A kézműves sörfőzdék meglepően sokféleképpen használnak CO2-t a főzés, a csomagolás és a tálalás során: sör vagy termék tartályból tartályba mozgatása, termék karbonizálása, oxigén tisztítása csomagolás előtt, sör csomagolása a folyamat során, brit tartályok előöblítése tisztítás és fertőtlenítés után, csapolt sör palackozása éttermekben vagy bárokban. Ez csak a kezdet.
„A sörfőzdében és a bárban is CO2-t használunk” – mondja Max McKenna, a bostoni Dorchester Brewing Co. vezető marketingmenedzsere, aki sört szolgál fel – a folyamat minden szakaszában.
Sok más kézműves sörfőzdéhez hasonlóan a Dorchester Brewing is a működéséhez szükséges kereskedelmi minőségű CO2 hiányával küzd (a hiány összes okáról itt olvashat).
„A szerződéseinknek köszönhetően jelenlegi CO2-beszállítóink nem emelték áraikat a piac más részein tapasztalt áremelkedések ellenére” – mondta McKenna. „Eddig a hatás főként a korlátozott elosztásra korlátozódott.”
A CO2 hiányának kompenzálására a Dorchester Brewing bizonyos esetekben nitrogént használ CO2 helyett.
„Számos műveletet át tudtunk állítani nitrogénre” – folytatta McKenna. „A legfontosabbak közé tartozott a dobozok tisztítása és a gáz lefedése a dobozolási és lezárási folyamat során. Ez messze a legnagyobb újítás számunkra, mivel ezek a folyamatok sok CO2-t igényelnek. Hosszú ideig volt egy speciális nitroüzemünk. Egy speciális nitrogéngenerátort használunk a bárhoz szükséges összes nitrogén előállításához – egy erre a célra szolgáló nitrogéngyártó sorhoz és a sörkeverékünkhöz.”
A N2 a leggazdaságosabban előállítható inert gáz, amely kézműves sörfőzdék pincéiben, palackozó üzletekben és bárokban is felhasználható. Az N2 olcsóbb, mint a CO2 italok előállításához, és gyakran könnyebben elérhető, a környékbeli elérhetőségtől függően.
Az N2 gázként, nagynyomású palackokban, vagy folyékony halmazállapotban, Dewar-edényekben vagy nagy tárolótartályokban vásárolható meg. A nitrogén a helyszínen is előállítható nitrogéngenerátor segítségével. A nitrogéngenerátorok úgy működnek, hogy oxigénmolekulákat vonnak ki a levegőből.
A nitrogén a leggyakoribb elem (78%) a Föld légkörében, a többi oxigén és nyomokban gázok. Emellett környezetbarátabbá is teszi, mivel kevesebb CO2-t bocsát ki.
A sörfőzés és a csomagolás során a N2 használható az oxigén sörtől való távol tartására. Megfelelő használat esetén (a legtöbb ember CO2-t kever N2-vel, amikor szénsavas sörrel dolgozik) a N2 használható tartályok tisztítására, sör tartályból tartályba történő átemelésére, hordók nyomás alá helyezésére tárolás előtt, valamint a kupakok alatti levegőztetésre. Ez az összetevő az íz és a szájérzet javítására szolgál. Bárokban a nitrót csapvízvezetékekben használják nitrogénpótlóként, valamint nagy nyomású/hosszú távú alkalmazásokhoz, ahol a nitrogént bizonyos százalékban CO2-vel keverik, hogy megakadályozzák a sör habzását a csapon. Az N2 akár elpárologtatott gázként is használható a víz gáztalanításához, ha ez a folyamat része.
Ahogy a CO2-hiányról szóló korábbi cikkünkben is említettük, a nitrogén nem minden sörfőzési alkalmazásban helyettesíti pontosan a CO2-t. Ezek a gázok eltérően viselkednek. Különböző molekulatömegűek és sűrűségűek.
Például a CO2 jobban oldódik folyadékokban, mint a N2. Ezért ad a nitrogén kisebb buborékokat és más szájérzetet a sörben. Ezért használnak a sörfőzők folyékony nitrogéncseppeket a gáznemű nitrogén helyett a sör nitrálásához. A szén-dioxid egy kis keserűséget vagy savanyúságot is ad, amit a nitrogén nem, ami megváltoztathatja az ízprofilt, mondják az emberek. A nitrogénre való áttérés nem oldja meg az összes szén-dioxid-problémát.
„Van benne potenciál” – mondja Chuck Skepek, a Brewers Institute technikai sörfőzési programjainak igazgatója –, „de a nitrogén nem csodaszer vagy gyors megoldás. A CO2 és a nitrogén egészen másképp viselkednek. Több nitrogén keveredik a tartályban lévő levegővel, mint ha kiöblítenénk a CO2-t. Tehát több nitrogénre lesz szükség. Ezt újra és újra hallom.”
„Egy sörfőző, akit ismerek, nagyon okos volt, és elkezdte a szén-dioxidot nitrogénnel helyettesíteni, és a sörében sokkal több oxigén volt, így most nitrogén és szén-dioxid keverékét használják, egy kis szerencsével. Nem csak azt mondják: »Hé, elkezdjük használni a nitrogént az összes problémánk megoldására.« Jó látni, hogy sokkal többet látunk erről a szakirodalomban, kezdjük látni, hogy egyre többen végeznek kutatásokat, és, tudod, kidolgozzák a legjobb gyakorlatokat erre a helyettesítésre.
Ezen gázok szállítása eltérő lesz, mivel eltérő sűrűségűek, ami bizonyos műszaki vagy tárolási változtatásokat eredményezhet. Hallgassa meg Jason Perkinst, az Allagash Brewing Co. sörfőzőmesterét, aki a palackozósor és a gázelosztó korszerűsítéséről beszél, hogy CO2-t használjon a nyomás alatti táltöltéshez, és N2-t a tömítőanyaghoz és a buboréktörőhöz. A tárolás változhat.
„Határozottan vannak különbségek, részben a nitrogén kinyerésének módja miatt” – mondta McKenna. „Tiszta folyékony nitrogént kapunk Dewar-tartályokban, így a tárolása nagyon eltér a CO2-tartályainktól: azok kisebbek, görgőkön vannak és fagyasztóban tárolják őket. A következő szintre emeltük a szén-dioxidból nitrogént, de ismét nagyon körültekintően járunk el azzal kapcsolatban, hogyan valósítsuk meg hatékonyan és felelősségteljesen az átállást, hogy a sör minden lépésnél a legmagasabb minőségű legyen. A kulcs az, hogy egyes esetekben nagyon egyszerű plug and play cseréről volt szó, míg más esetekben jelentős fejlesztéseket igényelt az anyagok, az infrastruktúra, a gyártás stb. terén.”
A The Titus Co. (Pennsylvanián kívüli légkompresszorok, légszárítók és légkompresszor-szolgáltatások szállítója) kiváló cikke szerint a nitrogéngenerátorok kétféleképpen működnek:
Nyomásingadozásos adszorpció: A nyomásingadozásos adszorpció (PSA) szén molekulasziták segítségével működik a molekulák elválasztására. A szita pórusai megegyeznek az oxigénmolekulák méretével, így felfogja ezeket a molekulákat, amint áthaladnak rajta, és átengedi a nagyobb nitrogénmolekulákat. A generátor ezután egy másik kamrán keresztül oxigént bocsát ki. Ennek a folyamatnak az eredménye, hogy a nitrogén tisztasága elérheti a 99,999%-ot.
Membrános nitrogéntermelés. A membrános nitrogéntermelés úgy működik, hogy polimer szálak segítségével választja szét a molekulákat. Ezek a szálak üregesek, felületi pórusaik elég kicsik ahhoz, hogy az oxigén áthaladjon rajtuk, de túl kicsik ahhoz, hogy a nitrogénmolekulák eltávolítsák az oxigént a gázáramból. Az ezzel a módszerrel működő generátorok akár 99,5%-os tisztaságú nitrogént is képesek előállítani.
Nos, a PSA nitrogéngenerátor nagy mennyiségben és nagy áramlási sebességgel állít elő ultratiszta nitrogént, a nitrogén legtisztább formáját, amelyre sok sörfőzde igényel. Az ultratisztaság 99,9995%-99%-ot jelent. A membrános nitrogéngenerátorok ideálisak kis sörfőzdék számára, amelyek kis térfogatú, kis áramlási alternatívát igényelnek, ahol a 99%-99,9%-os tisztaság elfogadható.
A legújabb technológiát alkalmazó Atlas Copco nitrogéngenerátor egy kompakt ipari légkompresszor, amelynek speciális membránja elválasztja a nitrogént a sűrített levegőáramtól. A kézműves sörfőzdék az Atlas Copo egyik fő célközönsége. Az Atlas Copco egyik tanulmánya szerint a sörfőzdék jellemzően 0,10 és 0,15 dollár között fizetnek köblábonként a nitrogén helyszíni előállításáért. Hogyan viszonyul ez az Ön CO2-költségeihez?
„Hat standard csomagot kínálunk, amelyek a sörfőzdék 80%-át lefedik – az évi néhány ezertől a több százezer hordóig” – mondja Peter Askini, az Atlas Copco ipari gázok üzletfejlesztési vezetője. „Egy sörfőzde növelheti nitrogéngenerátorainak kapacitását, hogy a hatékonyság megőrzése mellett is lehetővé tegye a növekedést. Ezenkívül a moduláris kialakítás lehetővé teszi egy második generátor hozzáadását, ha a sörfőzde működése jelentősen bővül.”
„A nitrogén használata nem a CO2 teljes helyettesítését célozza” – magyarázza Asquini –, „de úgy gondoljuk, hogy a borászok körülbelül 70%-kal csökkenthetik a fogyasztásukat. A fő hajtóerő a fenntarthatóság. Bármely borász számára nagyon könnyű saját maga nitrogént előállítani. Ne használjon több üvegházhatású gázt.” Ami jobb a környezetnek. Már az első hónaptól megtérül, ami közvetlenül befolyásolja a végeredményt, ha nem jelenik meg a vásárlás előtt, ne vegye meg. Íme az egyszerű szabályaink. A CO2 iránti kereslet az egekbe szökik az olyan termékek előállításához, mint a szárazjég, amely nagy mennyiségű CO2-t használ, és az oltások szállításához szükséges. Az amerikai sörfőzdék aggodalmukat fejezik ki a kínálat szintje miatt, és azon tűnődnek, hogy vajon az árszintet összhangban tudják-e tartani a sörfőzde igényeivel.”
Ahogy korábban említettük, a nitrogén tisztasága komoly aggodalomra ad okot a kézműves sörfőzők számára. A CO2-hoz hasonlóan a nitrogén is kölcsönhatásba lép a sörrel vagy a sörlével, és szennyeződéseket szállít magával. Ezért hirdetnek sok élelmiszeripari és italgyártási nitrogéngenerátort olajmentes egységként (az olajmentes kompresszorok tisztasági előnyeiről az alábbi oldalsáv utolsó mondatában olvashat).
„Amikor CO2-t kapunk, ellenőrizzük a minőségét és a szennyezettségét, ami egy jó beszállítóval való együttműködés egy másik nagyon fontos része” – mondta McKenna. „A nitrogén egy kicsit más, ezért továbbra is tiszta folyékony nitrogént vásárolunk. Egy másik dolog, amit vizsgálunk, egy belső nitrogéngenerátor felkutatása és árazása – ismét a Purity által termelt nitrogénre összpontosítva, hogy korlátozza az oxigénfelvételt. Ezt potenciális befektetésnek tekintjük, így a sörfőzdében az egyetlen olyan folyamat, amely teljes mértékben a CO2-tól függ, a sör karbonizálása és a csapvíz karbantartása lesz.
„De egy igazán fontos dolog, amit szem előtt kell tartani – ismét egy olyan dolog, amit nehéznek tűnik figyelmen kívül hagyni, de kritikus fontosságú a sör minőségének fenntartásához –, hogy minden nitrogéngenerátornak második tizedesjegy pontosságú [azaz 99,99%-os tisztaságú] nitrogént kell előállítania az oxigénfelvétel és az oxidáció kockázatának korlátozása érdekében. Ez a pontossági és tisztasági szint magasabb nitrogéngenerátor-költségeket igényel, de biztosítja a nitrogén minőségét, és így a sör minőségét is.”
A sörfőzőknek sok adatra és minőségellenőrzésre van szükségük a nitrogén használatakor. Például, ha egy sörfőzde N2-t használ a sör tartályok közötti mozgatásához, akkor a CO2 stabilitását a tartályban és a tartályban vagy a palackban a folyamat során folyamatosan ellenőrizni kell. Bizonyos esetekben a tiszta N2 nem biztos, hogy megfelelően működik (például tartályok töltésekor), mert a tiszta N2 eltávolítja a CO2-t az oldatból. Ennek eredményeként egyes sörfőzők 50/50 arányú CO2 és N2 keveréket használnak a tál feltöltéséhez, míg mások teljesen elkerülik.
N2 Pro tipp: Beszéljünk a karbantartásról. A nitrogéngenerátorok esetében tényleg a „beállítod és elfelejted” elv a legszükségesebb, de egyes fogyóeszközök, például a szűrők, félidős cserét igényelnek. Ez a szervizelés általában körülbelül 4000 óránként szükséges. Ugyanaz a csapat, amely a légkompresszorodat is karbantartja, a generátorodat is gondozza. A legtöbb generátor egy egyszerű, az iPhone-odhoz hasonló vezérlővel rendelkezik, és teljes alkalmazásalapú távoli felügyeleti lehetőségeket kínál.
A tartálytisztítás számos okból különbözik a nitrogéntisztítástól. Az N2 jól keveredik a levegővel, így nem lép kölcsönhatásba az O2-vel, mint a CO2. Az N2 könnyebb is, mint a levegő, így felülről lefelé tölti fel a tartályt, míg a CO2 alulról felfelé. Egy tárolótartály tisztításához több N2 kell, mint CO2, és gyakran több sörétszórást igényel. Még mindig pénzt takarít meg?
Az új ipari gázzal új biztonsági problémák is felmerülnek. Egy sörfőzdének mindenképpen O2-érzékelőket kell felszerelnie, hogy az alkalmazottak vizualizálni tudják a beltéri levegő minőségét – akárcsak manapság a hűtőszekrényekben tárolt N2-es Dewar-tartályokat.
De a jövedelmezőség könnyen meghaladhatja a CO2-visszanyerő üzemek költségeit. Ebben a webinárban Dion Quinn, a Foth Production Solutions (egy mérnöki cég) munkatársa kijelenti, hogy a N2 előállítása tonnánként 8 és 20 dollár között kerül, míg a CO2 leválasztása egy visszanyerő üzemben tonnánként 50 és 200 dollár között kerül.
A nitrogéngenerátorok előnyei közé tartozik a CO2 és nitrogén szerződésektől és szállításoktól való függőség megszüntetése vagy legalábbis csökkentése. Ez tárolóhelyet takarít meg, mivel a sörfőzdék annyit termelhetnek és tárolhatnak, amennyire szükségük van, így nincs szükség a nitrogénpalackok tárolására és szállítására. A CO2-hoz hasonlóan a nitrogén szállítását és kezelését is a vevő fizeti. A nitrogéngenerátorokkal ez már nem jelent problémát.
A nitrogéngenerátorok gyakran könnyen integrálhatók a sörfőzdei környezetbe. A kisebb nitrogéngenerátorok falra szerelhetők, így nem foglalnak sok helyet a padlón és csendesen működnek. Ezek a zsákok jól tűrik a változó környezeti hőmérsékletet, és nagyon ellenállóak a hőmérséklet-ingadozásokkal szemben. Kültéren is telepíthetők, de nem ajánlottak extrém magas és alacsony éghajlaton.
Számos nitrogéngenerátor-gyártó létezik, köztük az Atlas Copco, a Parker Hannifin, a South-Tek Systems, a Milcarb és a Holtec Gas Systems. Egy kis nitrogéngenerátor ötéves lízingprogram keretében körülbelül havi 800 dollárba kerülhet – mondta Asquini.
„Végső soron, ha a nitrogén a megfelelő az Ön számára, akkor számos beszállító és technológia közül választhat” – mondta Asquini. „Találja meg, melyik a megfelelő az Ön számára, és győződjön meg arról, hogy jól ismeri a teljes tulajdonlási költséget [teljes tulajdonlási költség], valamint hasonlítsa össze az eszközök energia- és karbantartási költségeit. Gyakran azt fogja tapasztalni, hogy a legolcsóbb megvásárlása nem megfelelő az Ön feladatához.”
A nitrogéngenerátor rendszerek légkompresszort használnak, és a legtöbb kézműves sörfőzdében már van ilyen, ami praktikus.
Milyen légkompresszorokat használnak a kézműves sörfőzdékben? Folyadékot nyomnak át csöveken és tartályokon. Energia a pneumatikus szállításhoz és vezérléshez. Sörlevék, élesztő vagy víz levegőztetése. Szabályozószelep. Tisztítógáz a tartályokból az iszap kipréseléséhez tisztítás közben és a lyukak tisztításának elősegítéséhez.
Sok sörfőzdei alkalmazás 100%-ban olajmentes légkompresszorok speciális használatát igényli. Ha az olaj érintkezésbe kerül a sörrel, elpusztítja az élesztőt és ellaposítja a habot, ami megrontja az italt és minőségét.
Ez biztonsági kockázatot is jelent. Mivel az élelmiszer- és italgyártás nagyon érzékeny, szigorú minőségi és tisztasági előírások vannak érvényben, és jogosan. Példa: A Sullair SRL sorozatú, 10-15 LE teljesítményű (7,5-11 kW) olajmentes légkompresszorok kiválóan alkalmasak kézműves sörfőzdék számára. A sörfőzdék élvezik az ilyen típusú gépek csendes működését. Az SRL sorozat alacsony, akár 48 dBA zajszintet kínál, így a kompresszor alkalmas beltéri használatra külön hangszigetelt helyiség nélkül.
Amikor a tiszta levegő kritikus fontosságú, például sörfőzdékben és kézműves sörfőzdékben, az olajmentes levegő elengedhetetlen. A sűrített levegőben lévő olajrészecskék szennyezhetik a további folyamatokat és a termelést. Mivel sok sörfőzde évente több ezer hordó vagy több láda sört állít elő, senki sem engedheti meg magának, hogy ezt a kockázatot vállalja. Az olajmentes kompresszorok különösen alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, ahol a levegő közvetlenül érintkezik az alapanyaggal. Még olyan alkalmazásokban is, ahol nincs közvetlen érintkezés az összetevők és a levegő között, például a csomagolósorokon, az olajmentes kompresszor segít tisztán tartani a végterméket a nyugalom érdekében.
Közzététel ideje: 2023. január 6.