HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Pabrik bir rumahan menggunakan CO2 dalam berbagai aplikasi yang mengejutkan dalam proses pembuatan, pengemasan, dan penyajian: memindahkan bir atau produk dari tangki ke tangki, mengkarbonisasi produk, memurnikan oksigen sebelum pengemasan, mengemas bir dalam proses tersebut, membilas tangki penyimpanan setelah dibersihkan dan disanitasi, membottol bir draft di restoran atau bar. Ini baru permulaan.
“Kami menggunakan CO2 di seluruh tempat pembuatan bir dan bar,” kata Max McKenna, manajer pemasaran senior di Dorchester Brewing Co. yang berbasis di Boston. “Menyajikan bir – di setiap tahap prosesnya.”
Seperti banyak pabrik bir rumahan lainnya, Dorchester Brewing menghadapi kekurangan CO2 berkualitas komersial yang dibutuhkan untuk beroperasi (baca tentang semua alasan kekurangan ini di sini).
“Karena kontrak kami, pemasok CO2 kami saat ini belum menaikkan harga meskipun terjadi kenaikan harga di bagian pasar lain,” kata McKenna. “Sejauh ini, dampaknya terutama pada distribusi yang terbatas.”
Untuk mengimbangi kekurangan CO2, Dorchester Brewing menggunakan nitrogen sebagai pengganti CO2 dalam beberapa kasus.
“Kami berhasil memindahkan banyak operasi ke nitrogen,” lanjut McKenna. “Beberapa yang paling penting adalah membersihkan kaleng dan menutup gas selama proses pengalengan dan penyegelan. Ini adalah penambahan terbesar bagi kami karena proses ini membutuhkan banyak CO2. Untuk waktu yang lama kami memiliki pabrik nitro khusus. Kami menggunakan generator nitrogen khusus untuk menghasilkan semua nitrogen untuk bar – untuk jalur nitro khusus dan campuran bir kami.”
N2 adalah gas inert yang paling ekonomis untuk diproduksi dan dapat digunakan di ruang bawah tanah tempat pembuatan bir rumahan, toko minuman keras, dan bar. N2 lebih murah daripada CO2 untuk minuman dan seringkali lebih mudah didapatkan, tergantung ketersediaan di daerah Anda.
N2 dapat dibeli dalam bentuk gas di dalam tabung bertekanan tinggi atau dalam bentuk cair di dalam bejana Dewar atau tangki penyimpanan besar. Nitrogen juga dapat diproduksi di tempat menggunakan generator nitrogen. Generator nitrogen bekerja dengan cara menghilangkan molekul oksigen dari udara.
Nitrogen adalah unsur yang paling melimpah (78%) di atmosfer Bumi, sisanya adalah oksigen dan gas-gas dalam jumlah kecil. Hal ini juga membuat lingkungan lebih ramah karena menghasilkan emisi CO2 yang lebih rendah.
Dalam pembuatan dan pengemasan bir, N2 dapat digunakan untuk mencegah oksigen masuk ke dalam bir. Jika digunakan dengan benar (kebanyakan orang mencampur CO2 dengan N2 saat mengolah bir berkarbonasi), N2 dapat digunakan untuk membersihkan tangki, memindahkan bir dari tangki ke tangki, memberi tekanan pada tong sebelum penyimpanan, dan mengaerasi di bawah tutup. Di bar, nitrogen digunakan dalam saluran air keran untuk nitropiv serta aplikasi tekanan tinggi/jarak jauh di mana nitrogen dicampur dengan persentase CO2 tertentu untuk mencegah bir berbusa saat dituang. N2 bahkan dapat digunakan sebagai gas penguapan untuk menghilangkan gas dari air jika ini merupakan bagian dari proses Anda.
Seperti yang telah kami sebutkan dalam artikel sebelumnya tentang kekurangan CO2, nitrogen bukanlah pengganti yang tepat untuk CO2 dalam semua aplikasi pembuatan bir. Gas-gas ini berperilaku berbeda. Mereka memiliki berat molekul dan kepadatan yang berbeda.
Sebagai contoh, CO2 lebih larut dalam cairan daripada N2. Inilah mengapa nitrogen menghasilkan gelembung yang lebih kecil dan sensasi di mulut yang berbeda pada bir. Inilah mengapa pembuat bir menggunakan tetesan nitrogen cair alih-alih nitrogen gas untuk menitrasi bir. Karbon dioksida juga menambahkan sedikit rasa pahit atau asam yang tidak dimiliki nitrogen, yang dapat mengubah profil rasa, kata orang-orang. Beralih ke nitrogen tidak akan menyelesaikan semua masalah karbon dioksida.
“Ada potensi,” kata Chuck Skepek, direktur program pembuatan bir teknis di Brewers Institute, “tetapi nitrogen bukanlah obat mujarab atau solusi cepat. CO2 dan nitrogen berperilaku sangat berbeda. Anda akan mendapatkan lebih banyak nitrogen yang bercampur dengan udara di dalam tangki daripada jika Anda membuang CO2. Jadi, dibutuhkan lebih banyak nitrogen. Saya mendengar ini berulang kali.”
“Salah satu pembuat bir yang saya kenal sangat cerdas dan mulai mengganti karbon dioksida dengan nitrogen, dan bir mereka memiliki lebih banyak oksigen di dalamnya, jadi sekarang mereka menggunakan campuran nitrogen dan karbon dioksida, dengan sedikit keberuntungan. Bukan hanya, “Hei, kita akan mulai menggunakan nitrogen untuk menyelesaikan semua masalah kita.” Senang melihat lebih banyak tentang ini dalam literatur, kita mulai melihat lebih banyak orang yang benar-benar melakukan penelitian, dan, Anda tahu, untuk menghasilkan praktik terbaik untuk penggantian ini.
Penyaluran gas-gas ini akan berbeda karena memiliki kepadatan yang berbeda, yang mungkin mengakibatkan beberapa perubahan dalam rekayasa atau penyimpanan. Dengarkan Jason Perkins, kepala pembuat bir di Allagash Brewing Co., membahas peningkatan jalur pembotolan dan manifold gasnya untuk menggunakan CO2 untuk pengisian mangkuk bertekanan dan N2 untuk penyegel dan pemecah gelembung. Penyimpanan mungkin bervariasi.
“Tentu ada beberapa perbedaan, sebagian karena cara kami mendapatkan nitrogen,” kata McKenna. “Kami mendapatkan nitrogen cair murni dalam dewar, jadi penyimpanannya sangat berbeda dari tangki CO2 kami: ukurannya lebih kecil, menggunakan roda, dan disimpan di dalam freezer. Kami telah membawanya ke tingkat selanjutnya, yaitu konversi karbon dioksida ke nitrogen, tetapi sekali lagi, kami sangat berhati-hati tentang bagaimana melakukan transisi secara efisien dan bertanggung jawab untuk memastikan bir berada pada level tertinggi di setiap langkahnya. Kuncinya, dalam beberapa kasus, penggantiannya sangat sederhana dan mudah, sementara dalam kasus lain membutuhkan peningkatan signifikan dalam hal material, infrastruktur, manufaktur, dan lain-lain.”
Menurut artikel bagus dari The Titus Co. (pemasok kompresor udara, pengering udara, dan layanan kompresor udara di luar Pennsylvania), generator nitrogen beroperasi dengan salah satu dari dua cara:
Adsorpsi ayunan tekanan: Adsorpsi ayunan tekanan (PSA) bekerja menggunakan saringan molekuler karbon untuk memisahkan molekul. Saringan tersebut memiliki pori-pori dengan ukuran yang sama dengan molekul oksigen, menjebak molekul-molekul tersebut saat melewatinya dan memungkinkan molekul nitrogen yang lebih besar untuk melewatinya. Generator kemudian melepaskan oksigen melalui ruang lain. Hasil dari proses ini adalah kemurnian nitrogen dapat mencapai 99,999%.
Pembangkitan nitrogen dengan membran. Pembangkitan nitrogen dengan membran bekerja dengan memisahkan molekul menggunakan serat polimer. Serat-serat ini berongga, dengan pori-pori permukaan yang cukup kecil untuk memungkinkan oksigen melewatinya, tetapi terlalu kecil bagi molekul nitrogen untuk memisahkan oksigen dari aliran gas. Generator yang menggunakan metode ini dapat menghasilkan nitrogen hingga 99,5% murni.
Nah, generator nitrogen PSA menghasilkan nitrogen ultra-murni dalam volume besar dan laju aliran tinggi, bentuk nitrogen paling murni yang dibutuhkan banyak pabrik bir. Ultra-murni berarti 99,9995% hingga 99%. Generator nitrogen membran ideal untuk pabrik bir kecil yang membutuhkan alternatif volume rendah dan laju aliran rendah di mana kemurnian 99% hingga 99,9% dapat diterima.
Menggunakan teknologi terkini, generator nitrogen Atlas Copco adalah kompresor udara industri kompak dengan diafragma khusus yang memisahkan nitrogen dari aliran udara terkompresi. Pabrik bir rumahan merupakan target pasar utama bagi Atlas Copco. Menurut laporan resmi Atlas Copco, para pembuat bir biasanya membayar antara $0,10 dan $0,15 per kaki kubik untuk memproduksi nitrogen di tempat. Bagaimana perbandingan biaya ini dengan biaya CO2 Anda?
“Kami menawarkan enam paket standar yang mencakup 80% dari semua pabrik bir – mulai dari beberapa ribu hingga ratusan ribu barel per tahun,” kata Peter Askini, manajer pengembangan bisnis untuk gas industri di Atlas Copco. “Sebuah pabrik bir dapat meningkatkan kapasitas generator nitrogennya untuk memungkinkan pertumbuhan sambil mempertahankan efisiensi. Selain itu, desain modular memungkinkan penambahan generator kedua jika operasi pabrik bir berkembang secara signifikan.”
“Penggunaan nitrogen tidak dimaksudkan untuk sepenuhnya menggantikan CO2,” jelas Asquini, “tetapi kami pikir para pembuat anggur dapat mengurangi konsumsi mereka sekitar 70%. Dorongan utamanya adalah keberlanjutan. Sangat mudah bagi setiap pembuat anggur untuk memproduksi nitrogen sendiri. Jangan gunakan lebih banyak gas rumah kaca.” Ini akan memberikan keuntungan sejak bulan pertama, yang akan langsung memengaruhi laba bersih. Jika tidak terlihat sebelum Anda membeli, jangan membelinya. Berikut aturan sederhana kami. Permintaan CO2 meroket untuk memproduksi produk-produk seperti es kering, yang menggunakan sejumlah besar CO2 dan dibutuhkan untuk mengangkut vaksin. Pabrik bir di AS menyatakan kekhawatiran tentang tingkat pasokan dan bertanya-tanya apakah mereka dapat menjaga tingkat harga tetap konsisten dengan kebutuhan pabrik bir.”
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kemurnian nitrogen akan menjadi perhatian utama bagi para pembuat bir rumahan. Sama seperti CO2, nitrogen akan berinteraksi dengan bir atau wort dan membawa serta kotoran. Inilah sebabnya mengapa banyak generator nitrogen untuk makanan dan minuman diiklankan sebagai unit bebas oli (pelajari tentang manfaat kebersihan kompresor bebas oli pada kalimat terakhir di sidebar di bawah).
“Saat menerima CO2, kami memeriksa kualitas dan kontaminasinya, yang merupakan bagian penting lainnya dalam bekerja sama dengan pemasok yang baik,” kata McKenna. “Nitrogen sedikit berbeda, itulah sebabnya kami masih membeli nitrogen cair murni. Hal lain yang sedang kami pertimbangkan adalah mencari dan menentukan harga generator nitrogen internal – sekali lagi, dengan fokus pada nitrogen yang dihasilkannya dengan kemurnian untuk membatasi penyerapan oksigen. Kami melihat ini sebagai investasi potensial, sehingga satu-satunya proses di pabrik bir yang sepenuhnya bergantung pada CO2 adalah karbonasi bir dan pemeliharaan air keran.”
“Namun satu hal yang sangat penting untuk diingat – sekali lagi, sesuatu yang tampaknya sepele untuk diabaikan tetapi sangat penting untuk menjaga kualitas bir – adalah bahwa setiap generator nitrogen perlu menghasilkan nitrogen hingga dua angka desimal [yaitu kemurnian 99,99%] untuk membatasi penyerapan oksigen dan risiko oksidasi. Tingkat akurasi dan kemurnian ini membutuhkan biaya generator nitrogen yang lebih tinggi, tetapi memastikan kualitas nitrogen dan karenanya kualitas bir.”
Para pembuat bir membutuhkan banyak data dan kontrol kualitas saat menggunakan nitrogen. Misalnya, jika seorang pembuat bir menggunakan N2 untuk memindahkan bir antar tangki, stabilitas CO2 di dalam tangki dan di dalam botol atau wadah harus dipantau sepanjang proses. Dalam beberapa kasus, N2 murni mungkin tidak berfungsi dengan baik (misalnya, saat mengisi wadah) karena N2 murni akan menghilangkan CO2 dari larutan. Akibatnya, beberapa pembuat bir akan menggunakan campuran 50/50 CO2 dan N2 untuk mengisi wadah, sementara yang lain akan menghindarinya sama sekali.
Tips Pro N2: Mari kita bahas perawatan. Generator nitrogen benar-benar sangat mudah digunakan, cukup "pasang dan lupakan", tetapi beberapa komponen habis pakai, seperti filter, memerlukan penggantian secara berkala. Biasanya, perawatan ini diperlukan setiap sekitar 4000 jam. Tim yang sama yang merawat kompresor udara Anda juga akan merawat generator Anda. Sebagian besar generator dilengkapi dengan pengontrol sederhana yang mirip dengan iPhone Anda dan menawarkan kemampuan pemantauan jarak jauh melalui aplikasi.
Pembersihan tangki berbeda dari pembersihan nitrogen karena beberapa alasan. N2 bercampur dengan baik dengan udara, sehingga tidak berinteraksi dengan O2 seperti halnya CO2. N2 juga lebih ringan daripada udara, sehingga mengisi tangki dari atas ke bawah, sedangkan CO2 mengisinya dari bawah ke atas. Dibutuhkan lebih banyak N2 daripada CO2 untuk membersihkan tangki penyimpanan dan seringkali membutuhkan lebih banyak penyemprotan pasir. Apakah Anda masih menghemat uang?
Masalah keamanan baru juga muncul dengan gas industri baru ini. Pabrik bir sebaiknya memasang sensor O2 agar karyawan dapat memvisualisasikan kualitas udara di dalam ruangan – seperti halnya tabung N2 yang disimpan di lemari pendingin saat ini.
Namun, profitabilitas dapat dengan mudah melebihi biaya pabrik pemulihan CO2. Dalam webinar ini, Dion Quinn dari Foth Production Solutions (sebuah perusahaan teknik) menyatakan bahwa biaya produksi N2 berkisar antara $8 hingga $20 per ton, sedangkan penangkapan CO2 dengan pabrik pemulihan berbiaya antara $50 hingga $200 per ton.
Manfaat generator nitrogen meliputi penghapusan atau setidaknya pengurangan ketergantungan pada kontrak dan pasokan CO2 dan nitrogen. Hal ini menghemat ruang penyimpanan karena pabrik bir dapat memproduksi dan menyimpan sebanyak yang mereka butuhkan, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk menyimpan dan mengangkut botol nitrogen. Seperti halnya CO2, pengiriman dan penanganan nitrogen dibayar oleh pelanggan. Dengan generator nitrogen, hal ini bukan lagi masalah.
Generator nitrogen seringkali mudah diintegrasikan ke dalam lingkungan pabrik bir. Generator nitrogen yang lebih kecil dapat dipasang di dinding sehingga tidak memakan ruang lantai dan beroperasi dengan tenang. Kantung-kantung ini mampu menangani perubahan suhu lingkungan dengan baik dan sangat tahan terhadap fluktuasi suhu. Dapat dipasang di luar ruangan, tetapi tidak disarankan untuk iklim yang sangat tinggi dan rendah.
Terdapat banyak produsen generator nitrogen, termasuk Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb, dan Holtec Gas Systems. Generator nitrogen kecil dapat berharga sekitar $800 per bulan dalam program sewa-beli selama lima tahun, kata Asquini.
“Pada akhirnya, jika nitrogen tepat untuk Anda, Anda memiliki berbagai pemasok dan teknologi untuk dipilih,” kata Asquini. “Temukan mana yang tepat untuk Anda dan pastikan Anda memahami dengan baik total biaya kepemilikan (total cost of ownership) dan bandingkan biaya daya dan perawatan antar perangkat. Anda akan sering menemukan bahwa membeli yang termurah bukanlah pilihan yang tepat untuk pekerjaan Anda.”
Sistem generator nitrogen menggunakan kompresor udara, dan sebagian besar pabrik bir rumahan sudah memilikinya, yang sangat praktis.
Kompresor udara apa yang digunakan di pabrik bir rumahan? Mendorong cairan melalui pipa dan tangki. Energi untuk pengangkutan dan kontrol pneumatik. Aerasi wort, ragi, atau air. Katup kontrol. Gas pembersih untuk mengeluarkan lumpur dari tangki selama pembersihan dan untuk membantu pembersihan lubang.
Banyak aplikasi di pabrik bir memerlukan penggunaan khusus kompresor udara 100% bebas oli. Jika oli bersentuhan dengan bir, oli akan membunuh ragi dan menghilangkan busa, yang merusak minuman dan membuat bir menjadi tidak enak.
Ini juga merupakan risiko keamanan. Karena industri makanan dan minuman sangat sensitif, ada standar kualitas dan kemurnian yang ketat yang diberlakukan, dan memang seharusnya demikian. Contoh: Kompresor udara bebas oli seri Sullair SRL dari 10 hingga 15 hp (dari 7,5 hingga 11 kW) sangat cocok untuk pabrik bir rumahan. Pabrik bir menyukai ketenangan mesin jenis ini. Seri SRL menawarkan tingkat kebisingan rendah hingga 48 dBA, sehingga kompresor cocok untuk penggunaan di dalam ruangan tanpa ruang kedap suara terpisah.
Ketika udara bersih sangat penting, seperti di pabrik bir dan pabrik bir rumahan, udara bebas minyak sangatlah penting. Partikel minyak dalam udara terkompresi dapat mencemari proses dan produksi selanjutnya. Karena banyak pabrik bir memproduksi ribuan barel atau beberapa peti bir setiap tahun, tidak ada yang mampu mengambil risiko tersebut. Kompresor bebas minyak sangat cocok untuk aplikasi di mana udara bersentuhan langsung dengan bahan baku. Bahkan dalam aplikasi di mana tidak ada kontak langsung antara bahan dan udara, seperti di jalur pengemasan, kompresor bebas minyak membantu menjaga produk akhir tetap bersih untuk ketenangan pikiran.