Käsitööõlletehased kasutavad CO2-d üllatavalt paljudes rakendustes õllepruulimise, pakendamise ja serveerimise protsessis: õlle või toote teisaldamisel mahutist mahutisse, toote karboniseerimisel, hapniku puhastamisel enne pakendamist, õlle pakkimisel protsessi käigus, Briti mahutite eelpesul pärast puhastamist ja desinfitseerimist, vaadiõlle villimisel restoranis või baaris. See on alles algus.
„Me kasutame CO2 kogu õlletehases ja baaris,“ ütleb Max McKenna, Bostonis asuva Dorchester Brewing Co. vanem turundusjuht, kes pakub õlut – igas protsessi etapis.
Nagu paljud käsitööõlletehased, seisab ka Dorchester Brewing silmitsi tegutsemiseks vajaliku kaubandusliku kvaliteediga CO2 puudusega (loe selle puuduse kõigi põhjuste kohta siit).
„Tänu meie lepingutele ei ole meie praegused CO2 tarnijad oma hindu tõstnud, hoolimata hinnatõusust turu teistes osades,“ ütles McKenna. „Seni on mõju olnud peamiselt piiratud jaotuses.“
CO2 puudumise kompenseerimiseks kasutab Dorchester Brewing mõnel juhul CO2 asemel lämmastikku.
„Saime paljudes tegevustes lämmastiku kasutamise üle minna,“ jätkas McKenna. „Mõned kõige olulisemad olid purkide puhastamine ja gaasi katmine purgimis- ja sulgemisprotsessi ajal. See on meie jaoks vaieldamatult suurim täiendus, sest need protsessid vajavad palju CO2. Pikka aega oli meil spetsiaalne nitrotehas. Kasutame spetsiaalset lämmastikugeneraatorit kogu lati lämmastiku tootmiseks – nii spetsiaalse nitroliini kui ka meie õllesegu jaoks.“
N2 on kõige ökonoomsem inertgaas tootmiseks ja seda saab kasutada käsitööõllede keldrites, pudelipoodides ja baarides. N2 on jookide jaoks odavam kui CO2 ja sageli kättesaadavam, olenevalt teie piirkonnas saadavusest.
N2-d saab osta gaasina kõrgsurveballoonides või vedelikuna Dewari mahutites või suurtes mahutites. Lämmastikku saab toota ka kohapeal lämmastikugeneraatori abil. Lämmastikugeneraatorid töötavad hapnikumolekulide eemaldamise teel õhust.
Lämmastik on Maa atmosfääris kõige levinum element (78%), ülejäänu on hapnik ja mikrogaasid. See muudab atmosfääri ka keskkonnasõbralikumaks, kuna see eraldab vähem CO2.
Õllepruulimisel ja pakendamisel saab N2-d kasutada hapniku õllest eemal hoidmiseks. Õige kasutamise korral (enamik inimesi segab gaseeritud õllega töötades CO2-d N2-ga) saab N2-d kasutada mahutite puhastamiseks, õlle ühest mahutist teise ülekandmiseks, vaatide survestamiseks enne ladustamist ja korkide all õhustamiseks. See on maitse ja suutunde parandamiseks mõeldud koostisosa. Baarides kasutatakse nitrot kraaniveetorustikes nitropropüülimiseks, samuti kõrgsurve-/pikamaarakendustes, kus lämmastikku segatakse teatud protsendi CO2-ga, et vältida õlle vahutamist kraanis. N2-d saab kasutada isegi aurustuva gaasina vee degaseerimiseks, kui see on osa teie protsessist.
Nagu me oma eelmises CO2 defitsiidi artiklis mainisime, ei ole lämmastik CO2 täpne asendaja kõigis õlletootmise rakendustes. Need gaasid käituvad erinevalt. Neil on erinev molekulmass ja erinev tihedus.
Näiteks CO2 lahustub vedelikes paremini kui N2. Seetõttu annab lämmastik õlles väiksemad mullid ja erineva suutunde. Seepärast kasutavad õlletootjad õlle nitreerimiseks gaasilise lämmastiku asemel vedela lämmastiku tilkasid. Süsinikdioksiid lisab ka kibedust või hapukust, mida lämmastik ei anna, mis võib inimeste sõnul muuta maitseprofiili. Lämmastikule üleminek ei lahenda kõiki süsinikdioksiidi probleeme.
„Potentsiaali on,“ ütleb Õlleinstituudi tehniliste õllepruulimisprogrammide direktor Chuck Skepek, „aga lämmastik ei ole imerohi ega kiirlahendus. CO2 ja lämmastik käituvad üsna erinevalt. Paagis seguneb õhuga rohkem lämmastikku kui CO2 eemaldamisel. Seega on vaja rohkem lämmastikku. Kuulen seda ikka ja jälle.“
„Üks õlletootja, keda ma tean, oli väga nutikas ja hakkas süsihappegaasi lämmastikuga asendama ning nende õlles oli palju rohkem hapnikku, seega kasutavad nad nüüd lämmastiku ja süsihappegaasi segu, kui neil veab. Mitte et nad lihtsalt mõtleksid: „Kuule, me hakkame lämmastikku kasutama kõigi oma probleemide lahendamiseks.“ On tore näha, et kirjanduses on sellest palju rohkem juttu, me näeme, et üha rohkem inimesi teeb uurimistööd ja töötab välja parimaid tavasid selle asendamise jaoks.“
Nende gaaside tarnimine on erinev, kuna neil on erinev tihedus, mis võib kaasa tuua mõningaid tehnilisi või ladustamisalaseid muudatusi. Kuulake, kuidas Jason Perkins, Allagash Brewing Co. õllepruulija, arutab oma villimisliini ja gaasikollektori uuendamist, et kasutada CO2 rõhu all oleva kausi täitmiseks ja N2 hermeetiku ja mullide purustaja jaoks. Säilitamine võib erineda.
„Kindlasti on mõningaid erinevusi, osaliselt tänu sellele, kuidas me lämmastikku saame,“ ütles McKenna. „Me saame puhast vedelat lämmastikku dewar-anumates, seega on selle säilitamine väga erinev meie CO2-paakidest: need on väiksemad, rullikutel ja neid hoitakse sügavkülmas. Oleme selle järgmisele tasemele viinud. Süsinikdioksiidist lämmastikuks, aga jällegi oleme väga ettevaatlikud selle suhtes, kuidas üleminek tõhusalt ja vastutustundlikult toimuda, et õlu oleks igal sammul oma kõrgeimal tasemel. Oluline on see, et mõnel juhul oli tegemist väga lihtsa pistikprogrammi asendamisega, samas kui teistel juhtudel nõudis see olulisi parandusi materjalides, infrastruktuuris, tootmises jne.“
Selle suurepärase artikli kohaselt ettevõttelt The Titus Co. (õhukompressorite, õhukuivatite ja õhukompressorite teenuste tarnija väljaspool Pennsylvaniat) töötavad lämmastikugeneraatorid ühel kahest viisist:
Rõhu kõikumisega adsorptsioon: Rõhu kõikumisega adsorptsioon (PSA) toimib süsinikmolekulaarsõelte abil molekulide eraldamiseks. Sõela poorid on sama suured kui hapniku molekulid, püüdes need molekulid kinni ja lastes suurematel lämmastikumolekulidel läbi pääseda. Seejärel vabastab generaator hapniku teise kambrisse. Selle protsessi tulemusena võib lämmastiku puhtus ulatuda 99,999%-ni.
Lämmastiku membraangenereerimine. Membraanlämmastiku genereerimine toimib molekulide eraldamise teel polümeerkiudude abil. Need kiud on õõnsad, mille pinnapoorid on piisavalt väikesed, et hapnik saaks läbi pääseda, kuid liiga väikesed, et lämmastikumolekulid saaksid gaasivoolust hapnikku eemaldada. Seda meetodit kasutavad generaatorid suudavad toota kuni 99,5% puhtusega lämmastikku.
PSA lämmastikugeneraator toodab ülipuhast lämmastikku suurtes kogustes ja suure voolukiirusega, mis on paljude õlletehaste jaoks vajalik puhtaim lämmastiku vorm. Ülipuhas tähendab 99,9995–99%. Membraanist lämmastikugeneraatorid sobivad ideaalselt väikestele õlletehastele, mis vajavad väikese mahu ja vooluhulgaga alternatiivi, kus 99–99,9% puhtus on vastuvõetav.
Atlas Copco lämmastikugeneraator on uusimat tehnoloogiat kasutav kompaktne tööstuslik õhukompressor, millel on spetsiaalne membraan, mis eraldab lämmastiku suruõhuvoolust. Käsitööõlletehased on Atlas Copo suur sihtrühm. Atlas Copco tehnilise dokumendi kohaselt maksavad õlletootjad lämmastiku kohapeal tootmise eest tavaliselt 0,10–0,15 dollarit kuupjala kohta. Kuidas see teie CO2-kuludega võrreldav on?
„Pakume kuut standardpaketti, mis katavad 80% kõigist õlletehastest – mõnest tuhandest kuni sadade tuhandete barrelideni aastas,“ ütleb Peter Askini, Atlas Copco tööstusgaaside äriarendusjuht. „Õlletehas saab oma lämmastikugeneraatorite võimsust suurendada, et võimaldada kasvu, säilitades samal ajal tõhususe. Lisaks võimaldab modulaarne disain lisada teise generaatori, kui õlletehase tegevus oluliselt laieneb.“
„Lämmastiku kasutamine ei ole mõeldud CO2 täielikuks asendamiseks,“ selgitab Asquini, „kuid meie arvates saavad veinivalmistajad oma tarbimist vähendada umbes 70%. Peamine liikumapanev jõud on jätkusuutlikkus. Igal veinivalmistajal on väga lihtne ise lämmastikku toota. Ärge kasutage rohkem kasvuhoonegaase.“ See on keskkonnale parem. See tasub end ära esimesest kuust, mis mõjutab otseselt lõpptulemust. Kui see enne ostmist ei ilmne, ärge ostke seda. Siin on meie lihtsad reeglid. Selliste toodete, näiteks kuivjää, tootmiseks, mis kasutab suures koguses CO2 ja on vajalik vaktsiinide transportimiseks, on CO2 nõudlus hüppeliselt kasvanud. USA õlletehased väljendavad muret pakkumise taseme pärast ja mõtlevad, kas nad suudavad hinnataset õlletehase vajadustega kooskõlas hoida.
Nagu varem mainitud, on lämmastiku puhtus käsitööõllede tootjate jaoks peamine mure. Nii nagu CO2, reageerib lämmastik õlle või virdega ja kannab endaga kaasa lisandeid. Seetõttu reklaamitakse paljusid toidu- ja joogitööstuse lämmastikugeneraatoreid õlivabade seadmetena (lisateavet õlivabade kompressorite puhtuse eeliste kohta leiate alloleva külgriba viimasest lausest).
„CO2 vastuvõtmisel kontrollime selle kvaliteeti ja saastumist, mis on hea tarnijaga töötamise juures veel üks väga oluline osa,“ ütles McKenna. „Lämmastik on veidi teistsugune, mistõttu ostame endiselt puhast vedelat lämmastikku. Teine asi, mida kaalume, on sisemise lämmastikugeneraatori leidmine ja hinnastamine – jällegi keskendudes lämmastikule, mida see Purity abil toodab, et piirata hapniku omastamist. Näeme seda potentsiaalse investeeringuna, seega on õlletehase ainsad protsessid, mis täielikult CO2-st sõltuvad, õlle gaseerimine ja kraanivee hooldus.“
„Kuid üks väga oluline asi, mida meeles pidada – jällegi asi, mille tähelepanuta jätmine tundub valiv, aga mis on õlle kvaliteedi säilitamiseks kriitilise tähtsusega – on see, et iga lämmastikugeneraator peab tootma lämmastikku teise kümnendkoha täpsusega [st 99,99% puhtusega], et piirata hapniku omastamist ja oksüdeerumise ohtu. Selline täpsuse ja puhtuse tase nõuab rohkem lämmastikugeneraatori kulusid, kuid tagab lämmastiku kvaliteedi ja seega ka õlle kvaliteedi.“
Lämmastiku kasutamisel vajavad õlletootjad palju andmeid ja kvaliteedikontrolli. Näiteks kui õlletootja kasutab õlle mahutite vahel liigutamiseks N2-d, tuleb kogu protsessi vältel jälgida CO2 stabiilsust mahutis ja mahutis või pudelis. Mõnel juhul ei pruugi puhas N2 korralikult toimida (näiteks mahutite täitmisel), sest puhas N2 eemaldab lahusest CO2. Seetõttu kasutavad mõned õlletootjad kausi täitmiseks CO2 ja N2 50/50 segu, teised aga väldivad seda täielikult.
N2 Pro nipp: Räägime hooldusest. Lämmastikugeneraatorite puhul on tõesti peaaegu sama, mis põhimõttel „seadista ja unusta“, aga mõned kulumaterjalid, näiteks filtrid, vajavad poolregulaarset vahetamist. Tavaliselt on see hooldus vajalik umbes iga 4000 töötunni järel. Sama meeskond, kes hoolitseb teie õhukompressori eest, hoolitseb ka teie generaatori eest. Enamikul generaatoritel on lihtne kontroller, mis sarnaneb teie iPhone'iga, ja need pakuvad täielikke rakenduse kaugseire võimalusi.
Paagi puhastamine erineb lämmastikuga puhastamisest mitmel põhjusel. N2 seguneb õhuga hästi, seega ei reageeri see O2-ga nagu CO2. N2 on ka õhust kergem, seega täidab see paagi ülevalt alla, CO2 aga alt üles. Mahuti puhastamiseks kulub rohkem N2 kui CO2 ja sageli on vaja rohkem haaveldamist. Kas säästate ikka veel raha?
Uue tööstusgaasiga tekivad ka uued ohutusprobleemid. Õlletehas peaks kindlasti paigaldama O2-andurid, et töötajad saaksid siseõhu kvaliteeti visualiseerida – just nagu tänapäeval külmkapis hoitakse N2-nõudeid.
Kuid kasumlikkus võib kergesti ületada CO2 taaskasutusjaamade oma. Selles veebinaris väidab Dion Quinn Foth Production Solutionsist (insenerifirma), et N2 tootmine maksab 8–20 dollarit tonni kohta, samas kui CO2 kogumine taaskasutusjaamas maksab 50–200 dollarit tonni kohta.
Lämmastikugeneraatorite eeliste hulka kuulub CO2 ja lämmastiku lepingutest ja tarnetest sõltuvuse kaotamine või vähemalt vähendamine. See säästab laoruumi, kuna õlletehased saavad toota ja ladustada nii palju kui vaja, välistades vajaduse lämmastikuballoonide ladustamise ja transportimise järele. Nagu CO2 puhul, tasub lämmastiku saatmise ja käitlemise klient. Lämmastikugeneraatoritega pole see enam probleem.
Lämmastikugeneraatoreid on õlletehase keskkonda sageli lihtne integreerida. Väiksemaid lämmastikugeneraatoreid saab seinale paigaldada, nii et need ei võta põrandapinda ja töötavad vaikselt. Need kotid taluvad hästi muutuvaid ümbritseva õhu temperatuure ja on väga vastupidavad temperatuurikõikumistele. Neid saab paigaldada õue, kuid ei ole soovitatav paigaldada äärmuslikult kõrge ja madala kliima korral.
Lämmastikugeneraatorite tootjaid on palju, sealhulgas Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb ja Holtec Gas Systems. Asquini sõnul võiks väike lämmastikugeneraator viieaastase rendilepingu alusel maksta umbes 800 dollarit kuus.
„Lõppkokkuvõttes, kui lämmastik on teie jaoks õige, on teil valida mitmesuguste tarnijate ja tehnoloogiate vahel,“ ütles Asquini. „Leidke endale sobiv ja veenduge, et teil on hea arusaam omamise kogukuludest ning võrrelge seadmete energia- ja hoolduskulusid. Tihti avastate, et odavaima ostmine ei sobi teie töö jaoks.“
Lämmastikugeneraatori süsteemid kasutavad õhukompressorit ja enamikul käsitööõlletehastel on see juba olemas, mis on mugav.
Milliseid õhukompressoreid kasutatakse käsitööõlletehastes? Lükkab vedelikku läbi torude ja mahutite. Energia pneumaatiliseks transportimiseks ja juhtimiseks. Virde, pärmi või vee õhustamiseks. Juhtventiil. Puhastusgaas muda väljasurumiseks mahutitest puhastamise ajal ja aukude puhastamise abistamiseks.
Paljud õlletehase rakendused nõuavad 100% õlivabade õhukompressorite spetsiaalset kasutamist. Kui õli puutub kokku õllega, hävitab see pärmi ja lamendab vahu, mis rikub joogi ja muudab õlle halvaks.
See on ka turvarisk. Kuna toidu- ja joogitööstus on väga tundlik valdkond, kehtivad seal ranged kvaliteedi- ja puhtusstandardid ning õigustatult. Näide: Sullair SRL seeria õlivabad õhukompressorid võimsusega 10–15 hj (7,5–11 kW) sobivad hästi käsitööõlletehastele. Õlletehased naudivad seda tüüpi masinate vaikset töötamist. SRL seeria pakub madalat mürataset kuni 48 dBA, mistõttu sobib kompressor kasutamiseks siseruumides ilma eraldi helikindla ruumita.
Kui puhas õhk on kriitilise tähtsusega, näiteks õlletehastes ja käsitööõlletehastes, on õlivaba õhk hädavajalik. Suruõhus olevad õliosakesed võivad saastata allavoolu protsesse ja tootmist. Kuna paljud õlletehased toodavad aastas tuhandeid barreleid või mitu kasti õlut, ei saa keegi endale seda riski lubada. Õlivabad kompressorid sobivad eriti hästi rakenduste jaoks, kus õhk on otseses kontaktis toorainega. Isegi rakendustes, kus koostisosade ja õhu vahel puudub otsene kontakt, näiteks pakendamisliinidel, aitab õlivaba kompressor hoida lõpptoote puhtana ja tagada meelerahu.
Postituse aeg: 06.01.2023