Amatniecības alus darītavas izmanto CO2 pārsteidzoši daudzos pielietojumos alus darīšanas, iepakošanas un pasniegšanas procesā: alus vai produkta pārvietošanai no tvertnes uz tvertni, produkta karbonizēšanai, skābekļa attīrīšanai pirms iepakošanas, alus iepakošanai procesa laikā, Brit tvertņu priekšskalošanai pēc tīrīšanas un dezinfekcijas, alus pildīšanai pudelēs restorānā vai bārā. Tas ir tikai sākums.
“Mēs izmantojam CO2 visā alus darītavā un bārā,” saka Makss Makkena, Bostonā bāzētās Dorchester Brewing Co. vecākais mārketinga vadītājs, kas pasniedz alu – katrā procesa posmā.”
Tāpat kā daudzas amatniecības alus darītavas, arī Dorchester Brewing saskaras ar komerciālas kvalitātes CO2 trūkumu, kas nepieciešams darbībai (par visiem šī trūkuma iemesliem lasiet šeit).
“Pateicoties mūsu līgumiem, mūsu pašreizējie CO2 piegādātāji nav paaugstinājuši cenas, neskatoties uz cenu pieaugumu citās tirgus daļās,” sacīja Makkena. “Līdz šim ietekme galvenokārt ir bijusi ierobežota izplatīšanas ziņā.”
Lai kompensētu CO2 trūkumu, Dorchester Brewing dažos gadījumos CO2 vietā izmanto slāpekli.
“Mēs varējām daudzas darbības pāriet uz slāpekli,” turpināja Makkena. “Dažas no svarīgākajām bija kannu tīrīšana un gāzes pārklāšana konservēšanas un blīvēšanas procesā. Šis ir mums lielākais papildinājums, jo šiem procesiem nepieciešams daudz CO2. Ilgu laiku mums bija īpaša nitro rūpnīca. Mēs izmantojam īpašu slāpekļa ģeneratoru, lai ražotu visu slāpekli stieņam – gan īpašai nitro līnijai, gan mūsu alus maisījumam.”
N2 ir visekonomiskākā inertā gāze, ko var ražot, un to var izmantot amatniecības alus darītavu pagrabos, pudeļu veikalos un bāros. N2 dzērienu ražošanai ir lētāks nekā CO2 un bieži vien ir pieejamāks atkarībā no pieejamības jūsu reģionā.
N2 var iegādāties gāzes veidā augstspiediena balonos vai šķidruma veidā Djuāra traukos vai lielās uzglabāšanas tvertnēs. Slāpekli var ražot arī uz vietas, izmantojot slāpekļa ģeneratoru. Slāpekļa ģeneratori darbojas, atdalot no gaisa skābekļa molekulas.
Slāpeklis ir visizplatītākais elements (78%) Zemes atmosfērā, pārējais ir skābeklis un gāzes piemaisījumi. Tas padara to arī videi draudzīgāku, jo rada mazāk CO2 emisiju.
Alus darīšanā un iepakošanā N2 var izmantot, lai nepieļautu skābekļa iekļūšanu alū. Pareizi lietojot (lielākā daļa cilvēku, strādājot ar gāzētu alu, sajauc CO2 ar N2), N2 var izmantot tvertņu tīrīšanai, alus pārvietošanai no tvertnes uz tvertni, mucu spiediena paaugstināšanai pirms uzglabāšanas, kā arī aerēšanai zem vāciņiem. Tas ir sastāvdaļa garšas un mutes dobuma sajūtām. Bāros nitro tiek izmantots krāna ūdens līnijās nitropropivācijai, kā arī augstspiediena/tālsatiksmes lietojumos, kur slāpeklis tiek sajaukts ar noteiktu CO2 procentuālo daudzumu, lai novērstu alus putošanos no krāna. N2 var izmantot pat kā iztvaikojošu gāzi ūdens degazēšanai, ja tā ir daļa no jūsu procesa.
Kā jau minējām iepriekšējā rakstā par CO2 deficītu, slāpeklis nav precīzs CO2 aizstājējs visos alus darīšanas procesos. Šīs gāzes uzvedas atšķirīgi. Tām ir atšķirīgs molekulmass un atšķirīgs blīvums.
Piemēram, CO2 šķīst šķidrumos labāk nekā N2. Tāpēc slāpeklis alus burbuļu vietā rada mazākus un atšķirīgu mutes dobuma sajūtu. Tāpēc alus darītāji nitrē alu, izmantojot šķidru slāpekļa pilienus gāzveida slāpekļa vietā. Oglekļa dioksīds piešķir arī nelielu rūgtumu vai skābumu, ko slāpeklis nepiešķir, un tas var mainīt garšas profilu, saka cilvēki. Pāreja uz slāpekli neatrisinās visas oglekļa dioksīda problēmas.
“Potenciāls pastāv,” saka Čaks Skepeks, Alus darītāju institūta tehnisko alus darīšanas programmu direktors, “taču slāpeklis nav panaceja vai ātrs risinājums. CO2 un slāpeklis uzvedas diezgan atšķirīgi. Tvertnē ar gaisu būs sajaukts vairāk slāpekļa, nekā tad, ja CO2 tiks izvadīts no tvertnes. Tāpēc būs nepieciešams vairāk slāpekļa. Es to dzirdu atkal un atkal.”
“Viens alus darītājs, ko pazīstu, bija ļoti gudrs un sāka aizstāt ogļskābo gāzi ar slāpekli, un viņu alū bija daudz vairāk skābekļa, tāpēc tagad viņi, ja paveiksies, izmanto slāpekļa un ogļskābās gāzes maisījumu. Ne tikai: “Hei, mēs sāksim izmantot slāpekli, lai atrisinātu visas mūsu problēmas.” Ir patīkami redzēt daudz vairāk par to literatūrā, mēs sākam redzēt, ka arvien vairāk cilvēku veic pētījumus un, jūs zināt, izstrādā labāko praksi šai aizstāšanai.”
Šo gāzu piegāde būs atšķirīga, jo tām ir atšķirīgs blīvums, kas var radīt dažas izmaiņas inženiertehniskajās tehnoloģijās vai uzglabāšanas noteikumos. Noklausieties Džeisonu Perkinsu, Allagash Brewing Co. galveno alus darītāju, kurš pārrunā savas pudeļu pildīšanas līnijas un gāzes kolektora modernizāciju, lai spiediena trauku pildīšanai izmantotu CO2, bet hermētiķim un burbuļu sadalītājam – N2. Uzglabāšana var atšķirties.
“Noteikti pastāv dažas atšķirības, daļēji tāpēc, kā mēs iegūstam slāpekli,” sacīja Makkena. “Djūāra tvertnēs mēs iegūstam tīru šķidru slāpekli, tāpēc tā uzglabāšana ļoti atšķiras no mūsu CO2 tvertnēm: tās ir mazākas, uz rullīšiem un tiek uzglabātas saldētavā. Mēs to esam pacēluši nākamajā līmenī. Oglekļa dioksīdu uz slāpekli, taču atkal mēs ļoti rūpīgi pārdomājam, kā efektīvi un atbildīgi veikt pāreju, lai nodrošinātu, ka alus katrā solī ir visaugstākajā līmenī. Svarīgi ir tas, ka dažos gadījumos tā bija ļoti vienkārša “pievieno un lieto” nomaiņa, savukārt citos gadījumos bija nepieciešami ievērojami uzlabojumi materiālos, infrastruktūrā, ražošanā utt..”
Saskaņā ar šo izcilo rakstu no The Titus Co. (gaisa kompresoru, gaisa žāvētāju un gaisa kompresoru pakalpojumu piegādātāja ārpus Pensilvānijas), slāpekļa ģeneratori darbojas vienā no diviem veidiem:
Spiediena svārstību adsorbcija: Spiediena svārstību adsorbcija (PSA) darbojas, izmantojot oglekļa molekulāros sietus, lai atdalītu molekulas. Sietam ir tāda paša izmēra poras kā skābekļa molekulām, kas aiztur šīs molekulas, kad tās iziet cauri, un ļaujot lielākām slāpekļa molekulām iziet cauri. Pēc tam ģenerators izdala skābekli caur citu kameru. Šī procesa rezultātā slāpekļa tīrība var sasniegt 99,999%.
Slāpekļa ģenerēšana, izmantojot membrānu. Slāpekļa ģenerēšana, izmantojot membrānu, darbojas, atdalot molekulas, izmantojot polimēru šķiedras. Šīs šķiedras ir dobas, to virsmas poras ir pietiekami mazas, lai caur tām varētu iziet skābeklis, bet pārāk mazas, lai slāpekļa molekulas varētu noņemt skābekli no gāzes plūsmas. Ģeneratori, kas izmanto šo metodi, var ražot slāpekli līdz pat 99,5 % tīrības pakāpei.
PSA slāpekļa ģenerators ražo īpaši tīru slāpekli lielos apjomos un ar lielu plūsmas ātrumu, kas ir tīrākā slāpekļa forma, kas nepieciešama daudzām alus darītavām. Īpaši tīrs nozīmē 99,9995% līdz 99%. Membrānas slāpekļa ģeneratori ir ideāli piemēroti mazām alus darītavām, kurām nepieciešama maza tilpuma, mazas plūsmas alternatīva, kur ir pieņemama 99% līdz 99,9% tīrība.
Izmantojot jaunākās tehnoloģijas, Atlas Copco slāpekļa ģenerators ir kompakts rūpnieciskais gaisa kompresors ar īpašu membrānu, kas atdala slāpekli no saspiestā gaisa plūsmas. Amatniecības alus darītavas ir liela Atlas Copo mērķauditorija. Saskaņā ar Atlas Copco informatīvo dokumentu alus darītāji parasti maksā no 0,10 līdz 0,15 USD par kubikpēdu, lai ražotu slāpekli uz vietas. Kā tas salīdzināms ar jūsu CO2 izmaksām?
“Mēs piedāvājam sešas standarta paketes, kas aptver 80 % no visām alus darītavām — no dažiem tūkstošiem līdz simtiem tūkstošu barelu gadā,” saka Pīters Askini, Atlas Copco rūpniecisko gāzu biznesa attīstības vadītājs. “Alus darītava var palielināt savu slāpekļa ģeneratoru jaudu, lai nodrošinātu izaugsmi, vienlaikus saglabājot efektivitāti. Turklāt modulārā konstrukcija ļauj pievienot otru ģeneratoru, ja alus darītavas darbība ievērojami paplašinās.”
“Slāpekļa izmantošana nav paredzēta, lai pilnībā aizstātu CO2,” skaidro Askvīni, “taču mēs domājam, ka vīndari var samazināt savu patēriņu par aptuveni 70%. Galvenais virzītājspēks ir ilgtspējība. Jebkuram vīndarim ir ļoti viegli pašam ražot slāpekli. Neizmantojiet vairāk siltumnīcefekta gāzu.” Tas ir labāk videi Tas atmaksāsies jau no pirmā mēneša, kas tieši ietekmēs peļņu, ja tas neparādās pirms pirkšanas, nepērciet to. Šeit ir mūsu vienkāršie noteikumi. Pieprasījums pēc CO2 strauji pieaug, lai ražotu tādus produktus kā sausais ledus, kurā tiek izmantots liels CO2 daudzums un kas ir nepieciešams vakcīnu transportēšanai. ASV alus darītavas pauž bažas par piedāvājuma līmeni un domā, vai tās var saglabāt cenu līmeni atbilstoši alus darītavas vajadzībām.”
Kā jau minēts iepriekš, slāpekļa tīrība būs galvenā problēma amatniecības alus darītājiem. Tāpat kā CO2, slāpeklis mijiedarbosies ar alu vai misu un nesīs sev līdzi piemaisījumus. Tāpēc daudzi pārtikas un dzērienu slāpekļa ģeneratori tiks reklamēti kā bezeļļas iekārtas (uzziniet par bezeļļas kompresoru tīrības priekšrocībām pēdējā teikumā sānjoslā zemāk).
“Kad mēs saņemam CO2, mēs pārbaudām tā kvalitāti un piesārņojumu, kas ir vēl viena ļoti svarīga sadarbības ar labu piegādātāju sastāvdaļa,” sacīja Makkena. “Slāpeklis ir nedaudz atšķirīgs, tāpēc mēs joprojām iepērkam tīru šķidro slāpekli. Vēl viena lieta, ko mēs apsveram, ir atrast un noteikt cenu iekšējam slāpekļa ģeneratoram – atkal koncentrējoties uz slāpekli, ko tas ražo ar Purity, lai ierobežotu skābekļa uzņemšanu. Mēs to uzskatām par potenciālu investīciju, tāpēc vienīgie alus darītavas procesi, kas ir pilnībā atkarīgi no CO2, būs alus karbonizācija un krāna ūdens uzturēšana.”
“Taču viena ļoti svarīga lieta, kas jāpatur prātā – atkal lieta, ko šķiet grūti aizmirst, bet kas ir kritiski svarīga alus kvalitātes uzturēšanai – ir tā, ka jebkuram slāpekļa ģeneratoram ir jāražo slāpeklis ar precizitāti līdz otrajai zīmei aiz komata [t. i., 99,99 % tīrības pakāpe], lai ierobežotu skābekļa uzņemšanu un oksidēšanās risku. Šāds precizitātes un tīrības līmenis prasa lielākas slāpekļa ģeneratora izmaksas, bet nodrošina slāpekļa kvalitāti un līdz ar to arī alus kvalitāti.”
Alus darītājiem, izmantojot slāpekli, ir nepieciešams daudz datu un kvalitātes kontrole. Piemēram, ja alus darītājs alus pārvietošanai starp tvertnēm izmanto N2, visa procesa laikā ir jāuzrauga CO2 stabilitāte tvertnē un tvertnē vai pudelē. Dažos gadījumos tīrs N2 var nedarboties pareizi (piemēram, pildot traukus), jo tīrs N2 noņems CO2 no šķīduma. Tā rezultātā daži alus darītāji bļodas piepildīšanai izmantos 50/50 CO2 un N2 maisījumu, bet citi no tā pilnībā izvairīsies.
N2 Pro padoms: Parunāsim par apkopi. Slāpekļa ģeneratori tiešām ir gandrīz tikpat labi kā “iestati un aizmirsti”, taču daži palīgmateriāli, piemēram, filtri, ir jāmaina diezgan bieži. Parasti šī apkope ir nepieciešama aptuveni ik pēc 4000 stundām. Tā pati komanda, kas rūpējas par jūsu gaisa kompresoru, rūpēsies arī par jūsu ģeneratoru. Lielākā daļa ģeneratoru ir aprīkoti ar vienkāršu kontrolieri, kas līdzīgs jūsu iPhone, un piedāvā pilnas lietotnes attālinātās uzraudzības iespējas.
Tvertnes attīrīšana no slāpekļa atšķiras no attīrīšanas ar slāpekli vairāku iemeslu dēļ. N2 labi sajaucas ar gaisu, tāpēc tas nemijiedarbojas ar O2, kā to dara CO2. N2 ir arī vieglāks par gaisu, tāpēc tas piepilda tvertni no augšas uz leju, savukārt CO2 to piepilda no apakšas uz augšu. Lai attīrītu uzglabāšanas tvertni, ir nepieciešams vairāk N2 nekā CO2, un bieži vien ir nepieciešama lielāka apstrāde ar lodveida strūklu. Vai jūs joprojām ietaupāt naudu?
Ar jauno rūpniecisko gāzi rodas arī jaunas drošības problēmas. Alus darītavai noteikti vajadzētu uzstādīt O2 sensorus, lai darbinieki varētu vizualizēt iekštelpu gaisa kvalitāti — tāpat kā mūsdienās ledusskapjos tiek glabāti N2 Djūāra trauki.
Taču rentabilitāte var viegli pārsniegt CO2 atgūšanas iekārtu izmaksas. Šajā tīmekļa seminārā Dions Kvins no Foth Production Solutions (inženierijas firmas) apgalvo, ka N2 ražošanas izmaksas ir no 8 līdz 20 USD par tonnu, savukārt CO2 uztveršana ar atgūšanas iekārtu izmaksā no 50 līdz 200 USD par tonnu.
Slāpekļa ģeneratoru priekšrocības ietver atkarības no līgumiem un CO2 un slāpekļa piegādēm novēršanu vai vismaz samazināšanu. Tas ietaupa uzglabāšanas vietu, jo alus darītavas var saražot un uzglabāt tik daudz, cik nepieciešams, tādējādi novēršot nepieciešamību uzglabāt un transportēt slāpekļa balonus. Tāpat kā ar CO2, slāpekļa piegādi un apstrādi sedz klients. Ar slāpekļa ģeneratoriem tā vairs nav problēma.
Slāpekļa ģeneratorus bieži vien ir viegli integrēt alus darītavas vidē. Mazākus slāpekļa ģeneratorus var piestiprināt pie sienas, lai tie neaizņemtu vietu uz grīdas un darbotos klusi. Šie maisi labi panes mainīgas apkārtējās vides temperatūras un ir ļoti izturīgi pret temperatūras svārstībām. Tos var uzstādīt ārā, bet nav ieteicams īpaši augstam un zemam klimatam.
Ir daudz slāpekļa ģeneratoru ražotāju, tostarp Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb un Holtec Gas Systems. Neliels slāpekļa ģenerators piecu gadu nomas ar izpirkuma tiesībām programmas ietvaros varētu izmaksāt aptuveni 800 USD mēnesī, sacīja Askvini.
“Dienas beigās, ja slāpeklis jums ir piemērots, jums ir pieejami dažādi piegādātāji un tehnoloģijas, no kuriem izvēlēties,” sacīja Askvīni. “Atrodiet sev piemērotāko un pārliecinieties, ka labi izprotat kopējās īpašumtiesību izmaksas [kopējās īpašumtiesību izmaksas], un salīdziniet ierīču enerģijas un uzturēšanas izmaksas. Bieži vien jūs atklāsiet, ka lētākā iegāde nav piemērota jūsu darbam.”
Slāpekļa ģeneratoru sistēmas izmanto gaisa kompresoru, un lielākajai daļai amatniecības alus darītavu tāds jau ir, kas ir ērti.
Kādus gaisa kompresorus izmanto amatniecības alus darītavās? Stumj šķidrumu caur caurulēm un tvertnēm. Enerģija pneimatiskai transportēšanai un vadībai. Misas, rauga vai ūdens aerācija. Vadības vārsts. Attīrīšanas gāze, lai tīrīšanas laikā izspiestu dubļus no tvertnēm un palīdzētu caurumu tīrīšanā.
Daudzās alus darītavu lietojumprogrammās ir nepieciešams īpaši izmantot 100% eļļas nesaturošus gaisa kompresorus. Ja eļļa nonāk saskarē ar alu, tā iznīcina raugu un saplacina putas, kas sabojā dzērienu un padara alu sliktu.
Tas ir arī drošības risks. Tā kā pārtikas un dzērienu rūpniecība ir ļoti jutīga, pastāv stingri kvalitātes un tīrības standarti, un tas ir pamatoti. Piemērs: Sullair SRL sērijas bezeļļas gaisa kompresori no 10 līdz 15 ZS (no 7,5 līdz 11 kW) ir labi piemēroti amatniecības alus darītavām. Alus darītavas novērtē šāda veida iekārtu klusumu. SRL sērija piedāvā zemu trokšņa līmeni līdz 48 dBA, padarot kompresoru piemērotu lietošanai telpās bez atsevišķas skaņu necaurlaidīgas telpas.
Kad tīrs gaiss ir kritiski svarīgs, piemēram, alus darītavās un amatniecības alus darītavās, bezeļļas gaiss ir būtisks. Eļļas daļiņas saspiestā gaisā var piesārņot pakārtotos procesus un ražošanu. Tā kā daudzas alus darītavas saražo tūkstošiem barelu vai vairākas kastes alus gadā, neviens nevar atļauties uzņemties šādu risku. Bezeļļas kompresori ir īpaši piemēroti lietojumiem, kuros gaiss ir tiešā saskarē ar izejvielām. Pat lietojumos, kuros nav tieša kontakta starp sastāvdaļām un gaisu, piemēram, iepakošanas līnijās, bezeļļas kompresors palīdz uzturēt galaprodukta tīrību, nodrošinot sirdsmieru.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 6. janvāris