HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Pabrik bir rumahan menggunakan CO2 dalam berbagai aplikasi yang mengejutkan dalam proses pembuatan bir, pengemasan, dan penyajian: memindahkan bir atau produk dari satu tangki ke tangki lainnya, mengkarbonisasi produk, memurnikan oksigen sebelum pengemasan, mengemas bir dalam proses tersebut, melakukan pra-pembilasan tangki brit setelah dibersihkan dan disanitasi, dan membotolkan 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 proses. ”
Seperti banyak pabrik bir, Dorchester Brewing menghadapi kekurangan CO2 berkualitas komersial yang dibutuhkan untuk beroperasi (baca tentang semua alasan kekurangan ini di sini).
"Berkat kontrak kami, pemasok CO2 kami saat ini belum menaikkan harga meskipun ada kenaikan harga di wilayah pasar lainnya," 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 terpenting adalah membersihkan kaleng dan melapisinya dengan gas selama proses pengalengan dan penyegelan. Ini merupakan tambahan 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 lini nitro khusus dan campuran bir kami."
N2 adalah gas inert yang paling ekonomis untuk diproduksi dan dapat digunakan di ruang bawah tanah pabrik bir, toko botol, dan bar. N2 lebih murah daripada CO2 untuk minuman dan seringkali lebih mudah diperoleh, tergantung ketersediaan di daerah Anda.
N2 dapat dibeli dalam bentuk gas dalam tabung bertekanan tinggi atau dalam bentuk cair dalam Dewar atau tangki penyimpanan besar. Nitrogen juga dapat diproduksi di lokasi menggunakan generator nitrogen. Generator nitrogen bekerja dengan menghilangkan molekul oksigen dari udara.
Nitrogen adalah unsur paling melimpah (78%) di atmosfer Bumi, sisanya adalah oksigen dan gas-gas lainnya. Nitrogen juga membuatnya lebih ramah lingkungan karena menghasilkan lebih sedikit CO2.
Dalam proses pembuatan bir dan pengemasan, N2 dapat digunakan untuk mencegah masuknya oksigen 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 satu tangki ke tangki lainnya, memberi tekanan pada tong sebelum disimpan, sekaligus mengangin-anginkan bagian bawah tutupnya. Nitrogen juga merupakan bahan untuk rasa dan tekstur di mulut. Dalam bir batangan, nitro digunakan dalam saluran air keran untuk nitropiv serta aplikasi bertekanan tinggi/jarak jauh di mana nitrogen dicampur dengan persentase CO2 tertentu untuk mencegah bir berbusa saat dituang. N2 bahkan dapat digunakan sebagai gas buang untuk degassing air jika ini merupakan bagian dari proses Anda.
Seperti yang telah kami sebutkan di artikel sebelumnya tentang defisiensi CO2, nitrogen bukanlah pengganti CO2 yang tepat dalam semua aplikasi pembuatan bir. Gas-gas ini memiliki perilaku yang berbeda. Mereka memiliki berat molekul dan densitas yang berbeda.
Misalnya, CO2 lebih mudah larut dalam cairan daripada N2. Inilah sebabnya nitrogen menghasilkan gelembung yang lebih kecil dan rasa yang berbeda di mulut dalam bir. Inilah sebabnya pembuat bir menggunakan tetesan nitrogen cair, alih-alih nitrogen gas, untuk mennitrasi bir. Karbon dioksida juga menambahkan sedikit rasa pahit atau asam yang tidak dimiliki nitrogen, yang dapat mengubah profil rasa, kata banyak orang. Beralih ke nitrogen tidak akan menyelesaikan semua masalah karbon dioksida.
"Ada potensi," kata Chuck Skepek, direktur program teknis pembuatan bir di Brewers Institute, "tetapi nitrogen bukanlah solusi instan atau obat mujarab. CO2 dan nitrogen bekerja sangat berbeda. Anda akan mendapatkan lebih banyak nitrogen yang tercampur dengan udara di dalam tangki dibandingkan jika Anda membersihkan CO2. Jadi, dibutuhkan lebih banyak nitrogen. Saya sering mendengar hal ini."
Seorang pembuat bir yang saya kenal sangat cerdas dan mulai mengganti karbon dioksida dengan nitrogen, dan bir mereka mengandung lebih banyak oksigen, jadi sekarang mereka menggunakan campuran nitrogen dan karbon dioksida, dengan sedikit lebih beruntung. Bukan hanya, "Hei, kita akan mulai menggunakan nitrogen untuk menyelesaikan semua masalah kita." Senang melihat lebih banyak hal ini dalam literatur, kita mulai melihat lebih banyak orang benar-benar melakukan penelitian, dan, Anda tahu, menemukan praktik terbaik untuk penggantian ini.
Pengiriman gas-gas ini akan berbeda karena memiliki densitas yang berbeda, yang dapat mengakibatkan beberapa perubahan teknis atau penyimpanan. Dengarkan Jason Perkins, ahli brewer di Allagash Brewing Co., membahas peningkatan lini pembotolan dan manifold gasnya untuk menggunakan CO2 dalam pengisian mangkuk bertekanan dan N2 untuk sealant dan pemecah gelembung. Penyimpanan dapat bervariasi.
"Memang ada beberapa perbedaan, sebagian karena cara kami mendapatkan nitrogen," kata McKenna. "Kami mendapatkan nitrogen cair murni dalam dewar, jadi penyimpanannya sangat berbeda dengan tangki CO2 kami: ukurannya lebih kecil, menggunakan roller, dan disimpan di dalam freezer. Kami telah meningkatkannya ke tingkat selanjutnya. Karbon dioksida menjadi nitrogen, tetapi sekali lagi, kami sangat berhati-hati dalam melakukan transisi secara efisien dan bertanggung jawab untuk memastikan bir berada pada tingkat kualitas tertinggi di setiap langkahnya. Kuncinya, dalam beberapa kasus, ini merupakan penggantian yang sangat mudah dan praktis, sementara di kasus lain memerlukan peningkatan signifikan dalam hal material, infrastruktur, manufaktur, dll."
Menurut artikel menarik 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 ini memiliki pori-pori berukuran sama dengan molekul oksigen, yang 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 melalui membran. Pembangkitan nitrogen melalui 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 menghilangkan oksigen dari aliran gas. Generator yang menggunakan metode ini dapat menghasilkan nitrogen dengan kemurnian hingga 99,5%.
Generator nitrogen PSA menghasilkan nitrogen ultra-murni dalam volume besar dan laju alir 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 alir 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 Atlas Copco. Menurut laporan resmi Atlas Copco, produsen bir biasanya membayar antara $0,10 dan $0,15 per kaki kubik untuk memproduksi nitrogen di lokasi. Bagaimana perbandingannya 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," ujar Peter Askini, manajer pengembangan bisnis untuk gas industri di Atlas Copco. "Sebuah pabrik bir dapat meningkatkan kapasitas generator nitrogennya untuk mendukung pertumbuhan sekaligus menjaga efisiensi. Selain itu, desain modular memungkinkan penambahan generator kedua jika operasional pabrik bir berkembang secara signifikan."
"Penggunaan nitrogen tidak dimaksudkan untuk sepenuhnya menggantikan CO2," jelas Asquini, "tetapi kami yakin para pembuat anggur dapat mengurangi konsumsi mereka sekitar 70%. Pendorong utamanya adalah keberlanjutan. Sangat mudah bagi pembuat anggur mana pun untuk memproduksi nitrogen sendiri. Jangan gunakan lebih banyak gas rumah kaca." Mana yang lebih baik bagi lingkungan? Ini akan terbayar sejak bulan pertama, yang akan langsung memengaruhi laba bersih. Jika tidak muncul sebelum Anda membeli, jangan membelinya. Berikut aturan sederhana kami. Permintaan CO2 meroket untuk memproduksi produk-produk seperti es kering, yang menggunakan CO2 dalam jumlah besar dan dibutuhkan untuk mengangkut vaksin. Pabrik bir di AS menyatakan kekhawatiran tentang tingkat pasokan dan bertanya-tanya apakah mereka dapat mempertahankan tingkat harga yang konsisten dengan kebutuhan pabrik bir.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, kemurnian nitrogen akan menjadi perhatian utama bagi para pembuat bir rumahan. Seperti halnya CO2, nitrogen akan berinteraksi dengan bir atau wort dan membawa serta pengotor. Inilah sebabnya banyak generator nitrogen untuk makanan dan minuman diiklankan sebagai unit bebas minyak (pelajari tentang manfaat kebersihan kompresor bebas minyak pada kalimat terakhir di bilah samping di bawah).
"Saat kami menerima CO2, kami memeriksa kualitas dan kontaminasinya, yang merupakan bagian penting lainnya dalam bekerja sama dengan pemasok yang baik," ujar McKenna. "Nitrogen sedikit berbeda, itulah sebabnya kami tetap 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 Purity untuk membatasi penyerapan oksigen. Kami melihat ini sebagai investasi potensial, jadi satu-satunya proses di tempat pembuatan 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 mungkin agak sulit diabaikan tetapi penting untuk menjaga kualitas bir – adalah bahwa setiap generator nitrogen perlu menghasilkan nitrogen hingga angka desimal kedua [yaitu kemurnian 99,99%] untuk membatasi penyerapan oksigen dan risiko oksidasi. Tingkat akurasi dan kemurnian ini membutuhkan biaya generator nitrogen yang lebih tinggi, tetapi menjamin kualitas nitrogen dan dengan demikian kualitas bir.
Pembuat bir membutuhkan banyak data dan kontrol kualitas saat menggunakan nitrogen. Misalnya, jika pembuat bir menggunakan N2 untuk memindahkan bir antar tangki, stabilitas CO2 di dalam tangki dan di dalam tangki atau botol harus dipantau selama proses berlangsung. 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 CO2 dan N2 dengan perbandingan 50/50 untuk mengisi mangkuk, sementara yang lain akan menghindarinya sama sekali.
Tips N2 Pro: Mari kita bahas perawatan. Generator nitrogen memang sedekat mungkin dengan "pasang dan lupakan", tetapi beberapa bahan habis pakai, seperti filter, memerlukan penggantian semi-rutin. Biasanya, layanan ini diperlukan kira-kira setiap 4000 jam. Tim yang sama yang menangani kompresor udara Anda juga akan menangani generator Anda. Sebagian besar generator dilengkapi dengan pengontrol sederhana yang mirip dengan iPhone Anda dan menawarkan kemampuan pemantauan jarak jauh lengkap melalui aplikasi.
Pembersihan tangki berbeda dari pembersihan nitrogen karena beberapa alasan. N2 bercampur dengan baik dengan udara, sehingga tidak berinteraksi dengan O2 seperti CO2. N2 juga lebih ringan daripada udara, sehingga mengisi tangki dari atas ke bawah, sementara CO2 mengisinya dari bawah ke atas. Dibutuhkan lebih banyak N2 daripada CO2 untuk membersihkan tangki penyimpanan dan seringkali membutuhkan lebih banyak peledakan tembakan. Apakah Anda masih menghemat uang?
Masalah keselamatan baru juga muncul dengan gas industri baru. Pabrik bir sebaiknya memasang sensor O2 agar karyawan dapat memvisualisasikan kualitas udara dalam ruangan – seperti halnya Anda menyimpan dewar N2 di lemari es saat ini.
Namun, profitabilitas dapat dengan mudah mengalahkan 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, sementara biaya penangkapan CO2 dengan pabrik pemulihan berkisar antara $50 hingga $200 per ton.
Manfaat generator nitrogen antara lain menghilangkan atau setidaknya mengurangi 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, biaya pengiriman dan penanganan nitrogen ditanggung oleh pelanggan. Dengan nitrogenerator, hal ini tidak lagi menjadi masalah.
Generator nitrogen seringkali mudah diintegrasikan ke dalam lingkungan pabrik bir. Generator nitrogen yang lebih kecil dapat dipasang di dinding sehingga tidak memakan tempat dan beroperasi dengan senyap. Kantong nitrogen ini tahan terhadap perubahan suhu lingkungan dan sangat tahan terhadap fluktuasi suhu. Dapat dipasang di luar ruangan, tetapi tidak disarankan untuk iklim ekstrem tinggi dan rendah.
Ada banyak produsen generator nitrogen, termasuk Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb, dan Holtec Gas Systems. Asquini mengatakan, generator nitrogen kecil bisa berharga sekitar $800 per bulan dengan program sewa-beli lima tahun.
"Pada akhirnya, jika nitrogen tepat untuk Anda, Anda memiliki beragam pemasok dan teknologi untuk dipilih," kata Asquini. "Temukan mana yang tepat untuk Anda dan pastikan Anda memahami dengan baik total biaya kepemilikan [total biaya kepemilikan] dan bandingkan biaya daya dan perawatan antarperangkat. Anda akan sering menemukan bahwa membeli yang termurah tidak tepat untuk pekerjaan Anda."
Sistem generator nitrogen menggunakan kompresor udara, dan sebagian besar tempat pembuatan bir sudah memilikinya, yang berguna.
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 pembuatan bir memerlukan penggunaan kompresor udara bebas minyak 100%. Jika minyak bersentuhan dengan bir, ragi akan mati dan busanya akan merata, sehingga minuman akan rusak dan bir akan menjadi tidak enak.
Ini juga merupakan risiko keamanan. Karena industri makanan dan minuman sangat sensitif, terdapat standar kualitas dan kemurnian yang ketat, dan memang seharusnya demikian. Contoh: kompresor udara bebas oli seri Sullair SRL dengan daya 10 hingga 15 hp (7,5 hingga 11 kW) sangat cocok untuk pabrik bir rumahan. Pabrik bir menyukai kesenyapan mesin jenis ini. Seri SRL menawarkan tingkat kebisingan rendah hingga 48 dBA, sehingga kompresor ini 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 bertekanan dapat mencemari proses dan produksi hilir. Karena banyak pabrik bir memproduksi ribuan barel atau beberapa peti bir per 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 lini pengemasan, kompresor bebas minyak membantu menjaga produk akhir tetap bersih sehingga Anda merasa tenang.