As cervejarias artesanais usam o CO2 em um número surpreendente de aplicações no processo de fabricação, embalagem e porção: mover cerveja ou produto de tanque para tanque, carbonizar um produto, purificar oxigênio antes de embalar, embalar cerveja no processo, pré-fluir tanques britânicos após limpar e higienizar, engarrafar cerveja em um restaurante ou bar. Isso é apenas para iniciantes.
"Usamos o CO2 em toda a cervejaria e bar", diz Max McKenna, gerente sênior de marketing da Dorchester Brewing Co., com sede 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 que ele precisa operar (leia sobre todos os motivos dessa escassez aqui).
"Por causa de nossos contratos, nossos atuais fornecedores de CO2 não aumentaram seus preços, apesar dos aumentos de preços 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 transferir muitas operações para o nitrogênio", continuou McKenna. “Alguns dos mais importantes foram limpar as latas e cobrir o gás durante o processo de conservas e vedação. Esta é de longe a maior adição para nós, porque esses processos exigem muito CO2. Durante muito tempo, tivemos uma fábrica de nitro especial. Usamos um gerador especial de nitrogênio para produzir todo o nitrogênio para o bar - para uma linha nitro dedicada e nossa mistura de cerveja. ”
N2 é o gás inerte mais econômico para produzir e pode ser usado em porões de cervejarias artesanais, lojas de garrafas e bares. O N2 é mais barato que o CO2 para bebidas e geralmente é mais disponível, dependendo da disponibilidade em sua área.
O N2 pode ser comprado como um gás em cilindros de alta pressão ou como um líquido em orvalhos ou grandes tanques de armazenamento. O nitrogênio também pode ser produzido no local usando um gerador de nitrogênio. Os geradores de nitrogênio trabalham removendo moléculas de oxigênio do ar.
O nitrogênio é o elemento mais abundante (78%) na atmosfera da Terra, o restante é o oxigênio e os gases de rastreamento. Também o torna mais amigável ao emitir menos CO2.
Na fabricação de cerveja e embalagem, o N2 pode ser usado para manter o oxigênio fora da cerveja. Quando usado corretamente (a maioria das pessoas mistura o CO2 com N2 ao trabalhar com cerveja carbonatada) pode ser usada para limpar tanques, transferir cerveja de tanque para tanque, pressurize as barris antes do armazenamento, enquanto aera sob tampas. Ingrediente para sabor e sensação na boca. Em barras, o nitro é usado em linhas de água da torneira para nitropiv, bem como aplicações de alta pressão/longa distância, onde o nitrogênio é misturado com uma certa porcentagem de CO2 para impedir que a cerveja espuma na torneira. O N2 pode até ser usado como um gás fervilhado para desgosto da água, se isso fizer parte do seu processo.
Agora, como mencionamos em nosso artigo anterior sobre deficiência de CO2, o nitrogênio não é um substituto exato para o CO2 em todas as aplicações de fabricação de cerveja. Esses gases se comportam de maneira diferente. Eles têm pesos moleculares diferentes e densidades diferentes.
Por exemplo, o CO2 é mais solúvel em líquidos que N2. É por isso que o nitrogênio fornece bolhas menores e uma sensação de boca diferente na cerveja. É por isso que os fabricantes de cerveja usam gotas de nitrogênio líquido em vez de nitrogênio gasoso para cerveja nitrato. O dióxido de carbono também adiciona uma pitada de amargura ou acidez que o nitrogênio não, o que pode alterar o perfil de sabor, dizem as pessoas. A mudança para o nitrogênio não resolverá todos os problemas de dióxido de carbono.
"Há potencial", diz Chuck Skepek, diretor de programas de cerveja técnica do Brewers Institute, "mas o nitrogen não é uma panacéia ou uma solução rápida. O CO2 e o nitrogênio se comportam de maneira bastante diferente. Você obterá mais nitrogênio misturado com o ar no tanque do que se você limpar o CO2. Portanto, exigirá mais nitrogênio. Eu ouço isso repetidamente.
“Um cervejeiro que eu conheço foi realmente 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 o Nitrogen para resolver todos os nossos problemas. É bom ver muito mais sobre isso na literatura, estamos começando a ver mais pessoas realmente pesquisando e, você sabe, para criar práticas recomendadas para esse substituto.
A entrega desses gases será diferente, pois eles têm densidades diferentes que podem resultar em algumas alterações de engenharia ou armazenamento. Ouça Jason Perkins, mestre cervejeiro da Allagash Brewing Co., discuta a atualização de sua linha de engarrafamento e o coletor de gás para usar o CO2 para enchimento pressurizado da tigela e N2 para disjuntor de selante e bolha. O armazenamento pode variar.
"Definitivamente, existem algumas diferenças, em parte por causa de como obtemos nitrogênio", disse McKenna. “Temos nitrogênio líquido puro em orvalhos, portanto, armazená -lo é muito diferente dos nossos tanques de CO2: eles são menores, em rolos e armazenados em um freezer. Levamos para o próximo nível. Dióxido de carbono para nitrogênio, mas, novamente, temos muito cuidado com a transição de maneira eficiente e responsável para garantir que a cerveja esteja no seu nível mais alto a cada passo do caminho. Chave, em alguns casos, foi uma substituição muito simples de plug and play, enquanto em outros casos exigiu melhorias significativas em materiais, infraestrutura, fabricação etc. ”
De acordo com este excelente artigo da Titus Co. (fornecedor de compressores de ar, secadores de ar e serviços de compressor de ar fora da Pensilvânia), os geradores de nitrogênio operam de duas maneiras:
Adsorção de giro de pressão: A adsorção de giro de pressão (PSA) funciona usando peneiras moleculares de carbono para separar as moléculas. A peneira tem poros do mesmo tamanho que as moléculas de oxigênio, prendendo essas moléculas à medida que passam e permitindo as moléculas maiores de nitrogênio. O gerador libera o oxigênio através de outra câmara. O resultado desse processo é que a pureza do nitrogênio pode atingir 99,999%.
Geração da membrana de nitrogênio. A geração de nitrogênio da membrana funciona separando as moléculas usando fibras poliméricas. Essas fibras são ocas, com os poros da superfície pequenos o suficiente para permitir que o oxigênio passe, mas pequeno demais para moléculas de nitrogênio remover o oxigênio da corrente de gás. Os geradores que usam esse método podem produzir nitrogênio até 99,5% puro.
Bem, o gerador de nitrogênio PSA produz nitrogênio ultra-puro em grandes volumes e em altas taxas de fluxo, a forma mais pura de nitrogênio que muitas cervejarias exigem. Ultrapure significa 99.9995% a 99%. Os geradores de nitrogênio da membrana são ideais para pequenas cervejarias que requerem uma alternativa de baixo volume e baixo fluxo, onde é aceitável 99% a 99,9% de pureza.
Usando 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 da corrente de ar comprimida. As cervejarias artesanais são um grande público -alvo para a Atlas Copo. De acordo com um papel branco da ATLAS COPCO, os fabricantes de cerveja geralmente 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 cobrem 80% de todas as cervejarias - de alguns milhares a centenas de milhares de barris por ano", diz 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 que um segundo gerador seja adicionado se as operações da cervejaria se expandirem significativamente. ”
“O uso de nitrogênio não se destina a substituir completamente o CO2”, explica Asquini, “mas achamos 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 enólogo produzir nitrogênio por conta própria. Não use mais gases de efeito estufa. ” O que é melhor para o ambiente que será recompensado desde o primeiro mês, que afetará diretamente os resultados, se não aparecer antes de comprar, não compre. Aqui estão nossas regras simples. A demanda por CO2 está disparando para produzir esses produtos, como gelo seco, que usa grandes quantidades de CO2 e é necessário para transportar vacinas. As cervejarias nos EUA estão expressando preocupação com o nível de oferta e se perguntando se podem manter o nível de preço consistente com as necessidades da cervejaria. ”
Como mencionado anteriormente, a pureza do nitrogênio será uma grande preocupação para os fabricantes de cerveja artesanal. Assim como o CO2, o nitrogênio interage com a cerveja ou o mosto e carrega impurezas junto com ela. É por isso que muitos geradores de nitrogênio de alimentos e bebidas serão anunciados como unidades livres de petróleo (aprenda sobre os benefícios de limpeza dos compressores sem petróleo na última frase na barra lateral abaixo).
"Quando recebemos o CO2, verificamos sua qualidade e contaminação, que é outra parte muito importante do trabalho 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 produz com pureza para limitar a captação de oxigênio. Vemos isso como um investimento em potencial; portanto, os únicos processos na cervejaria que são completamente dependentes do CO2 serão a carbonatação da cerveja e a manutenção da água da torneira.
“Mas uma coisa realmente importante a ter em mente - novamente, algo que parece exigente ignorar, mas é fundamental para manter a qualidade da cerveja - é que qualquer gerador de nitrogênio precisa produzir nitrogênio no segundo lugar decimal [ou seja, 99,99% de pureza] para limitar a captação de oxigênio e o risco de oxidação. Esse nível de precisão e pureza requer mais custos do gerador de nitrogênio, mas garante a qualidade do nitrogênio e, portanto, a qualidade da cerveja. ”
Os fabricantes de cerveja exigem muitos dados e controle de qualidade ao usar nitrogênio. Por exemplo, se um cervejeiro usa N2 para mover a cerveja entre os 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 preencher recipientes) porque o N2 puro removerá o CO2 da solução. Como resultado, alguns cervejeiros usarão uma mistura 50/50 de CO2 e N2 para encher a tigela, enquanto outros a evitarão completamente.
Dica N2 Pro: vamos falar de manutenção. Os geradores de nitrogênio estão realmente o mais próximo de "defini-lo e esquecê-lo" possível, mas alguns consumíveis, como filtros, exigem substituição semi-regular. Normalmente, esse serviço é necessário aproximadamente a cada 4000 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 seu iPhone e oferece recursos completos de monitoramento remoto de aplicativos.
A purga do tanque difere da purga de nitrogênio por várias razões. N2 se mistura bem com o ar, para que não interaja com 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 preciso mais N2 do que CO2 para limpar um tanque de armazenamento e geralmente requer mais explosão de tiro. Você ainda está economizando dinheiro?
Novas questões de segurança também surgem com o novo gás industrial. Uma cervejaria definitivamente deve instalar sensores de O2 para que os funcionários possam visualizar a qualidade do ar interno - assim como você tem o N2 Dewars armazenados em geladeiras atualmente.
Mas a lucratividade pode superar facilmente as plantas 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 captura o CO2 com uma planta de recuperação custa entre US $ 50 e US $ 200 por tonelada.
Os benefícios dos geradores de nitrogênio incluem eliminar ou pelo menos reduzir a dependência de contratos e suprimentos de CO2 e nitrogênio. Isso economiza espaço de armazenamento, pois as cervejarias podem produzir e armazenar o quanto precisam, eliminando a necessidade de armazenar e transportar garrafas de nitrogênio. Como no CO2, o envio e o manuseio do nitrogênio são pagos pelo cliente. Com os nitrogeradores, isso não é mais um problema.
Os geradores de nitrogênio geralmente são fáceis de integrar em um ambiente de cervejaria. Geradores menores de nitrogênio podem ser montados na parede para que não ocupem espaço e operem silenciosamente. Esses sacos lidam bem com a mudança de temperaturas ambientais e são muito resistentes às flutuações de temperatura. Pode ser instalado ao ar livre, mas não é recomendado para climas extremos 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 sob um programa de arrendamento de cinco anos, disse Asquini.
"No final do dia, se o nitrogênio é adequado para você, você terá uma variedade de fornecedores e tecnologias para escolher", disse Asquini. “Encontre qual é o certo para você e verifique se você tem um bom entendimento do custo total de propriedade [custo total de propriedade] e compare os custos de energia e manutenção entre os dispositivos. Muitas vezes, você descobrirá que comprar o mais barato não é adequado para o seu trabalho. ”
Os sistemas de geradores de nitrogênio usam um compressor de ar, e a maioria das cervejarias artesanais já possui uma, o que é útil.
Quais compressores de ar são usados em cervejarias artesanais? Empurra o fluido através de tubos e tanques. Energia para transmissão e controle pneumáticos. Aeração de mosto, fermento ou água. válvula de controle. Purge o gás para forçar a lama a sair dos tanques durante a limpeza e ajudar na limpeza de orifícios.
Muitas aplicações de cervejaria exigem o uso especial de 100% de compressores de ar sem óleo. Se o óleo entrar em contato com a cerveja, ele mata o fermento e achata a espuma, o que estraga a bebida e torna a cerveja ruim.
É também um risco de segurança. Como a indústria de alimentos e bebidas é muito sensível, existem rigorosos padrões de qualidade e pureza em vigor, e com razão. Exemplo: Sullair SRL Series sem compressores de ar sem óleo de 10 a 15 hp. (de 7,5 a 11 kW) são adequados para cervejarias artesanais. As cervejarias desfrutam da tranquilidade desses tipos de máquinas. A série SRL oferece baixos níveis de ruído para 48DBA, tornando o compressor adequado para uso interno sem uma sala à prova de som separada.
Quando o ar limpo é crítico, como em cervejarias e cervejarias artesanais, o ar livre de óleo é essencial. As partículas de óleo no ar comprimido podem contaminar processos e produção a jusante. Como muitas cervejarias produzem milhares de barris ou vários casos de cerveja por ano, ninguém pode se dar ao luxo de correr esse risco. Os compressores sem óleo são especialmente adequados para aplicações em que o ar está em contato direto com a matéria-prima. Mesmo em aplicações em que não há contato direto entre ingredientes e ar, como nas linhas de embalagem, um compressor sem óleo ajuda a manter o produto final limpo para tranquilidade.
Hora de postagem: Jan-06-2023