rovnako ako sa dnes v chladničkách skladujú Dewarove nádoby s N2.
Ziskovosť však môže ľahko prevážiť zariadenia na regeneráciu CO2. V tomto webinári Dion Quinn zo spoločnosti Foth Production Solutions (inžinierska firma) uvádza, že výroba N2 stojí 8 až 20 dolárov za tonu, zatiaľ čo zachytávanie CO2 pomocou zariadenia na regeneráciu stojí 50 až 200 dolárov za tonu.
Medzi výhody generátorov dusíka patrí eliminácia alebo aspoň zníženie závislosti od zmlúv a dodávok CO2 a dusíka. To šetrí skladovací priestor, pretože pivovary môžu vyrábať a skladovať toľko, koľko potrebujú, čím sa eliminuje potreba skladovať a prepravovať dusíkové fľaše. Rovnako ako v prípade CO2, prepravu a manipuláciu s dusíkom hradí zákazník. S nitrogenerátormi to už nie je problém.
Generátory dusíka sa často ľahko integrujú do prostredia pivovaru. Menšie generátory dusíka sa dajú namontovať na stenu, takže nezaberajú miesto na podlahe a pracujú ticho. Tieto vrecia dobre zvládajú meniace sa teploty okolia a sú veľmi odolné voči teplotným výkyvom. Môžu byť inštalované vonku, ale neodporúčajú sa pre extrémne vysoké a nízke teploty.
Existuje mnoho výrobcov generátorov dusíka vrátane spoločností Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb a Holtec Gas Systems. Malý generátor dusíka by mohol stáť približne 800 dolárov mesačne v rámci päťročného programu prenájmu s následnou kúpou, povedal Asquini.
„Nakoniec, ak je pre vás dusík ten pravý, máte na výber z rôznych dodávateľov a technológií,“ povedal Asquini. „Nájdite si toho pravého a uistite sa, že dobre rozumiete celkovým nákladom na vlastníctvo a porovnajte náklady na energiu a údržbu medzi zariadeniami. Často zistíte, že kúpa najlacnejšieho nie je pre vašu prácu vhodná.“
Systémy generátorov dusíka používajú vzduchový kompresor a väčšina remeselných pivovarov už jeden má, čo je praktické.
Aké vzduchové kompresory sa používajú v remeselných pivovaroch? Tlačia kvapalinu cez potrubia a nádrže. Energia pre pneumatickú dopravu a reguláciu. Prevzdušňovanie mladiny, kvasníc alebo vody. Regulačný ventil. Preplachovací plyn na vytlačenie kalu z nádrží počas čistenia a na pomoc pri čistení otvorov.
Mnohé pivovarnícke aplikácie vyžadujú špeciálne použitie 100 % bezolejových vzduchových kompresorov. Ak sa olej dostane do kontaktu s pivom, zabije kvasinky a sploští penu, čo pokazí nápoj a pivo sa pokazí.
Je to tiež bezpečnostné riziko. Keďže potravinársky a nápojový priemysel je veľmi citlivý, existujú prísne normy kvality a čistoty, a oprávnene. Príklad: Bezolejové vzduchové kompresory Sullair SRL s výkonom 10 až 15 koní (od 7,5 do 11 kW) sú vhodné pre remeselné pivovary. Pivovary si cenia tichosť týchto typov strojov. Séria SRL ponúka nízku hladinu hluku až do 48 dBA, vďaka čomu je kompresor vhodný na vnútorné použitie bez samostatnej zvukotesnej miestnosti.
Keď je čistý vzduch kritický, napríklad v pivovaroch a remeselných pivovaroch, je bezolejový vzduch nevyhnutný. Častice oleja v stlačenom vzduchu môžu kontaminovať následné procesy a výrobu. Keďže mnoho pivovarov vyprodukuje tisíce barelov alebo niekoľko debien piva ročne, nikto si nemôže dovoliť toto riziko. Bezolejové kompresory sú vhodné najmä pre aplikácie, kde je vzduch v priamom kontakte so vstupnou surovinou. Dokonca aj v aplikáciách, kde nedochádza k priamemu kontaktu medzi ingredienciami a vzduchom, napríklad v baliacich linkách, bezolejový kompresor pomáha udržiavať konečný produkt čistý pre pokoj v duši.
Čas uverejnenia: 06.01.2023