HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Handwerksbrauereien nutzen CO2 in überraschend vielen Anwendungen im Brau-, Verpackungs- und Servierprozess: beim Transport von Bier oder Produkten von Tank zu Tank, beim Karbonisieren eines Produkts, beim Reinigen von Sauerstoff vor dem Verpacken, beim Verpacken von Bier im Prozess, beim Vorspülen von Biertanks nach der Reinigung und Desinfizieren, Abfüllen von Fassbier in einem Restaurant oder einer Bar.Dies ist nur der Anfang.
„Wir verwenden in der gesamten Brauerei und Bar CO2“, sagt Max McKenna, Senior Marketing Manager bei der in Boston ansässigen Dorchester Brewing Co. Bier ausschenken – in jeder Phase des Prozesses.”
Wie viele Handwerksbrauereien ist auch Dorchester Brewing mit einem Mangel an CO2 in kommerzieller Qualität konfrontiert, den es für seinen Betrieb benötigt (lesen Sie hier alle Gründe für diesen Mangel).
„Aufgrund unserer Verträge haben unsere aktuellen CO2-Lieferanten ihre Preise trotz Preiserhöhungen in anderen Teilen des Marktes nicht erhöht“, sagte McKenna.„Bisher waren die Auswirkungen vor allem auf die begrenzte Verbreitung zurückzuführen.“
Um den CO2-Mangel auszugleichen, verwendet Dorchester Brewing in einigen Fällen Stickstoff anstelle von CO2.
„Wir konnten viele Betriebsabläufe auf Stickstoff umstellen“, fuhr McKenna fort.„Einige der wichtigsten Aufgaben waren das Reinigen der Dosen und das Abdecken des Gases während des Dosen- und Versiegelungsprozesses.Für uns ist das mit Abstand der größte Zuwachs, da diese Prozesse sehr viel CO2 benötigen.Wir hatten lange Zeit eine spezielle Nitroanlage.Wir verwenden einen speziellen Stickstoffgenerator, um den gesamten Stickstoff für die Bar zu produzieren – für eine spezielle Nitro-Linie und unsere Biermischung.“
N2 ist das am wirtschaftlichsten herzustellende Inertgas und kann in Kellern von Handwerksbrauereien, Flaschenläden und Bars verwendet werden.N2 ist in Getränken günstiger als CO2 und oft besser verfügbar, je nach Verfügbarkeit in Ihrer Region.
N2 kann als Gas in Hochdruckflaschen oder als Flüssigkeit in Dewar-Gefäßen oder großen Lagertanks erworben werden.Mit einem Stickstoffgenerator kann Stickstoff auch vor Ort erzeugt werden.Stickstoffgeneratoren funktionieren, indem sie Sauerstoffmoleküle aus der Luft entfernen.
Stickstoff ist das am häufigsten vorkommende Element (78 %) in der Erdatmosphäre, der Rest besteht aus Sauerstoff und Spurengasen.Außerdem ist es umweltfreundlicher, da Sie weniger CO2 ausstoßen.
Beim Brauen und Verpacken kann N2 verwendet werden, um Sauerstoff aus dem Bier fernzuhalten.Bei richtiger Anwendung (die meisten Leute mischen CO2 mit N2, wenn sie mit kohlensäurehaltigem Bier arbeiten) kann N2 zum Reinigen von Tanks, zum Umfüllen von Bier von Tank zu Tank, zum Unterdrucksetzen von Fässern vor der Lagerung und zum Belüften unter Deckeln verwendet werden.Zutat für Geschmack und Mundgefühl.In Bars wird Nitro in Leitungswasserleitungen für Nitroiv- sowie Hochdruck-/Langstreckenanwendungen verwendet, bei denen Stickstoff mit einem bestimmten Prozentsatz CO2 gemischt wird, um zu verhindern, dass das Bier vom Fass schäumt.N2 kann sogar als Boil-off-Gas zur Wasserentgasung verwendet werden, wenn dies Teil Ihres Prozesses ist.
Nun, wie wir in unserem vorherigen Artikel über CO2-Mangel erwähnt haben, ist Stickstoff nicht in allen Brauereianwendungen ein exakter Ersatz für CO2.Diese Gase verhalten sich unterschiedlich.Sie haben unterschiedliche Molekulargewichte und unterschiedliche Dichten.
Beispielsweise ist CO2 in Flüssigkeiten besser löslich als N2.Deshalb sorgt Stickstoff im Bier für kleinere Blasen und ein anderes Mundgefühl.Aus diesem Grund verwenden Brauer flüssige Stickstofftropfen anstelle von gasförmigem Stickstoff, um Bier zu nitrieren.Kohlendioxid fügt auch einen Hauch von Bitterkeit oder Säure hinzu, den Stickstoff nicht verursacht, was das Geschmacksprofil verändern kann, sagen die Leute.Die Umstellung auf Stickstoff wird nicht alle Kohlendioxidprobleme lösen.
„Es gibt Potenzial“, sagt Chuck Skepek, Direktor für technische Brauprogramme am Brewers Institute, „aber Stickstoff ist kein Allheilmittel oder eine schnelle Lösung.“CO2 und Stickstoff verhalten sich ganz unterschiedlich.Sie vermischen mehr Stickstoff mit der Luft im Tank, als wenn Sie das CO2 ablassen.Es wird also mehr Stickstoff benötigt.Das höre ich immer und immer wieder.
„Ein Brauer, den ich kenne, war wirklich schlau und begann, Kohlendioxid durch Stickstoff zu ersetzen, und sein Bier enthielt viel mehr Sauerstoff, also verwenden sie jetzt mit etwas mehr Glück eine Mischung aus Stickstoff und Kohlendioxid.nicht nur: „Hey, wir werden anfangen, Stickstoff zu verwenden, um alle unsere Probleme zu lösen.“Es ist schön, in der Literatur viel mehr darüber zu lesen. Wir sehen, dass immer mehr Leute tatsächlich Nachforschungen anstellen und, wie Sie wissen, Best Practices für diesen Ersatz entwickeln.
Die Lieferung dieser Gase wird unterschiedlich sein, da sie unterschiedliche Dichten haben, was zu einigen technischen oder speichertechnischen Änderungen führen kann.Hören Sie, wie Jason Perkins, Braumeister bei Allagash Brewing Co., über die Modernisierung seiner Abfülllinie und seines Gasverteilers spricht, um CO2 für die Druckbehälterbefüllung und N2 für Dichtmittel und Blasenbrecher zu verwenden.Die Lagerung kann variieren.
„Es gibt definitiv einige Unterschiede, teilweise aufgrund der Art und Weise, wie wir Stickstoff bekommen“, sagte McKenna.„Wir bekommen reinen flüssigen Stickstoff in Dewar-Gefässen, daher unterscheidet sich die Lagerung stark von unseren CO2-Tanks: Sie sind kleiner, auf Rollen und werden in einem Gefrierschrank gelagert.Wir haben es auf die nächste Stufe gebracht.Kohlendioxid zu Stickstoff, aber auch hier achten wir sehr sorgfältig darauf, wie wir den Übergang effizient und verantwortungsvoll gestalten, um sicherzustellen, dass das Bier bei jedem Schritt auf dem höchsten Niveau ist.Entscheidend war, dass es sich in einigen Fällen um einen sehr einfachen Plug-and-Play-Ersatz handelte, während in anderen Fällen erhebliche Verbesserungen bei Materialien, Infrastruktur, Fertigung usw. erforderlich waren.“
Laut diesem hervorragenden Artikel von The Titus Co. (einem Anbieter von Luftkompressoren, Lufttrocknern und Luftkompressordienstleistungen außerhalb von Pennsylvania) funktionieren Stickstoffgeneratoren auf zwei Arten:
Druckwechseladsorption: Bei der Druckwechseladsorption (PSA) werden Kohlenstoffmolekularsiebe zur Trennung von Molekülen eingesetzt.Das Sieb hat Poren in der gleichen Größe wie die Sauerstoffmoleküle, die diese Moleküle beim Durchgang einfangen und die größeren Stickstoffmoleküle durchlassen.Der Generator gibt dann Sauerstoff durch eine andere Kammer ab.Das Ergebnis dieses Prozesses ist, dass die Stickstoffreinheit 99,999 % erreichen kann.
Membranerzeugung von Stickstoff.Die Membran-Stickstofferzeugung erfolgt durch die Trennung von Molekülen mithilfe von Polymerfasern.Diese Fasern sind hohl und haben Oberflächenporen, die klein genug sind, um Sauerstoff durchzulassen, aber zu klein, als dass Stickstoffmoleküle Sauerstoff aus dem Gasstrom entfernen könnten.Generatoren, die diese Methode verwenden, können Stickstoff mit einer Reinheit von bis zu 99,5 % erzeugen.
Nun, der PSA-Stickstoffgenerator erzeugt hochreinen Stickstoff in großen Mengen und mit hohen Durchflussraten, die reinste Form von Stickstoff, die viele Brauereien benötigen.Ultrarein bedeutet 99,9995 % bis 99 %.Membran-Stickstoffgeneratoren sind ideal für kleine Brauereien, die eine Alternative mit geringem Volumen und geringem Durchfluss benötigen, bei der eine Reinheit von 99 % bis 99,9 % akzeptabel ist.
Der Stickstoffgenerator von Atlas Copco nutzt die neueste Technologie und ist ein kompakter Industrieluftkompressor mit einer speziellen Membran, die den Stickstoff vom Druckluftstrom trennt.Craft-Brauereien sind eine große Zielgruppe für Atlas Copo.Laut einem Whitepaper von Atlas Copco zahlen Brauereien in der Regel zwischen 0,10 und 0,15 US-Dollar pro Kubikfuß für die Stickstoffproduktion vor Ort.Wie verhält sich das im Vergleich zu Ihren CO2-Kosten?
„Wir bieten sechs Standardpakete an, die 80 % aller Brauereien abdecken – von einigen Tausend bis Hunderttausenden Barrel pro Jahr“, sagt Peter Askini, Business Development Manager für Industriegase bei Atlas Copco.„Eine Brauerei kann die Kapazität ihrer Stickstoffgeneratoren erhöhen, um Wachstum zu ermöglichen und gleichzeitig die Effizienz aufrechtzuerhalten.Darüber hinaus ermöglicht der modulare Aufbau die Ergänzung eines zweiten Generators, wenn der Betrieb der Brauerei erheblich erweitert wird.“
„Der Einsatz von Stickstoff soll CO2 nicht vollständig ersetzen“, erklärt Asquini, „aber wir gehen davon aus, dass Winzer ihren Verbrauch um etwa 70 % reduzieren können.“Die wichtigste treibende Kraft ist Nachhaltigkeit.Für jeden Winzer ist es sehr einfach, Stickstoff selbst zu produzieren.Verbrauchen Sie nicht noch mehr Treibhausgase.“Das ist besser für die Umwelt. Es zahlt sich ab dem ersten Monat aus, was sich direkt auf das Endergebnis auswirkt. Wenn es vor dem Kauf nicht angezeigt wird, kaufen Sie es nicht. Hier sind unsere einfachen Regeln. Die Nachfrage nach CO2 Die Herstellung solcher Produkte wie Trockeneis, das große Mengen CO2 verbraucht und für den Transport von Impfstoffen benötigt wird, nimmt rasant zu.Brauereien in den USA äußern Bedenken hinsichtlich des Angebotsniveaus und fragen sich, ob sie das Preisniveau im Einklang mit den Bedürfnissen der Brauerei halten können.“
Wie bereits erwähnt, wird die Reinheit des Stickstoffs für Craft Brewer ein großes Anliegen sein.Ebenso wie CO2 interagiert Stickstoff mit dem Bier oder der Würze und trägt Verunreinigungen mit sich.Aus diesem Grund werden viele Stickstoffgeneratoren für Lebensmittel und Getränke als ölfreie Geräte beworben (mehr über die Sauberkeitsvorteile ölfreier Kompressoren erfahren Sie im letzten Satz in der Seitenleiste unten).
„Wenn wir CO2 erhalten, prüfen wir dessen Qualität und Kontamination, was ein weiterer sehr wichtiger Teil der Zusammenarbeit mit einem guten Lieferanten ist“, sagte McKenna.„Stickstoff ist etwas anders, deshalb kaufen wir immer noch reinen flüssigen Stickstoff.Eine weitere Sache, mit der wir uns befassen, ist die Suche und Preisgestaltung eines internen Stickstoffgenerators – wiederum mit Schwerpunkt auf dem Stickstoff, der mit Purity erzeugt wird, um die Sauerstoffaufnahme zu begrenzen.Wir betrachten dies als potenzielle Investition, sodass die einzigen Prozesse in der Brauerei, die vollständig von CO2 abhängig sind, die Karbonisierung des Bieres und die Wartung des Leitungswassers sein werden.
„Aber eine wirklich wichtige Sache, die man im Hinterkopf behalten sollte – wiederum etwas, das wählerisch zu übersehen scheint, aber für die Aufrechterhaltung der Bierqualität von entscheidender Bedeutung ist – ist, dass jeder Stickstoffgenerator Stickstoff bis zur zweiten Dezimalstelle [dh 99,99 % Reinheit] produzieren muss, um den Sauerstoffgehalt zu begrenzen Aufnahme und das Risiko einer Oxidation.Dieses Maß an Genauigkeit und Reinheit erfordert höhere Kosten für den Stickstoffgenerator, stellt aber die Qualität des Stickstoffs und damit die Qualität des Bieres sicher.“
Brauer benötigen bei der Verwendung von Stickstoff viele Daten und Qualitätskontrollen.Wenn eine Brauerei beispielsweise N2 verwendet, um Bier zwischen Tanks zu transportieren, muss die Stabilität des CO2 im Tank und im Tank oder in der Flasche während des gesamten Prozesses überwacht werden.In einigen Fällen funktioniert reines N2 möglicherweise nicht richtig (z. B. beim Befüllen von Behältern), da reines N2 CO2 aus der Lösung entfernt.Aus diesem Grund verwenden einige Brauer eine 50/50-Mischung aus CO2 und N2 zum Füllen der Schüssel, während andere darauf ganz verzichten.
N2 Pro-Tipp: Reden wir über die Wartung.Bei Stickstoffgeneratoren kommt man dem Prinzip „einstellen und vergessen“ wirklich am nächsten, aber einige Verbrauchsmaterialien, wie z. B. Filter, müssen halbjährlich ausgetauscht werden.Normalerweise ist dieser Service etwa alle 4000 Stunden erforderlich.Das gleiche Team, das sich um Ihren Luftkompressor kümmert, kümmert sich auch um Ihren Generator.Die meisten Generatoren verfügen über eine einfache Steuerung, die Ihrem iPhone ähnelt, und bieten umfassende Fernüberwachungsfunktionen per App.
Die Tankspülung unterscheidet sich aus mehreren Gründen von der Stickstoffspülung.N2 lässt sich gut mit Luft mischen, sodass es nicht wie CO2 mit O2 interagiert.N2 ist außerdem leichter als Luft und füllt den Tank daher von oben nach unten, während CO2 ihn von unten nach oben füllt.Zum Spülen eines Lagertanks wird mehr N2 als CO2 benötigt, und oft ist auch mehr Kugelstrahlen erforderlich.Sparen Sie immer noch Geld?
Auch mit dem neuen Industriegas ergeben sich neue Sicherheitsprobleme.Eine Brauerei sollte auf jeden Fall O2-Sensoren installieren, damit die Mitarbeiter die Luftqualität in Innenräumen visualisieren können – so wie man heutzutage N2-Dewar-Gefäße in Kühlschränken lagert.
Aber die Rentabilität kann die von CO2-Rückgewinnungsanlagen leicht übertreffen.In diesem Webinar gibt Dion Quinn von Foth Production Solutions (einem Ingenieurbüro) an, dass die N2-Produktion zwischen 8 und 20 US-Dollar pro Tonne kostet, während die CO2-Abscheidung mit einer Rückgewinnungsanlage zwischen 50 und 200 US-Dollar pro Tonne kostet.
Zu den Vorteilen von Stickstoffgeneratoren gehört die Beseitigung oder zumindest Verringerung der Abhängigkeit von Verträgen und Lieferungen von CO2 und Stickstoff.Dies spart Lagerraum, da Brauereien so viel produzieren und lagern können, wie sie benötigen, wodurch die Lagerung und der Transport von Stickstoffflaschen entfällt.Wie bei CO2 trägt auch der Kunde den Versand und die Handhabung von Stickstoff.Mit Stickstoffgeneratoren ist dies kein Problem mehr.
Stickstoffgeneratoren lassen sich oft leicht in eine Brauereiumgebung integrieren.Kleinere Stickstoffgeneratoren können an der Wand montiert werden, sodass sie keine Stellfläche beanspruchen und leise arbeiten.Diese Taschen vertragen wechselnde Umgebungstemperaturen gut und sind sehr resistent gegen Temperaturschwankungen.Kann im Freien installiert werden, wird jedoch nicht für extrem hohes und niedriges Klima empfohlen.
Es gibt viele Hersteller von Stickstoffgeneratoren, darunter Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb und Holtec Gas Systems.Ein kleiner Stickstoffgenerator könnte im Rahmen eines fünfjährigen Mietkaufprogramms etwa 800 US-Dollar pro Monat kosten, sagte Asquini.
„Letztendlich steht Ihnen, wenn Stickstoff das Richtige für Sie ist, eine Vielzahl von Lieferanten und Technologien zur Auswahl“, sagte Asquini.„Finden Sie heraus, welches für Sie das Richtige ist, stellen Sie sicher, dass Sie die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership) genau kennen und vergleichen Sie die Strom- und Wartungskosten zwischen den Geräten.“Sie werden oft feststellen, dass der Kauf des billigsten Produkts für Ihren Job nicht das Richtige ist.“
Stickstoffgeneratorsysteme verwenden einen Luftkompressor, und die meisten Craft-Brauereien verfügen bereits über einen, was praktisch ist.
Welche Luftkompressoren werden in Craft-Brauereien eingesetzt?Drückt Flüssigkeit durch Rohre und Tanks.Energie zur pneumatischen Förderung und Steuerung.Belüftung von Würze, Hefe oder Wasser.Regelventil.Spülgas, um während der Reinigung Schlamm aus den Tanks zu drücken und die Lochreinigung zu unterstützen.
Viele Brauereianwendungen erfordern den besonderen Einsatz von 100 % ölfreien Luftkompressoren.Kommt das Öl mit dem Bier in Kontakt, tötet es die Hefe ab und flacht den Schaum ab, wodurch das Getränk verdirbt und das Bier schlecht wird.
Es ist auch ein Sicherheitsrisiko.Da die Lebensmittel- und Getränkeindustrie sehr sensibel ist, gelten zu Recht strenge Qualitäts- und Reinheitsstandards.Beispiel: Ölfreie Luftkompressoren der Sullair SRL-Serie von 10 bis 15 PS.(von 7,5 bis 11 kW) eignen sich gut für Craft-Brauereien.Brauereien genießen die Geräuschlosigkeit dieser Art von Maschinen.Die SRL-Serie bietet einen niedrigen Geräuschpegel von bis zu 48 dBA, sodass der Kompressor für den Innenbereich ohne separaten Schallschutzraum geeignet ist.
Wenn saubere Luft von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise in Brauereien und Handwerksbrauereien, ist ölfreie Luft unerlässlich.Ölpartikel in der Druckluft können nachgelagerte Prozesse und die Produktion verunreinigen.Da viele Brauereien jährlich tausende Fässer oder mehrere Kisten Bier produzieren, kann es sich niemand leisten, dieses Risiko einzugehen.Ölfreie Kompressoren eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen die Luft in direktem Kontakt mit dem Einsatzmaterial steht.Selbst bei Anwendungen, bei denen kein direkter Kontakt zwischen Zutaten und Luft besteht, wie etwa in Verpackungslinien, trägt ein ölfreier Kompressor dazu bei, das Endprodukt sauber zu halten und sorgt so für Sicherheit.