Pabrik bir menggunakan CO2 dalam sejumlah aplikasi yang mengejutkan dalam proses pembuatan bir, pengemasan, dan penyajian: memindahkan bir atau produk dari satu tangki ke tangki lain, mengkarbonisasi produk, memurnikan oksigen sebelum pengemasan, mengemas bir dalam proses tersebut, pra-pembilasan tangki brit setelah pembersihan dan sanitasi, pembotolan 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 berpusat 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 harga di bagian pasar lainnya meningkat," 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 dapat memindahkan banyak operasi ke nitrogen,” lanjut McKenna. “Beberapa yang paling penting adalah membersihkan kaleng dan menutupi gas selama proses pengalengan dan penyegelan. Ini adalah 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 jalur 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 tersedia, tergantung pada ketersediaan di daerah Anda.
N2 dapat dibeli dalam bentuk gas dalam tabung bertekanan tinggi atau dalam bentuk cairan 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 merupakan unsur yang 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 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 lain, memberi tekanan pada tong sebelum disimpan, sekaligus mengangin-anginkan bagian bawah tutup. N2 juga dapat digunakan sebagai bahan untuk rasa dan sensasi di mulut. Dalam minuman batangan, nitro 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 hasil rebusan untuk degassing air jika ini merupakan bagian dari proses Anda.
Nah, seperti yang kami sebutkan di artikel sebelumnya tentang kekurangan CO2, nitrogen bukanlah pengganti yang tepat untuk CO2 dalam semua aplikasi pembuatan bir. Gas-gas ini berperilaku berbeda. Gas-gas ini memiliki berat molekul dan kepadatan yang berbeda.
Misalnya, CO2 lebih mudah larut dalam cairan daripada N2. Inilah sebabnya mengapa nitrogen menghasilkan gelembung yang lebih kecil dan rasa yang berbeda dalam bir. Inilah sebabnya mengapa pembuat bir menggunakan tetes nitrogen cair, bukan nitrogen gas, untuk membuat bir nitrat. Karbon dioksida juga menambahkan sedikit rasa pahit atau asam yang tidak dimiliki nitrogen, yang dapat mengubah profil rasa, kata 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 tercampur dengan udara di dalam tangki daripada jika Anda membersihkan CO2. Jadi, diperlukan lebih banyak nitrogen. Saya mendengar ini berulang kali.
"Seorang pembuat bir yang saya kenal sangat pintar 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 keberuntungan. Bukan hanya, "Hei, kita akan mulai menggunakan nitrogen untuk menyelesaikan semua masalah kita. Senang melihat lebih banyak tentang hal ini dalam literatur, kita mulai melihat lebih banyak orang benar-benar melakukan penelitian, dan, Anda tahu, untuk menghasilkan praktik terbaik untuk penggantian ini.
Pengiriman gas-gas ini akan berbeda karena memiliki kepadatan yang berbeda yang dapat mengakibatkan beberapa perubahan teknis atau penyimpanan. Dengarkan Jason Perkins, ahli pembuat bir di Allagash Brewing Co., membahas peningkatan jalur pembotolan dan manifold gasnya untuk menggunakan CO2 untuk pengisian mangkuk bertekanan dan N2 untuk sealant dan pemecah gelembung. Penyimpanan dapat bervariasi.
"Tentu saja ada beberapa perbedaan, sebagian karena cara kami mendapatkan nitrogen," kata McKenna. "Kami mendapatkan nitrogen cair murni dalam dewar, jadi menyimpannya sangat berbeda dari tangki CO2 kami: ukurannya lebih kecil, di atas rol, dan disimpan dalam freezer. Kami telah membawanya ke tingkat berikutnya. karbon dioksida menjadi nitrogen, tetapi sekali lagi, kami sangat berhati-hati tentang cara melakukan transisi secara efisien dan bertanggung jawab untuk memastikan bir berada pada level tertinggi di setiap langkah. Kuncinya, dalam beberapa kasus, ini adalah penggantian plug and play yang sangat sederhana, sementara dalam kasus lain, diperlukan peningkatan signifikan dalam bahan, infrastruktur, manufaktur, dll."
Menurut artikel menarik ini 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 molekular karbon untuk memisahkan molekul. Saringan memiliki pori-pori yang berukuran sama dengan molekul oksigen, menjebak molekul-molekul tersebut saat melewatinya dan membiarkan molekul nitrogen yang lebih besar melewatinya. Generator kemudian melepaskan oksigen melalui ruang lain. Hasil dari proses ini adalah kemurnian nitrogen dapat mencapai 99,999%.
Pembentukan nitrogen melalui membran. Pembentukan nitrogen melalui membran bekerja dengan memisahkan molekul menggunakan serat polimer. 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 hingga 99,5% murni.
Nah, generator nitrogen PSA menghasilkan nitrogen ultra-murni dalam volume besar dan pada laju alir tinggi, bentuk nitrogen paling murni yang dibutuhkan banyak pabrik bir. Ultramurni 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.
Dengan menggunakan teknologi terkini, generator nitrogen Atlas Copco adalah kompresor udara industri yang ringkas dengan diafragma khusus yang memisahkan nitrogen dari aliran udara terkompresi. Pabrik bir kerajinan merupakan target pasar utama Atlas Copco. Menurut white paper Atlas Copco, pabrik 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 – dari beberapa ribu hingga ratusan ribu barel per tahun,” kata Peter Askini, manajer pengembangan bisnis untuk gas industri di Atlas Copco. “Pabrik bir dapat meningkatkan kapasitas generator nitrogennya untuk memungkinkan pertumbuhan sekaligus mempertahankan efisiensi. Selain itu, desain modular memungkinkan penambahan generator kedua jika operasi pabrik bir berkembang secara signifikan.”
“Penggunaan nitrogen tidak dimaksudkan untuk menggantikan CO2 sepenuhnya,” jelas Asquini, “tetapi kami pikir para pembuat anggur dapat mengurangi konsumsi mereka sekitar 70%. Kekuatan 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 untuk lingkungan Ini akan membuahkan hasil sejak bulan pertama, yang akan langsung memengaruhi laba bersih, jika tidak muncul sebelum Anda membeli, jangan membelinya. Berikut adalah 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 menjaga tingkat harga tetap konsisten dengan kebutuhan pabrik bir.”
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kemurnian nitrogen akan menjadi perhatian utama bagi para pembuat bir. Sama seperti CO2, nitrogen akan berinteraksi dengan bir atau wort dan membawa serta kotoran. Inilah sebabnya mengapa banyak generator nitrogen makanan dan minuman akan diiklankan sebagai unit bebas minyak (pelajari tentang manfaat kebersihan kompresor bebas minyak pada kalimat terakhir di bilah sisi di bawah).
“Saat kami menerima CO2, kami memeriksa kualitas dan kontaminasinya, yang merupakan bagian lain yang sangat penting dalam bekerja dengan pemasok yang baik,” kata McKenna. “Nitrogen sedikit berbeda, itulah sebabnya kami tetap membeli nitrogen cair murni. Hal lain yang kami pertimbangkan adalah menemukan dan menentukan harga generator nitrogen internal – sekali lagi, dengan fokus pada nitrogen yang diproduksi dengan Kemurnian untuk membatasi penyerapan oksigen. Kami melihat ini sebagai investasi potensial, jadi 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 sulit diabaikan tetapi penting untuk menjaga kualitas bir – adalah bahwa setiap generator nitrogen perlu menghasilkan nitrogen hingga tempat desimal kedua [yaitu kemurnian 99,99%] untuk membatasi penyerapan oksigen dan risiko oksidasi. Tingkat akurasi dan kemurnian ini membutuhkan lebih banyak biaya generator nitrogen, tetapi memastikan kualitas nitrogen dan karenanya kualitas bir.”
Pembuat bir memerlukan banyak data dan kontrol kualitas saat menggunakan nitrogen. Misalnya, jika pembuat bir menggunakan N2 untuk memindahkan bir di antara 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 50/50 untuk mengisi mangkuk, sementara yang lain akan menghindarinya sama sekali.
Kiat Profesional N2: Mari kita bahas perawatan. Generator nitrogen benar-benar mendekati sistem "atur 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 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 aplikasi lengkap.
Pembersihan tangki berbeda dengan pembersihan nitrogen karena sejumlah alasan. N2 bercampur 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. Diperlukan lebih banyak N2 daripada CO2 untuk membersihkan tangki penyimpanan dan sering kali memerlukan lebih banyak peledakan tembakan. Apakah Anda masih menghemat uang?
Masalah keselamatan baru juga muncul dengan gas industri baru. Pabrik bir harus memasang sensor O2 sehingga karyawan dapat memvisualisasikan kualitas udara dalam ruangan – seperti halnya Anda menyimpan tabung gas N2 di lemari es saat ini.
Namun, keuntungan dapat dengan mudah mengalahkan pabrik pemulihan CO2. Dalam webinar ini, Dion Quinn dari Foth Production Solutions (sebuah firma teknik) menyatakan bahwa biaya produksi N2 antara $8 dan $20 per ton, sementara penangkapan CO2 dengan pabrik pemulihan biayanya antara $50 dan $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 nitrogenerator, hal ini tidak lagi menjadi masalah.
Generator nitrogen sering kali mudah diintegrasikan ke dalam lingkungan pabrik bir. Generator nitrogen yang lebih kecil dapat dipasang di dinding sehingga tidak menghabiskan ruang lantai dan beroperasi dengan tenang. Kantong ini dapat menangani perubahan suhu sekitar dengan baik dan sangat tahan terhadap fluktuasi suhu. Dapat dipasang di luar ruangan, tetapi tidak direkomendasikan untuk iklim ekstrem tinggi dan rendah.
Ada banyak produsen generator nitrogen termasuk Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb, dan Holtec Gas Systems. Generator nitrogen kecil bisa berharga sekitar $800 per bulan dengan program sewa beli 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 memiliki pemahaman yang baik tentang total biaya kepemilikan [total cost of ownership] dan bandingkan biaya daya dan pemeliharaan antar perangkat. 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 sangat berguna.
Kompresor udara apa yang digunakan dalam pembuatan bir? 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 busa akan merata, yang akan 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, dan itu wajar saja. Contoh: kompresor udara bebas oli seri Sullair SRL dari 10 hingga 15 hp. (dari 7,5 hingga 11 kW) sangat cocok untuk pabrik bir. Pabrik bir menikmati ketenangan dari jenis mesin ini. Seri SRL menawarkan tingkat kebisingan rendah hingga 48 dBA, membuat kompresor cocok untuk penggunaan di dalam ruangan tanpa ruang kedap suara terpisah.
Bila 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 hilir dan produksi. Karena banyak pabrik bir memproduksi ribuan barel atau beberapa kotak bir setahun, tidak seorang pun mampu menanggung risiko itu. 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.
Waktu posting: 06-Jan-2023