Les cerveseries artesanals utilitzen el CO2 en un nombre sorprenent d'aplicacions en el procés d'elaboració, envasament i servei: moure la cervesa o el producte d'un tanc a un altre, carbonitzar un producte, purificar l'oxigen abans de l'envasament, envasar la cervesa durant el procés, netejar prèviament els tancs de brit després de netejar-los i desinfectar-los, embotellar cervesa de barril en un restaurant o bar. Això només és un bon començament.
«Fem servir CO2 a tota la fàbrica de cervesa i al bar», afirma Max McKenna, gerent sènior de màrqueting de Dorchester Brewing Co., amb seu a Boston. Servim cervesa en totes les etapes del procés.
Com moltes cerveseries artesanals, Dorchester Brewing s'enfronta a una escassetat del CO2 de qualitat comercial que necessita per operar (llegiu tots els motius d'aquesta escassetat aquí).
«A causa dels nostres contractes, els nostres proveïdors actuals de CO2 no han augmentat els preus malgrat els augments de preus en altres parts del mercat», va dir McKenna. «Fins ara, l'impacte ha estat principalment en la distribució limitada».
Per compensar la manca de CO2, Dorchester Brewing utilitza nitrogen en lloc de CO2 en alguns casos.
«Vam poder traslladar moltes operacions al nitrogen», va continuar McKenna. «Algunes de les més importants van ser la neteja de les llaunes i el cobriment del gas durant el procés d'envasat i segellat. Aquesta és, amb diferència, la major addició per a nosaltres perquè aquests processos requereixen molt de CO2. Durant molt de temps vam tenir una planta de nitro especial. Fem servir un generador de nitrogen especial per produir tot el nitrogen per a la barra, per a una línia de nitro dedicada i per a la nostra barreja de cervesa».
L'N2 és el gas inert més econòmic de produir i es pot utilitzar en soterranis de cerveseries artesanals, botigues d'ampolles i bars. L'N2 és més barat que el CO2 per a les begudes i sovint està més disponible, depenent de la disponibilitat a la vostra zona.
L'N2 es pot adquirir com a gas en cilindres d'alta pressió o com a líquid en Dewars o grans tancs d'emmagatzematge. El nitrogen també es pot produir in situ mitjançant un generador de nitrogen. Els generadors de nitrogen funcionen eliminant molècules d'oxigen de l'aire.
El nitrogen és l'element més abundant (78%) a l'atmosfera terrestre, la resta és oxigen i gasos traça. També la fa més respectuosa amb el medi ambient, ja que emet menys CO2.
En l'elaboració i l'envasament de la cervesa, el N2 es pot utilitzar per mantenir l'oxigen fora de la cervesa. Quan s'utilitza correctament (la majoria de la gent barreja CO2 amb N2 quan treballa amb cervesa carbonatada), el N2 es pot utilitzar per netejar els tancs, transferir la cervesa d'un tanc a un altre, pressuritzar els barrils abans de l'emmagatzematge i airejar sota els taps. És un ingredient essencial per al gust i la sensació a la boca. En els bars, el nitro s'utilitza en les línies d'aigua de l'aixeta per a nitropov, així com en aplicacions d'alta pressió/llarga distància on el nitrogen es barreja amb un cert percentatge de CO2 per evitar que la cervesa faci escuma a l'aixeta. El N2 fins i tot es pot utilitzar com a gas d'ebullició per a la desgasificació de l'aigua si això forma part del vostre procés.
Ara, com ja vam esmentar en el nostre article anterior sobre la deficiència de CO2, el nitrogen no és un substitut exacte del CO2 en totes les aplicacions de cervesa. Aquests gasos es comporten de manera diferent. Tenen diferents pesos moleculars i diferents densitats.
Per exemple, el CO2 és més soluble en líquids que el N2. És per això que el nitrogen dóna bombolles més petites i una sensació a la boca diferent a la cervesa. És per això que els cervesers utilitzen gotes de nitrogen líquid en lloc de nitrogen gasós a la cervesa de nitrat. El diòxid de carboni també afegeix un toc d'amargor o acidesa que el nitrogen no aporta, cosa que pot canviar el perfil de sabor, diu la gent. Canviar al nitrogen no resoldrà tots els problemes del diòxid de carboni.
«Hi ha potencial», diu Chuck Skepek, director de programes tècnics de cervesa al Brewers Institute, «però el nitrogen no és una panacea ni una solució ràpida. El CO2 i el nitrogen es comporten de manera força diferent. Obtindreu més nitrogen barrejat amb l'aire del dipòsit que si purgueu el CO2. Per tant, caldrà més nitrogen. Ho sento una vegada i una altra.
«Un cerveser que conec era molt intel·ligent i va començar a substituir el diòxid de carboni per nitrogen, i la seva cervesa tenia molt més oxigen, així que ara utilitzen una barreja de nitrogen i diòxid de carboni, amb una mica més de sort. No només diuen: "Ei, començarem a utilitzar nitrogen per resoldre tots els nostres problemes". És agradable veure molt més sobre això a la literatura, estem començant a veure més gent fent alguna investigació i, ja saps, a elaborar les millors pràctiques per a aquesta substitució.»
El subministrament d'aquests gasos serà diferent, ja que tenen densitats diferents, cosa que pot comportar alguns canvis d'enginyeria o d'emmagatzematge. Escolteu Jason Perkins, mestre cerveser d'Allagash Brewing Co., parlar de la millora de la seva línia d'embotellament i del col·lector de gasos per utilitzar CO2 per a l'ompliment de bols pressuritzats i N2 per a segellador i trencador de bombolles. L'emmagatzematge pot variar.
«Definitivament hi ha algunes diferències, en part per com obtenim el nitrogen», va dir McKenna. «Obtenim nitrogen líquid pur en recipients Dewar, per la qual cosa emmagatzemar-lo és molt diferent dels nostres tancs de CO2: són més petits, sobre rodets i s'emmagatzemen en un congelador. Ho hem portat al següent nivell. del diòxid de carboni al nitrogen, però, de nou, tenim molta cura de com fer la transició de manera eficient i responsable per assegurar-nos que la cervesa estigui al seu nivell més alt en cada pas del camí. Clau, en alguns casos va ser un reemplaçament molt senzill, connectar i utilitzar, mentre que en altres casos va requerir millores significatives en materials, infraestructura, fabricació, etc.»
Segons aquest excel·lent article de The Titus Co. (un proveïdor de compressors d'aire, assecadors d'aire i serveis de compressors d'aire fora de Pennsilvània), els generadors de nitrogen funcionen d'una de dues maneres:
Adsorció per oscil·lació de pressió: L'adsorció per oscil·lació de pressió (PSA) funciona utilitzant tamisos moleculars de carboni per separar molècules. El tamis té porus de la mateixa mida que les molècules d'oxigen, atrapant aquestes molècules a mesura que passen i permetent el pas de les molècules de nitrogen més grans. El generador allibera oxigen a través d'una altra cambra. El resultat d'aquest procés és que la puresa del nitrogen pot arribar al 99,999%.
Generació de nitrogen per membrana. La generació de nitrogen per membrana funciona separant molècules mitjançant fibres de polímer. Aquestes fibres són buides, amb porus superficials prou petits per permetre el pas de l'oxigen, però massa petits perquè les molècules de nitrogen eliminin oxigen del corrent de gas. Els generadors que utilitzen aquest mètode poden produir nitrogen amb una puresa de fins al 99,5%.
Doncs bé, el generador de nitrogen PSA produeix nitrogen ultrapur en grans volums i a cabals elevats, la forma més pura de nitrogen que moltes cerveseries requereixen. Ultrapur significa del 99,9995% al 99%. Els generadors de nitrogen de membrana són ideals per a petites cerveseries que requereixen una alternativa de baix volum i baix cabal on s'accepta una puresa del 99% al 99,9%.
Utilitzant la tecnologia més recent, el generador de nitrogen Atlas Copco és un compressor d'aire industrial compacte amb un diafragma especial que separa el nitrogen del corrent d'aire comprimit. Les cerveseries artesanals són un gran públic objectiu per a Atlas Copo. Segons un informe tècnic d'Atlas Copco, els cervesers solen pagar entre 0,10 i 0,15 dòlars per peu cúbic per produir nitrogen in situ. Com es compara això amb els vostres costos de CO2?
«Oferim sis paquets estàndard que cobreixen el 80% de totes les fàbriques de cervesa, des d'uns quants milers fins a centenars de milers de barrils a l'any», afirma Peter Askini, gerent de desenvolupament de negoci per a gasos industrials a Atlas Copco. «Una fàbrica de cervesa pot augmentar la capacitat dels seus generadors de nitrogen per permetre el creixement i mantenir l'eficiència. A més, el disseny modular permet afegir un segon generador si les operacions de la fàbrica de cervesa s'expandeixen significativament».
«L'ús de nitrogen no pretén substituir completament el CO2», explica Asquini, «però creiem que els productors de vi poden reduir el seu consum al voltant d'un 70%. El principal motor és la sostenibilitat. És molt fàcil per a qualsevol productor de vi produir nitrogen pel seu compte. No utilitzeu més gasos d'efecte hivernacle», cosa que és millor per al medi ambient. Valdrà la pena des del primer mes, cosa que afectarà directament els resultats finals: si no apareix abans de comprar-lo, no el compreu. Aquí teniu les nostres regles senzilles. La demanda de CO2 s'està disparant per produir productes com el gel sec, que utilitza grans quantitats de CO2 i es necessita per transportar vacunes. Les cerveseries dels Estats Units expressen la seva preocupació pel nivell de subministrament i es pregunten si poden mantenir el nivell de preus coherent amb les necessitats de la cerveseria.
Com s'ha esmentat anteriorment, la puresa del nitrogen serà una preocupació important per als cervesers artesanals. Igual que el CO2, el nitrogen interactuarà amb la cervesa o el most i arrossegarà impureses amb ell. És per això que molts generadors de nitrogen per a aliments i begudes s'anuncien com a unitats sense oli (coneix els beneficis de neteja dels compressors sense oli a l'última frase de la barra lateral següent).
«Quan rebem CO2, comprovem la seva qualitat i contaminació, que és una altra part molt important de treballar amb un bon proveïdor», va dir McKenna. «El nitrogen és una mica diferent, i per això encara comprem nitrogen líquid pur. Una altra cosa que estem estudiant és trobar i fixar el preu d'un generador de nitrogen intern, de nou, centrant-nos en el nitrogen que produeix amb Purity per limitar l'absorció d'oxigen. Veiem això com una inversió potencial, de manera que els únics processos de la cerveseria que depenen completament del CO2 seran la carbonatació de la cervesa i el manteniment de l'aigua de l'aixeta».
"Però una cosa realment important a tenir en compte, una cosa que sembla difícil de passar per alt però que és fonamental per mantenir la qualitat de la cervesa, és que qualsevol generador de nitrogen ha de produir nitrogen fins al segon decimal [és a dir, 99,99% de puresa] per limitar l'absorció d'oxigen i el risc d'oxidació. Aquest nivell de precisió i puresa requereix més costos de generador de nitrogen, però garanteix la qualitat del nitrogen i, per tant, la qualitat de la cervesa."
Els cervesers necessiten moltes dades i control de qualitat quan utilitzen nitrogen. Per exemple, si un cerveser utilitza N2 per moure la cervesa entre tancs, cal controlar l'estabilitat del CO2 al tanc i al tanc o ampolla durant tot el procés. En alguns casos, el N2 pur pot no funcionar correctament (per exemple, en omplir recipients) perquè el N2 pur eliminarà el CO2 de la solució. Com a resultat, alguns cervesers utilitzaran una barreja 50/50 de CO2 i N2 per omplir el bol, mentre que d'altres ho evitaran completament.
Consell professional de N2: Parlem del manteniment. Els generadors de nitrogen són el més semblant a "configurar-lo i oblidar-se'n" possible, però alguns consumibles, com ara els filtres, requereixen una substitució semiregular. Normalment, aquest servei es requereix aproximadament cada 4000 hores. El mateix equip que s'encarrega del compressor d'aire també s'encarregarà del generador. La majoria dels generadors inclouen un controlador senzill similar al del vostre iPhone i ofereixen funcions completes de monitorització remota mitjançant aplicacions.
La purga del tanc difereix de la purga amb nitrogen per diversos motius. L'N2 es barreja bé amb l'aire, de manera que no interactua amb l'O2 com ho fa el CO2. L'N2 també és més lleuger que l'aire, de manera que omple el tanc de dalt a baix, mentre que el CO2 l'omple de baix a dalt. Es necessita més N2 que CO2 per purgar un tanc d'emmagatzematge i sovint requereix més granallat. Encara esteu estalviant diners?
També sorgeixen nous problemes de seguretat amb el nou gas industrial. Una cerveseria hauria d'instal·lar sensors d'O2 perquè els empleats puguin visualitzar la qualitat de l'aire interior, igual que avui dia es tenen recipients Dewar de N2 emmagatzemats a les neveres.
Però la rendibilitat pot superar fàcilment les plantes de recuperació de CO2. En aquest seminari web, Dion Quinn de Foth Production Solutions (una empresa d'enginyeria) afirma que la producció de N2 costa entre 8 i 20 dòlars per tona, mentre que la captura de CO2 amb una planta de recuperació costa entre 50 i 200 dòlars per tona.
Els beneficis dels generadors de nitrogen inclouen l'eliminació o, si més no, la reducció de la dependència dels contractes i subministraments de CO2 i nitrogen. Això estalvia espai d'emmagatzematge, ja que les cerveseries poden produir i emmagatzemar tant com necessitin, eliminant la necessitat d'emmagatzemar i transportar ampolles de nitrogen. Igual que amb el CO2, l'enviament i la manipulació del nitrogen van a càrrec del client. Amb els nitrogeneradors, això ja no és un problema.
Els generadors de nitrogen sovint són fàcils d'integrar en un entorn de cerveseria. Els generadors de nitrogen més petits es poden muntar a la paret perquè no ocupin espai al terra i funcionin silenciosament. Aquestes bosses gestionen bé els canvis de temperatura ambient i són molt resistents a les fluctuacions de temperatura. Es poden instal·lar a l'aire lliure, però no es recomana per a climes extrems d'alta i baixa temperatura.
Hi ha molts fabricants de generadors de nitrogen, com ara Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb i Holtec Gas Systems. Un petit generador de nitrogen podria costar uns 800 dòlars al mes amb un programa de lloguer amb opció a compra de cinc anys, va dir Asquini.
«Al cap i a la fi, si el nitrogen és adequat per a tu, tens una varietat de proveïdors i tecnologies per triar», va dir Asquini. «Troba quin és el més adequat per a tu i assegura't de tenir una bona comprensió del cost total de propietat [cost total de propietat] i compara els costos d'energia i manteniment entre dispositius. Sovint descobriràs que comprar el més barat no és adequat per a la teva feina».
Els sistemes generadors de nitrogen utilitzen un compressor d'aire, i la majoria de cerveseries artesanals ja en tenen un, cosa que és útil.
Quins compressors d'aire s'utilitzen a les cerveseries artesanals? Empeny el fluid a través de canonades i dipòsits. Energia per al transport i control pneumàtics. Aireació del most, llevat o aigua. Vàlvula de control. Gas de purga per expulsar el fang dels dipòsits durant la neteja i per ajudar en la neteja de forats.
Moltes aplicacions en cerveseria requereixen l'ús especial de compressors d'aire 100% lliures d'oli. Si l'oli entra en contacte amb la cervesa, mata el llevat i aplana l'escuma, cosa que fa malbé la beguda i fa que la cervesa sigui dolenta.
També és un risc per a la seguretat. Com que la indústria alimentària i de begudes és molt sensible, hi ha estàndards estrictes de qualitat i puresa, i amb raó. Exemple: els compressors d'aire sense oli de la sèrie Sullair SRL de 10 a 15 CV (de 7,5 a 11 kW) són ideals per a cerveseries artesanals. Les cerveseries gaudeixen de la silenci d'aquest tipus de màquines. La sèrie SRL ofereix baixos nivells de soroll de fins a 48 dBA, cosa que fa que el compressor sigui adequat per a ús en interiors sense una sala insonoritzada separada.
Quan l'aire net és crític, com ara a les cerveseries i les cerveseries artesanals, l'aire sense oli és essencial. Les partícules d'oli de l'aire comprimit poden contaminar els processos i la producció posteriors. Com que moltes cerveseries produeixen milers de barrils o diverses caixes de cervesa a l'any, ningú es pot permetre aquest risc. Els compressors sense oli són especialment adequats per a aplicacions on l'aire està en contacte directe amb la matèria primera. Fins i tot en aplicacions on no hi ha contacte directe entre els ingredients i l'aire, com ara a les línies d'envasament, un compressor sense oli ajuda a mantenir el producte final net per a la tranquil·litat.
Data de publicació: 06-01-2023