As cervejarias artesanais usam CO2 em um número surpreendente de aplicações no processo de fabricação de cerveja, embalagem e serviço: movimentação de cerveja ou produto de tanque em tanque, carbonização de um produto, purificação de oxigênio antes da embalagem, embalagem de cerveja no processo, pré-lavagem de tanques brit após a limpeza e higienização, engarrafamento de chope em restaurante ou bar.Isto é apenas o começo.
“Usamos CO2 em toda a cervejaria e no 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 enfrenta uma escassez do CO2 de qualidade comercial de que necessita para operar (leia sobre todas as razões para esta escassez aqui).
“Devido aos nossos contratos, os nossos actuais fornecedores de CO2 não aumentaram os seus preços, apesar dos aumentos de preços noutras partes do mercado”, disse McKenna.“Até agora, o impacto tem sido principalmente na distribuição limitada.”
Para compensar a falta de CO2, a Dorchester Brewing utiliza nitrogênio em vez de CO2 em alguns casos.
“Conseguimos migrar muitas operações para nitrogênio”, continuou McKenna.“Alguns dos mais importantes foram limpar as latas e cobrir o gás durante o processo de enlatamento e selagem.Esta é de longe a maior adição para nós porque estes processos requerem muito CO2.Durante muito tempo tivemos uma planta nitro especial.Usamos um gerador de nitrogênio especial para produzir todo o nitrogênio para a barra – para uma linha dedicada de nitro e nossa mistura de cerveja.”
O N2 é o gás inerte mais econômico de ser produzido 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 muitas vezes está mais disponível, dependendo da disponibilidade na sua área.
O N2 pode ser adquirido como gás em cilindros de alta pressão ou como líquido em Dewars 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, o restante é oxigênio e gases residuais.Também o torna mais ecológico, pois emite menos CO2.
Na fabricação de cerveja e na embalagem, 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 gaseificada), o N2 pode ser usado para limpar tanques, transferir cerveja de tanque para tanque, pressurizar barris antes do armazenamento, enquanto areja sob as tampas.ingrediente para sabor e sensação na boca.Em bares, o nitro é usado em linhas de água da torneira para nitropiv, bem como em aplicações de alta pressão/longa distância, onde o nitrogênio é misturado com uma certa porcentagem de CO2 para evitar que a cerveja espume na torneira.O N2 pode até ser usado como gás de ebulição para desgaseificação de 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 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 acrescenta um toque de amargor ou acidez que o nitrogênio não acrescenta, o que pode alterar o perfil do sabor, dizem as pessoas.Mudar para o nitrogênio não resolverá todos os problemas de dióxido de carbono.
“Há potencial”, diz Chuck Skepek, diretor de programas técnicos de fabricação de cerveja do Brewers Institute, “mas o nitrogênio não é uma panacéia ou uma solução rápida.O CO2 e o nitrogênio se comportam de maneira bastante diferente.Você obterá mais nitrogênio misturado ao ar do tanque do que se purgar o CO2.Portanto, será necessário mais nitrogênio.Eu ouço isso repetidamente.
“Um cervejeiro que conheço era muito inteligente e começou a substituir o dióxido de carbono por azoto, e a sua cerveja continha muito mais oxigénio, por isso agora utilizam uma mistura de azoto 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 fazendo pesquisas e, você sabe, criando melhores práticas para essa substituição.
A entrega destes gases será diferente, pois possuem 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 de tigelas e N2 para selante e quebra-bolhas.O armazenamento pode variar.
“Definitivamente existem algumas diferenças, em parte devido à forma como obtemos nitrogênio”, disse McKenna.“Conseguimos nitrogênio líquido puro em Dewars, então armazená-lo é muito diferente dos nossos tanques de CO2: eles são menores, sobre rolos e armazenados em freezer.Nós levamos isso para o próximo nível.dióxido de carbono para nitrogênio, mas, novamente, somos muito cuidadosos sobre como fazer a transição de forma eficiente e responsável para garantir que a cerveja esteja no 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. (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) funciona usando peneiras moleculares de carbono para separar moléculas.A peneira tem poros do mesmo tamanho que as moléculas de oxigênio, prendendo essas moléculas à medida que passam e permitindo a passagem das moléculas maiores de nitrogênio.O gerador então libera oxigênio através de outra câmara.O resultado deste processo é que a pureza do nitrogênio pode chegar a 99,999%.
Geração de membrana de nitrogênio.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 este método podem produzir nitrogênio com até 99,5% de pureza.
Bem, o gerador de nitrogênio PSA produz nitrogênio ultrapuro em grandes volumes e em altas vazões, a forma mais pura de nitrogênio que muitas cervejarias exigem.Ultrapuro significa 99,9995% a 99%.Os geradores de nitrogênio por membrana são ideais para pequenas cervejarias que exigem uma alternativa de baixo volume e baixo fluxo, onde a pureza de 99% a 99,9% 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.As cervejarias artesanais são um grande público-alvo da Atlas Copo.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 cobrem 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 e, ao mesmo tempo, manter a eficiência.Além disso, o design modular permite que um segundo gerador seja adicionado caso as operações da cervejaria se expandam significativamente.”
“A utilização de azoto não se destina a substituir completamente o CO2”, explica Asquini, “mas pensamos que os produtores de vinho podem reduzir o 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 meio ambiente Vai valer a pena desde o primeiro mês, o que vai afetar diretamente o resultado final, se não aparecer antes de comprar, não compre.Aqui estão nossas regras simples.A demanda por CO2 está disparando para produzir tais produtos, como gelo seco, que utiliza 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 conseguirão manter o nível de preços consistente com as necessidades da cervejaria.”
Conforme mencionado anteriormente, a pureza do nitrogênio será uma grande preocupação para os cervejeiros artesanais.Assim como o CO2, o nitrogênio irá interagir com a cerveja ou mosto e carregar consigo impurezas.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 a sua qualidade e contaminação, que é outra parte muito importante de trabalhar com um bom fornecedor”, disse McKenna.“O nitrogênio é um pouco diferente, por isso ainda compramos nitrogênio líquido puro.Outra coisa que estamos analisando é encontrar e definir o preço de um gerador interno de nitrogênio – novamente, com foco no nitrogênio que ele produz com Purity para limitar a absorção de oxigênio.Vemos isto como um investimento 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 difícil de ignorar, mas é fundamental para manter a qualidade da cerveja – é que qualquer gerador de nitrogênio precisa produzir nitrogênio até a segunda casa decimal [ou seja, 99,99% de pureza] para limitar o oxigênio. absorção e o risco de oxidação.Este nível de precisão e pureza exige maiores custos com o gerador de nitrogênio, mas garante a qualidade do nitrogênio e, portanto, a qualidade da cerveja.”
Os cervejeiros exigem muitos dados e controle de qualidade ao usar nitrogênio.Por exemplo, se uma cervejaria utiliza 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) 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 possível de “configurá-lo e esquecê-lo”, mas alguns consumíveis, como filtros, exigem substituição semirregular.Normalmente, esse serviço é necessário 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 seu iPhone e oferece recursos completos de monitoramento remoto de aplicativos.
A purga do tanque difere da purga de 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.Você ainda está economizando dinheiro?
Novas questões de segurança também surgem com o novo gás industrial.Definitivamente, uma cervejaria deve instalar sensores de O2 para que os funcionários possam visualizar a qualidade do ar interno - assim como você tem Dewars de N2 armazenados em geladeiras atualmente.
Mas a rentabilidade pode facilmente superar as instalações 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 planta de recuperação custa entre US$ 50 e US$ 200 por tonelada.
Os benefícios dos geradores de azoto incluem a eliminação ou pelo menos a redução da dependência de contratos e fornecimentos de CO2 e azoto.Isto economiza espaço de armazenamento, pois as cervejarias podem produzir e armazenar o quanto precisarem, eliminando a necessidade de armazenar e transportar garrafas de nitrogênio.Tal como acontece com o CO2, o transporte e o manuseamento do azoto são pagos pelo cliente.Com os nitrogeradores, isso não é mais um problema.
Os geradores de nitrogênio costumam ser fáceis de integrar ao ambiente de uma cervejaria.Geradores de nitrogênio menores podem ser montados na parede para que não ocupem espaço e funcionem silenciosamente.Esses sacos suportam bem as mudanças de temperatura ambiente e são muito resistentes às flutuações de temperatura.Pode ser instalado ao ar livre, mas não é recomendado 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 sob um programa de arrendamento de cinco anos, disse Asquini.
“No final das contas, se o nitrogênio for adequado para você, você terá uma variedade de fornecedores e tecnologias para escolher”, disse Asquini.“Descubra qual é o certo para você e certifique-se de ter 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 geradores de nitrogênio usam um compressor de ar, e a maioria das cervejarias artesanais já possui um, o que é útil.
Quais compressores de ar são usados em cervejarias artesanais?Empurra o fluido através de tubos e tanques.Energia para transporte e controle pneumático.Aeração de mosto, fermento ou água.válvula de controle.Purgue o gás para forçar a saída da lama dos tanques durante a limpeza e para auxiliar na limpeza dos furos.
Muitas aplicações em cervejarias exigem o uso especial de compressores de ar 100% isentos de óleo.Se o óleo entrar em contato com a cerveja, ele mata o fermento e alisa a espuma, o que estraga a bebida e estraga a cerveja.
Também é um risco de segurança.Como a indústria de alimentos e bebidas é muito sensível, existem padrões rígidos de qualidade e pureza, e com razão.Exemplo: 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 aproveitam o silêncio desse tipo de máquina.A série SRL oferece baixos níveis de ruído até 48dBA, tornando o compressor adequado para uso interno sem uma sala separada com isolamento acústico.
Quando o ar limpo é fundamental, como em cervejarias e cervejarias artesanais, o ar isento de óleo é essencial.Partículas de óleo no ar comprimido podem contaminar processos e produção posteriores.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 onde 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 para maior tranquilidade.
Horário da postagem: 06/01/2023