HANGZHOU NUZHUO TEKNOLOGIA GROUP CO., LTD.

Pienpanimot käyttävät hiilidioksidia yllättävän monissa sovelluksissa panimo-, pakkaus- ja tarjoiluprosessissa: oluen tai tuotteen siirtämisessä säiliöstä toiseen, tuotteen hiilihapotuksessa, hapen puhdistamisessa ennen pakkaamista, oluen pakkaamisessa prosessin aikana, brittiläisten säiliöiden esihuuhteluun puhdistuksen ja desinfioinnin jälkeen sekä hanaoluen pullottamisessa ravintolassa tai baarissa. Tämä on vasta alkua.
”Käytämme hiilidioksidia koko panimossa ja baarissa”, sanoo Max McKenna, Bostonissa sijaitsevan Dorchester Brewing Co.:n markkinointipäällikkö, joka tarjoilee olutta – prosessin jokaisessa vaiheessa.”
Kuten monet pienpanimot, Dorchester Brewing kärsii kaupallisen laatuisen hiilidioksidin puutteesta, jota se tarvitsee toimiakseen (lue kaikki pulan syyt täältä).
”Sopimustemme ansiosta nykyiset CO2-toimittajamme eivät ole nostaneet hintojaan huolimatta hinnankorotuksista muilla markkina-alueilla”, McKenna sanoi. ”Tähän mennessä vaikutus on ollut pääasiassa rajoitetussa jakelussa.”
CO2-puutteen kompensoimiseksi Dorchester Brewing käyttää joissakin tapauksissa typpeä CO2:n sijaan.
”Pystyimme siirtämään monia toimintoja typen käyttöön”, McKenna jatkoi. ”Joitakin tärkeimpiä olivat tölkkien puhdistus ja kaasun peittäminen tölkkimis- ja sulkemisprosessin aikana. Tämä on meille ylivoimaisesti suurin lisäys, koska nämä prosessit vaativat paljon hiilidioksidia. Meillä oli pitkään erityinen nitrotehdas. Käytämme erityistä typpigeneraattoria tuottamaan kaiken typen patukkaa varten – omaa nitrolinjaamme ja olutsekoitustamme varten.”
N2 on edullisin inertti kaasu tuottaa, ja sitä voidaan käyttää pienpanimoiden kellareissa, pullokaupoissa ja baareissa. N2 on juomien valmistuksessa halvempaa kuin CO2 ja usein helpommin saatavilla, riippuen saatavuudesta alueeltasi.
N2:ta voi ostaa kaasuna korkeapainepulloissa tai nesteenä Dewar-säiliöissä tai muissa suurissa varastosäiliöissä. Typpeä voidaan tuottaa myös paikan päällä typpigeneraattorilla. Typpigeneraattorit toimivat poistamalla happimolekyylejä ilmasta.
Typpi on yleisin alkuaine (78 %) maapallon ilmakehässä, loput ovat happea ja hivenkaasuja. Se tekee siitä myös ympäristöystävällisemmän, koska se tuottaa vähemmän hiilidioksidia.
Oluen valmistuksessa ja pakkaamisessa typpioksidia voidaan käyttää pitämään happi poissa oluesta. Oikein käytettynä (useimmat ihmiset sekoittavat hiilidioksidia ja typpioksidia työskennellessään hiilihapotetun oluen kanssa) typpioksidia voidaan käyttää säiliöiden puhdistamiseen, oluen siirtämiseen säiliöstä toiseen, tynnyrien paineistamiseen ennen varastointia ja ilmastukseen kansien alla. Se on ainesosa maun ja suutuntuman parantamiseksi. Baareissa nitroa käytetään hanavesilinjoissa nitrokaasun kanssa sekä korkeapaine-/pitkän matkan sovelluksissa, joissa typpeen sekoitetaan tietty prosenttiosuus hiilidioksidia oluen vaahtoamisen estämiseksi hanasta. Typpioksidia voidaan käyttää jopa kiehumiskaasuna veden kaasunpoistoon, jos se on osa prosessiasi.
Kuten edellisessä CO2-puutosta käsittelevässä artikkelissamme mainitsimme, typpi ei ole täydellinen CO2:n korvike kaikissa oluenvalmistussovelluksissa. Nämä kaasut käyttäytyvät eri tavalla. Niillä on erilaiset molekyylipainot ja tiheydet.
Esimerkiksi CO2 liukenee nesteisiin paremmin kuin N2. Tästä syystä typpi antaa oluelle pienempiä kuplia ja erilaisen suutuntuman. Tästä syystä panimot käyttävät nestemäistä typpeä kaasumaisen typen sijaan oluen nitraamiseen. Hiilidioksidi lisää myös hieman katkeruutta tai happamuutta, jota typpi ei tuo, mikä voi ihmisten mukaan muuttaa makuprofiilia. Siirtyminen typpeen ei ratkaise kaikkia hiilidioksidiongelmia.
”Mahdollisuutta on”, sanoo Chuck Skepek, Brewers Instituten teknisten panimo-ohjelmien johtaja, ”mutta typpi ei ole ihmelääke tai pikaratkaisu. CO2 ja typpi käyttäytyvät aivan eri tavalla. Säiliössä olevaan ilmaan sekoittuu enemmän typpeä kuin jos CO2 poistettaisiin. Joten se vaatii enemmän typpeä. Kuulen tämän yhä uudelleen ja uudelleen.”
”Yksi tuntemani panimo oli todella fiksu ja alkoi korvata hiilidioksidia typellä. Heidän oluessaan oli paljon enemmän happea, joten nyt he käyttävät typen ja hiilidioksidin seosta, hieman paremmalla onnella. Eivät vain ajattele: ”Hei, alamme käyttää typpeä kaikkien ongelmiemme ratkaisemiseen. On mukava nähdä tästä paljon enemmän kirjallisuudessa, ja alamme nähdä yhä useamman ihmisen tekevän tutkimusta ja keksivän parhaita käytäntöjä tälle korvaamiselle.”
Näiden kaasujen toimitus vaihtelee, koska niillä on erilaiset tiheydet, mikä voi johtaa joihinkin teknisiin tai varastointiin liittyviin muutoksiin. Kuuntele, kun Jason Perkins, Allagash Brewing Co.:n pääpanimomestari, kertoo pullotuslinjansa ja kaasujakotukkinsa päivittämisestä siten, että se käyttää CO2:ta paineistettuun täyttöön ja N2:ta tiivisteaineena ja kuplienmurtajana. Varastointi voi vaihdella.
”Työssä on ehdottomasti joitakin eroja, osittain typen hankkimistavasta johtuen”, McKenna sanoi. ”Hankimme puhdasta nestemäistä typpeä dewar-säiliöihin, joten sen varastointi on hyvin erilaista kuin CO2-säiliöissämme: ne ovat pienempiä, rullilla ja säilytetään pakastimessa. Olemme vieneet sen seuraavalle tasolle. Hiilidioksidista typeksi, mutta jälleen kerran olemme erittäin tarkkoja siitä, miten siirrymme tehokkaasti ja vastuullisesti varmistaaksemme, että olut on korkeimmalla tasollaan jokaisessa vaiheessa. Joissakin tapauksissa se oli hyvin yksinkertainen plug and play -korvaus, kun taas toisissa tapauksissa se vaati merkittäviä parannuksia materiaaleihin, infrastruktuuriin, valmistukseen jne..”
Tämän erinomaisen The Titus Co. -yrityksen (Pennsylvanian ulkopuolella toimiva ilmakompressorien, ilmakuivaimien ja ilmakompressoripalveluiden toimittaja) artikkelin mukaan typpigeneraattorit toimivat kahdella tavalla:
Painevaihteluadsorptio: Painevaihteluadsorptio (PSA) toimii hiilimolekyyliseulojen avulla molekyylien erottamiseksi. Seulassa on happimolekyylien kokoisia huokosia, jotka vangitsevat molekyylit niiden kulkiessa läpi ja päästävät suuremmat typpimolekyylit läpi. Generaattori vapauttaa sitten happea toisen kammion läpi. Tämän prosessin tuloksena typen puhtaus voi nousta 99,999 prosenttiin.
Typen kalvotuotanto. Kalvotuotanto toimii erottamalla molekyylejä polymeerikuitujen avulla. Nämä kuidut ovat onttoja, ja niiden pintahuokoset ovat riittävän pieniä hapen läpäisemiseksi, mutta liian pieniä typpimolekyylien poistamiseksi happea kaasuvirrasta. Tällä menetelmällä toimivat generaattorit voivat tuottaa jopa 99,5-prosenttisesti puhdasta typpeä.
PSA-typpigeneraattori tuottaa erittäin puhdasta typpeä suurina määrinä ja suurilla virtausnopeuksilla, mikä on puhtain typpimuoto, jota monet panimot tarvitsevat. Erittäin puhdas tarkoittaa 99,9995–99 %:n puhtautta. Kalvotyppigeneraattorit sopivat ihanteellisesti pienille panimoille, jotka tarvitsevat pienen tilavuuden ja virtauksen vaihtoehdon, jossa 99–99,9 %:n puhtaus on hyväksyttävä.
Atlas Copcon typpigeneraattori on kompakti teollisuusilmakompressori, jossa on erityinen kalvo, joka erottaa typen paineilmavirrasta. Pienpanimot ovat Atlas Copon suuri kohdeyleisö. Atlas Copcon raportin mukaan panimot maksavat tyypillisesti 0,10–0,15 dollaria kuutiojalkaa kohden typen tuottamisesta paikan päällä. Miten tämä vertautuu CO2-kustannuksiisi?
”Tarjoamme kuusi vakiopakettia, jotka kattavat 80 % kaikista panimoista – muutamasta tuhannesta satoihin tuhansiin barreleihin vuodessa”, sanoo Peter Askini, Atlas Copcon teollisuuskaasujen liiketoiminnan kehityspäällikkö. ”Panimo voi lisätä typpigeneraattoreidensa kapasiteettia kasvun mahdollistamiseksi ja samalla tehokkuuden säilyttämiseksi. Lisäksi modulaarinen rakenne mahdollistaa toisen generaattorin lisäämisen, jos panimon toiminta laajenee merkittävästi.”
”Typen käytön ei ole tarkoitus korvata hiilidioksidia kokonaan”, Asquini selittää, ”mutta uskomme, että viininvalmistajat voivat vähentää kulutustaan ​​noin 70 %. Tärkein liikkeellepaneva voima on kestävyys. Minkä tahansa viininvalmistajan on erittäin helppo tuottaa typpeä itse. Älä käytä enempää kasvihuonekaasuja.” Tämä on parempi ympäristölle. Se kannattaa heti ensimmäisestä kuukaudesta lähtien, mikä vaikuttaa suoraan tulokseen. Jos et näe sitä ennen ostamista, älä osta sitä. Tässä ovat yksinkertaiset sääntömme. Hiilidioksidin kysyntä on räjähdysmäisesti kasvamassa tällaisten tuotteiden, kuten kuivajään, tuotannossa, jossa käytetään suuria määriä hiilidioksidia ja jota tarvitaan rokotteiden kuljetukseen. Yhdysvaltain panimot ilmaisevat huolensa tarjonnan tasosta ja miettivät, pystyvätkö ne pitämään hintatason panimon tarpeiden mukaisena.”
Kuten aiemmin mainittiin, typen puhtaus on merkittävä huolenaihe pienpanimoille. Aivan kuten CO2, typpi reagoi oluen tai vierteen kanssa ja kuljettaa mukanaan epäpuhtauksia. Tästä syystä monia elintarvikkeiden ja juomien typpigeneraattoreita mainostetaan öljyttöminä yksiköinä (lue lisää öljyttömien kompressorien puhtaushyödyistä alla olevan sivupalkin viimeisestä lauseesta).
”Kun vastaanotamme hiilidioksidia, tarkistamme sen laadun ja saastumisen, mikä on toinen erittäin tärkeä osa yhteistyötä hyvän toimittajan kanssa”, McKenna sanoi. ”Typen kanssa on hieman eri asia, minkä vuoksi ostamme edelleen puhdasta nestemäistä typpeä. Toinen asia, jota harkitsemme, on sisäisen typpigeneraattorin löytäminen ja hinnoittelu – jälleen keskittyen typpeen, jota se tuottaa Purity-menetelmällä hapenottokyvyn rajoittamiseksi. Näemme tämän potentiaalisena investointina, joten panimon ainoat prosessit, jotka ovat täysin riippuvaisia ​​hiilidioksidista, ovat oluen karbonointi ja vesijohtoveden huolto.”
”Mutta yksi todella tärkeä asia, joka on pidettävä mielessä – jälleen kerran asia, jonka sivuuttaminen voi tuntua hankalalta, mutta joka on ratkaisevan tärkeää oluen laadun ylläpitämiseksi – on se, että minkä tahansa typpigeneraattorin on tuotettava typpeä toisen desimaalin tarkkuudella [eli 99,99 %:n puhtaudella] hapenoton ja hapettumisriskin rajoittamiseksi. Tämä tarkkuus- ja puhtaustaso vaatii enemmän typpigeneraattorikustannuksia, mutta varmistaa typen laadun ja siten oluen laadun.”
Panimot tarvitsevat paljon dataa ja laadunvalvontaa typpeä käyttäessään. Esimerkiksi jos panimo käyttää typpeä oluen siirtämiseen säiliöiden välillä, CO2:n stabiilisuutta säiliössä ja säiliössä tai pullossa on seurattava koko prosessin ajan. Joissakin tapauksissa puhdas N2 ei välttämättä toimi oikein (esimerkiksi säiliöiden täytössä), koska puhdas N2 poistaa CO2:ta liuoksesta. Tämän seurauksena jotkut panimot käyttävät 50/50-seosta CO2:ta ja N2:ta kulhon täyttämiseen, kun taas toiset välttävät sitä kokonaan.
N2 Pro -vinkki: Puhutaanpa huollosta. Typpigeneraattorit ovat todellakin lähellä "asenna ja unohda" -periaatetta, mutta jotkin kulutusosat, kuten suodattimet, vaativat suhteellisen säännöllistä vaihtoa. Tyypillisesti tämä huolto on tehtävä noin 4000 käyttötunnin välein. Sama tiimi, joka huolehtii ilmakompressoristasi, huolehtii myös generaattoristasi. Useimmissa generaattoreissa on yksinkertainen ohjain, joka muistuttaa iPhoneasi, ja ne tarjoavat täydet sovelluksen etävalvontaominaisuudet.
Säiliön tyhjennys eroaa typpityhjennyksestä useista syistä. N2 sekoittuu hyvin ilman kanssa, joten se ei reagoi O2:n kanssa kuten CO2. N2 on myös kevyempää kuin ilma, joten se täyttää säiliön ylhäältä alas, kun taas CO2 täyttää sen alhaalta ylös. Varastosäiliön tyhjentämiseen tarvitaan enemmän N2:ta kuin CO2:ta, ja se vaatii usein enemmän hiekkapuhallusta. Säästätkö silti rahaa?
Uusi teollisuuskaasu tuo mukanaan myös uusia turvallisuusongelmia. Panimon tulisi ehdottomasti asentaa O2-anturit, jotta työntekijät voivat visualisoida sisäilman laatua – aivan kuten nykyään jääkaapeissa säilytetään N2-dewar-annoksia.
Mutta kannattavuus voi helposti ylittää hiilidioksidin talteenottolaitosten kustannukset. Tässä webinaarissa Dion Quinn Foth Production Solutionsista (suunnitteluyritys), toteaa, että typpidioksidin tuotanto maksaa 8–20 dollaria tonnilta, kun taas hiilidioksidin talteenotto talteenottolaitoksella maksaa 50–200 dollaria tonnilta.
Typpigeneraattoreiden etuihin kuuluu riippuvuuden poistaminen tai ainakin vähentäminen hiilidioksidin ja typen sopimuksista ja toimituksista. Tämä säästää varastotilaa, koska panimot voivat tuottaa ja varastoida niin paljon kuin tarvitsevat, mikä poistaa typpipullojen varastoinnin ja kuljetuksen tarpeen. Kuten hiilidioksidinkin kohdalla, typen toimitus- ja käsittelykustannukset maksaa asiakas. Typpigeneraattoreiden kanssa tämä ei ole enää ongelma.
Typpigeneraattorit on usein helppo integroida panimoympäristöön. Pienemmät typpigeneraattorit voidaan asentaa seinälle, joten ne eivät vie lattiatilaa ja toimivat hiljaisesti. Nämä pussit kestävät hyvin muuttuvia ympäristön lämpötiloja ja ovat erittäin kestäviä lämpötilanvaihteluille. Voidaan asentaa ulos, mutta niitä ei suositella äärimmäisen korkeisiin ja mataliin ilmastoihin.
Typpigeneraattoreita valmistaa useita yrityksiä, kuten Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb ja Holtec Gas Systems. Pieni typpigeneraattori voisi maksaa noin 800 dollaria kuukaudessa viiden vuoden vuokrasopimuksella, Asquini sanoi.
”Jos typpi on sinulle sopiva vaihtoehto, sinulla on loppujen lopuksi useita toimittajia ja teknologioita, joista valita”, Asquini sanoi. ”Etsi itsellesi sopiva vaihtoehto ja varmista, että ymmärrät kokonaiskustannukset ja vertailet laitteiden energia- ja ylläpitokustannuksia. Usein huomaat, että halvimman ostaminen ei olekaan oikea vaihtoehto työhösi.”
Typpigeneraattorijärjestelmät käyttävät ilmakompressoria, ja useimmilla pienpanimoilla on jo sellainen, mikä on kätevää.
Mitä ilmakompressoreita käytetään pienpanimoissa? Työntää nestettä putkien ja säiliöiden läpi. Energiaa pneumaattiseen kuljetukseen ja ohjaukseen. Vierteen, hiivan tai veden ilmastus. Ohjausventtiili. Puhdistuskaasua mudan poistamiseksi säiliöistä puhdistuksen aikana ja reikien puhdistuksen avustamiseksi.
Monet panimosovellukset vaativat 100 % öljyttömien ilmakompressorien käyttöä. Jos öljy joutuu kosketuksiin oluen kanssa, se tappaa hiivan ja litistää vaahdon, mikä pilaa juoman ja tekee oluesta huonolaatuista.
Se on myös turvallisuusriski. Koska elintarvike- ja juomateollisuus on erittäin herkkä ala, siellä on tiukat laatu- ja puhtausstandardit, eikä oikeutetusti. Esimerkki: Sullair SRL -sarjan öljyttömät ilmakompressorit 10–15 hv (7,5–11 kW) sopivat hyvin pienpanimoille. Panimot nauttivat tämäntyyppisten koneiden hiljaisuudesta. SRL-sarjan melutaso on alhainen, jopa 48 dBA, joten kompressori soveltuu sisäkäyttöön ilman erillistä äänieristettyä tilaa.
Kun puhdas ilma on kriittisen tärkeää, kuten panimoissa ja pienpanimoissa, öljytön ilma on välttämätöntä. Paineistetun ilman öljyhiukkaset voivat saastuttaa loppupään prosessit ja tuotannon. Koska monet panimot tuottavat tuhansia tynnyreitä tai useita laatikoita olutta vuodessa, kukaan ei voi ottaa tätä riskiä. Öljyttömät kompressorit sopivat erityisesti sovelluksiin, joissa ilma on suorassa kosketuksessa raaka-aineen kanssa. Myös sovelluksissa, joissa ainesosien ja ilman välillä ei ole suoraa kosketusta, kuten pakkauslinjoilla, öljytön kompressori auttaa pitämään lopputuotteen puhtaana mielenrauhan takaamiseksi.