Cervejarias artesanais utilizam CO2 em um número surpreendente de aplicações no processo de fabricação, envase e serviço: transportar cerveja ou produto de um tanque para outro, carbonizar um produto, purificar oxigênio antes do envase, envasar cerveja durante o processo, pré-lavar tanques de brit após a limpeza e higienização, engarrafar chope em um restaurante ou bar. Isso é só o começo.
“Usamos CO2 em toda a cervejaria e no bar”, diz Max McKenna, gerente sênior de marketing da Dorchester Brewing Co., sediada em Boston. Servindo cerveja em todas as etapas do processo.
Como muitas cervejarias artesanais, a Dorchester Brewing está enfrentando uma escassez de CO2 de qualidade comercial necessária para operar (leia sobre todos os motivos para essa escassez aqui).
“Por causa dos nossos contratos, nossos atuais fornecedores de CO2 não aumentaram seus preços, apesar dos aumentos em outras partes do mercado”, disse McKenna. “Até agora, o impacto tem sido principalmente na distribuição limitada.”
Para compensar a falta de CO2, a Dorchester Brewing usa nitrogênio em vez de CO2 em alguns casos.
“Conseguimos migrar muitas operações para o nitrogênio”, continuou McKenna. “Algumas das mais importantes foram a limpeza das latas e a cobertura do gás durante o processo de enlatamento e selagem. Esta é, de longe, a maior adição para nós, pois esses processos exigem muito CO2. Por muito tempo, tivemos uma planta de nitro especial. Usamos um gerador de nitrogênio especial para produzir todo o nitrogênio para o bar – para uma linha dedicada de nitro e para o nosso blend de cerveja.”
O N2 é o gás inerte mais econômico de produzir e pode ser usado em porões de cervejarias artesanais, lojas de bebidas e bares. O N2 é mais barato que o CO2 para bebidas e geralmente mais disponível, dependendo da disponibilidade na sua região.
O N2 pode ser adquirido como gás em cilindros de alta pressão ou como líquido em tanques Dewar ou grandes tanques de armazenamento. O nitrogênio também pode ser produzido no local usando um gerador de nitrogênio. Os geradores de nitrogênio funcionam removendo moléculas de oxigênio do ar.
O nitrogênio é o elemento mais abundante (78%) na atmosfera terrestre, sendo o restante oxigênio e gases residuais. Isso também o torna mais ecológico, pois emite menos CO2.
Na fabricação de cerveja e no envase, o N2 pode ser usado para manter o oxigênio fora da cerveja. Quando usado corretamente (a maioria das pessoas mistura CO2 com N2 ao trabalhar com cerveja carbonatada), o N2 pode ser usado para limpar tanques, transferir cerveja de um tanque para outro, pressurizar barris antes do armazenamento e arejar sob as tampas. Ingrediente essencial para sabor e sensação na boca. Em bares, o nitro é usado em tubulações de água da torneira para nitropiv, bem como em aplicações de alta pressão/longa distância, onde o nitrogênio é misturado a uma determinada porcentagem de CO2 para evitar que a cerveja espume na torneira. O N2 pode até ser usado como gás de fervura para desgaseificação da água, se isso fizer parte do seu processo.
Como mencionamos em nosso artigo anterior sobre deficiência de CO2, o nitrogênio não é um substituto exato para o CO2 em todas as aplicações cervejeiras. Esses gases se comportam de maneira diferente. Eles têm pesos moleculares e densidades diferentes.
Por exemplo, o CO2 é mais solúvel em líquidos do que o N2. É por isso que o nitrogênio produz bolhas menores e uma sensação diferente na boca da cerveja. É por isso que os cervejeiros usam gotas de nitrogênio líquido em vez de nitrogênio gasoso para nitrar a cerveja. O dióxido de carbono também adiciona um toque de amargor ou acidez que o nitrogênio não adiciona, o que pode alterar o perfil de sabor, dizem os especialistas. Mudar para nitrogênio não resolverá todos os problemas com dióxido de carbono.
“Há potencial”, diz Chuck Skepek, diretor de programas técnicos de fabricação de cerveja no Brewers Institute, “mas o nitrogênio não é uma panaceia nem uma solução rápida. O CO2 e o nitrogênio se comportam de maneira bem diferente. Você terá mais nitrogênio misturado ao ar no tanque do que se purgasse o CO2. Portanto, será necessário mais nitrogênio. Ouço isso repetidamente.
Um cervejeiro que conheço foi muito inteligente e começou a substituir o dióxido de carbono por nitrogênio, e sua cerveja tinha muito mais oxigênio, então agora eles usam uma mistura de nitrogênio e dióxido de carbono, com um pouco mais de sorte. Não apenas: "Ei, vamos começar a usar nitrogênio para resolver todos os nossos problemas". É bom ver muito mais sobre isso na literatura, estamos começando a ver mais pessoas realmente pesquisando e, sabe, desenvolvendo as melhores práticas para essa substituição.
O fornecimento desses gases será diferente, pois eles têm densidades diferentes, o que pode resultar em algumas alterações de engenharia ou armazenamento. Ouça Jason Perkins, mestre cervejeiro da Allagash Brewing Co., discutir a atualização de sua linha de engarrafamento e coletor de gás para usar CO2 para enchimento pressurizado da tigela e N2 para selante e antibolhas. O armazenamento pode variar.
“Definitivamente, existem algumas diferenças, em parte devido à forma como obtemos o nitrogênio”, disse McKenna. “Obtemos nitrogênio líquido puro em dewars, então armazená-lo é muito diferente dos nossos tanques de CO2: eles são menores, sobre rolos e armazenados em um freezer. Levamos isso para o próximo nível. dióxido de carbono para nitrogênio, mas, novamente, somos muito cuidadosos em como fazer a transição de forma eficiente e responsável para garantir que a cerveja esteja em seu nível mais alto em cada etapa do processo. Fundamental, em alguns casos, foi uma substituição plug and play muito simples, enquanto em outros casos exigiu melhorias significativas em materiais, infraestrutura, fabricação, etc.”
De acordo com este excelente artigo da The Titus Co. (um fornecedor de compressores de ar, secadores de ar e serviços de compressores de ar fora da Pensilvânia), os geradores de nitrogênio operam de duas maneiras:
Adsorção por oscilação de pressão: A adsorção por oscilação de pressão (PSA) utiliza peneiras moleculares de carbono para separar moléculas. A peneira possui poros do mesmo tamanho das moléculas de oxigênio, retendo essas moléculas à medida que passam e permitindo a passagem das moléculas maiores de nitrogênio. O gerador então libera oxigênio por outra câmara. O resultado desse processo é que a pureza do nitrogênio pode chegar a 99,999%.
Geração de nitrogênio por membrana. A geração de nitrogênio por membrana funciona separando moléculas usando fibras poliméricas. Essas fibras são ocas, com poros superficiais pequenos o suficiente para permitir a passagem do oxigênio, mas pequenos demais para que as moléculas de nitrogênio removam o oxigênio do fluxo de gás. Geradores que utilizam esse método podem produzir nitrogênio com pureza de até 99,5%.
Bem, o gerador de nitrogênio PSA produz nitrogênio ultrapuro em grandes volumes e com altas vazões, a forma mais pura de nitrogênio que muitas cervejarias exigem. Ultrapuro significa 99,9995% a 99%. Os geradores de nitrogênio de membrana são ideais para pequenas cervejarias que exigem uma alternativa de baixo volume e baixa vazão, onde 99% a 99,9% de pureza é aceitável.
Utilizando a mais recente tecnologia, o gerador de nitrogênio da Atlas Copco é um compressor de ar industrial compacto com um diafragma especial que separa o nitrogênio do fluxo de ar comprimido. Cervejarias artesanais são um grande público-alvo da Atlas Copco. De acordo com um white paper da Atlas Copco, as cervejarias normalmente pagam entre US$ 0,10 e US$ 0,15 por pé cúbico para produzir nitrogênio no local. Como isso se compara aos seus custos de CO2?
“Oferecemos seis pacotes padrão que abrangem 80% de todas as cervejarias – de alguns milhares a centenas de milhares de barris por ano”, afirma Peter Askini, gerente de desenvolvimento de negócios para gases industriais da Atlas Copco. “Uma cervejaria pode aumentar a capacidade de seus geradores de nitrogênio para permitir o crescimento, mantendo a eficiência. Além disso, o design modular permite a adição de um segundo gerador caso as operações da cervejaria se expandam significativamente.”
“O uso de nitrogênio não visa substituir completamente o CO2”, explica Asquini, “mas acreditamos que os produtores de vinho podem reduzir seu consumo em cerca de 70%. A principal força motriz é a sustentabilidade. É muito fácil para qualquer produtor de vinho produzir nitrogênio por conta própria. Não use mais gases de efeito estufa.” O que é melhor para o meio ambiente. O retorno será compensador a partir do primeiro mês, o que afetará diretamente o resultado final. Se não aparecer antes de você comprar, não compre. Aqui estão nossas regras simples. A demanda por CO2 está disparando para a produção de tais produtos, como gelo seco, que usa grandes quantidades de CO2 e é necessário para transportar vacinas. Cervejarias nos EUA estão expressando preocupação com o nível de oferta e se perguntando se conseguirão manter o nível de preços consistente com as necessidades da cervejaria.
Como mencionado anteriormente, a pureza do nitrogênio será uma grande preocupação para cervejeiros artesanais. Assim como o CO2, o nitrogênio interage com a cerveja ou o mosto e carrega impurezas consigo. É por isso que muitos geradores de nitrogênio para alimentos e bebidas serão anunciados como unidades isentas de óleo (saiba mais sobre os benefícios de limpeza dos compressores isentos de óleo na última frase da barra lateral abaixo).
“Quando recebemos CO2, verificamos sua qualidade e contaminação, o que é outra parte muito importante de trabalhar com um bom fornecedor”, disse McKenna. “O nitrogênio é um pouco diferente, e é por isso que ainda compramos nitrogênio líquido puro. Outra coisa que estamos analisando é encontrar e precificar um gerador interno de nitrogênio – novamente, com foco no nitrogênio que ele produz com Purity para limitar a absorção de oxigênio. Vemos isso como um investimento potencial, portanto, os únicos processos na cervejaria que são completamente dependentes de CO2 serão a carbonatação da cerveja e a manutenção da água da torneira.
Mas um ponto muito importante a ser lembrado – novamente, algo que parece delicado ignorar, mas é crucial para manter a qualidade da cerveja – é que qualquer gerador de nitrogênio precisa produzir nitrogênio com precisão de até a segunda casa decimal [ou seja, 99,99% de pureza] para limitar a absorção de oxigênio e o risco de oxidação. Esse nível de precisão e pureza exige custos maiores com geradores de nitrogênio, mas garante a qualidade do nitrogênio e, portanto, a qualidade da cerveja.
Cervejeiros exigem muitos dados e controle de qualidade ao usar nitrogênio. Por exemplo, se um cervejeiro usa N2 para transportar cerveja entre tanques, a estabilidade do CO2 no tanque e no tanque ou garrafa deve ser monitorada durante todo o processo. Em alguns casos, o N2 puro pode não funcionar corretamente (por exemplo, ao encher recipientes), pois o N2 puro remove o CO2 da solução. Como resultado, alguns cervejeiros usam uma mistura 50/50 de CO2 e N2 para encher o recipiente, enquanto outros evitam completamente.
Dica profissional da N2: Vamos falar de manutenção. Os geradores de nitrogênio são realmente o mais próximo possível de "configure e esqueça", mas alguns consumíveis, como filtros, exigem substituição semirregular. Normalmente, essa manutenção é necessária aproximadamente a cada 4.000 horas. A mesma equipe que cuida do seu compressor de ar também cuidará do seu gerador. A maioria dos geradores vem com um controlador simples semelhante ao do seu iPhone e oferece recursos completos de monitoramento remoto por aplicativo.
A purga do tanque difere da purga com nitrogênio por vários motivos. O N2 se mistura bem com o ar, por isso não interage com o O2 como o CO2. O N2 também é mais leve que o ar, por isso enche o tanque de cima para baixo, enquanto o CO2 o enche de baixo para cima. É necessário mais N2 do que CO2 para purgar um tanque de armazenamento e, muitas vezes, requer mais jateamento de granalha. Você ainda está economizando dinheiro?
Novos problemas de segurança também surgem com o novo gás industrial. Uma cervejaria deve definitivamente instalar sensores de O2 para que os funcionários possam visualizar a qualidade do ar interno – assim como hoje em dia temos garrafas de N2 armazenadas em geladeiras.
Mas a lucratividade pode facilmente superar as usinas de recuperação de CO2. Neste webinar, Dion Quinn, da Foth Production Solutions (uma empresa de engenharia), afirma que a produção de N2 custa entre US$ 8 e US$ 20 por tonelada, enquanto a captura de CO2 com uma usina de recuperação custa entre US$ 50 e US$ 200 por tonelada.
Os benefícios dos geradores de nitrogênio incluem a eliminação ou, pelo menos, a redução da dependência de contratos e fornecimento de CO2 e nitrogênio. Isso economiza espaço de armazenamento, pois as cervejarias podem produzir e armazenar o quanto precisarem, eliminando a necessidade de armazenar e transportar garrafas de nitrogênio. Assim como no caso do CO2, o transporte e o manuseio do nitrogênio são pagos pelo cliente. Com os nitrogenadores, isso não é mais um problema.
Geradores de nitrogênio costumam ser fáceis de integrar ao ambiente de uma cervejaria. Geradores menores podem ser montados na parede, de modo que não ocupam espaço no chão e operam silenciosamente. Essas bolsas suportam bem as mudanças de temperatura ambiente e são muito resistentes a flutuações de temperatura. Podem ser instaladas ao ar livre, mas não são recomendadas para climas extremamente altos e baixos.
Existem muitos fabricantes de geradores de nitrogênio, incluindo Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb e Holtec Gas Systems. Um pequeno gerador de nitrogênio pode custar cerca de US$ 800 por mês em um programa de leasing com opção de compra por cinco anos, disse Asquini.
“No final das contas, se o nitrogênio for a solução ideal para você, você terá uma variedade de fornecedores e tecnologias para escolher”, disse Asquini. “Descubra qual é a melhor opção para você e certifique-se de ter uma boa compreensão do custo total de propriedade (TCO) e compare os custos de energia e manutenção entre os dispositivos. Muitas vezes, você descobrirá que comprar o mais barato não é a solução ideal para o seu trabalho.”
Os sistemas geradores de nitrogênio usam um compressor de ar, e a maioria das cervejarias artesanais já tem um, o que é útil.
Quais compressores de ar são usados em cervejarias artesanais? Impulsionam o fluido através de tubulações e tanques. Energia para transporte e controle pneumático. Aeração de mosto, levedura ou água. Válvula de controle. Gás de purga para forçar a saída da lama dos tanques durante a limpeza e auxiliar na limpeza dos furos.
Muitas aplicações cervejeiras exigem o uso especial de compressores de ar 100% isentos de óleo. Se o óleo entrar em contato com a cerveja, ele mata a levedura e achata a espuma, o que estraga a bebida e a torna ruim.
Também representa um risco à segurança. Como a indústria de alimentos e bebidas é muito sensível, existem padrões rigorosos de qualidade e pureza, e com razão. Exemplo: os compressores de ar isentos de óleo da série Sullair SRL de 10 a 15 hp (de 7,5 a 11 kW) são adequados para cervejarias artesanais. As cervejarias apreciam o silêncio desses tipos de máquinas. A série SRL oferece baixos níveis de ruído de até 48 dBA, tornando o compressor adequado para uso interno sem uma sala separada à prova de som.
Quando o ar limpo é crucial, como em cervejarias e cervejarias artesanais, o ar isento de óleo é essencial. Partículas de óleo no ar comprimido podem contaminar os processos subsequentes e a produção. Como muitas cervejarias produzem milhares de barris ou várias caixas de cerveja por ano, ninguém pode correr esse risco. Os compressores isentos de óleo são especialmente adequados para aplicações em que o ar está em contato direto com a matéria-prima. Mesmo em aplicações onde não há contato direto entre os ingredientes e o ar, como em linhas de embalagem, um compressor isento de óleo ajuda a manter o produto final limpo, proporcionando tranquilidade.
Horário da postagem: 06/01/2023