Các nhà máy bia thủ công sử dụng CO2 với nhiều ứng dụng đáng kinh ngạc trong quy trình sản xuất bia, đóng gói và phục vụ: di chuyển bia hoặc sản phẩm từ bể này sang bể khác, cacbon hóa sản phẩm, lọc oxy trước khi đóng gói, đóng gói bia trong quy trình, xả trước thùng Anh sau khi làm sạch và khử trùng, đóng chai bia tươi trong nhà hàng, quán bar.Đây chỉ là dành cho người mới bắt đầu.
Max McKenna, giám đốc tiếp thị cấp cao của Dorchester Brewing Co. có trụ sở tại Boston, cho biết: “Chúng tôi sử dụng CO2 trong toàn bộ nhà máy bia và quán bar” ở mọi giai đoạn của quy trình.”
Giống như nhiều nhà máy bia thủ công, Dorchester Brewing đang phải đối mặt với tình trạng thiếu CO2 chất lượng thương mại mà họ cần để vận hành (đọc về tất cả lý do dẫn đến sự thiếu hụt này tại đây).
McKenna cho biết: “Vì các hợp đồng của chúng tôi, các nhà cung cấp CO2 hiện tại của chúng tôi đã không tăng giá mặc dù giá ở các khu vực khác trên thị trường đã tăng”.“Cho đến nay, tác động chủ yếu là ở mức phân phối hạn chế.”
Để bù đắp lượng CO2 thiếu hụt, Dorchester Brewing sử dụng nitơ thay vì CO2 trong một số trường hợp.
McKenna tiếp tục: “Chúng tôi đã có thể chuyển nhiều hoạt động sang sử dụng nitơ.“Một số công việc quan trọng nhất là làm sạch lon và đậy nắp gas trong quá trình đóng hộp và niêm phong.Đây là sự bổ sung lớn nhất cho đến nay đối với chúng tôi vì các quy trình này đòi hỏi nhiều CO2.Từ lâu chúng tôi đã có một nhà máy nitro đặc biệt.Chúng tôi sử dụng một máy tạo nitơ đặc biệt để sản xuất toàn bộ lượng nitơ cho quầy bar – cho dây chuyền nitro chuyên dụng và hỗn hợp bia của chúng tôi.”
N2 là loại khí trơ kinh tế nhất để sản xuất và có thể được sử dụng trong các tầng hầm của nhà máy bia thủ công, cửa hàng bán chai và quán bar.N2 rẻ hơn CO2 dùng cho đồ uống và thường có sẵn nhiều hơn, tùy thuộc vào tình trạng sẵn có ở khu vực của bạn.
N2 có thể được mua dưới dạng khí trong bình áp suất cao hoặc dưới dạng chất lỏng trong Dewars hoặc bể chứa lớn.Nitơ cũng có thể được sản xuất tại chỗ bằng máy tạo nitơ.Máy tạo nitơ hoạt động bằng cách loại bỏ các phân tử oxy khỏi không khí.
Nitơ là nguyên tố có nhiều nhất (78%) trong bầu khí quyển Trái đất, còn lại là oxy và các khí vi lượng.Nó cũng làm cho nó thân thiện với môi trường hơn khi bạn thải ra ít CO2 hơn.
Trong sản xuất bia và đóng gói, N2 có thể được sử dụng để loại bỏ oxy khỏi bia.Khi sử dụng đúng cách (hầu hết mọi người đều trộn CO2 với N2 khi làm việc với bia có ga) N2 có thể được sử dụng để làm sạch bể chứa, chuyển bia từ bể này sang bể khác, tạo áp lực cho thùng trước khi bảo quản, đồng thời sục khí dưới nắp.thành phần tạo nên hương vị và cảm giác vừa miệng.Trong các quán bar, nitro được sử dụng trong dòng nước máy cho nitropiv cũng như các ứng dụng áp suất cao/đường dài trong đó nitơ được trộn với một tỷ lệ phần trăm CO2 nhất định để ngăn bia tạo bọt trên vòi.N2 thậm chí có thể được sử dụng làm khí sôi để khử khí trong nước nếu đây là một phần trong quy trình của bạn.
Bây giờ, như chúng tôi đã đề cập trong bài viết trước về tình trạng thiếu CO2, nitơ không phải là sự thay thế chính xác cho CO2 trong tất cả các ứng dụng sản xuất bia.Những khí này hoạt động khác nhau.Chúng có trọng lượng phân tử khác nhau và mật độ khác nhau.
Ví dụ, CO2 hòa tan trong chất lỏng nhiều hơn N2.Đây là lý do tại sao nitơ tạo ra bọt nhỏ hơn và cảm giác ngon miệng khác trong bia.Đây là lý do tại sao các nhà sản xuất bia sử dụng các giọt nitơ lỏng thay vì nitơ khí để tạo ra bia nitrat.Người ta nói rằng carbon dioxide cũng tạo thêm một chút vị đắng hoặc chua mà nitơ không có, điều này có thể làm thay đổi đặc điểm hương vị.Chuyển sang sử dụng nitơ sẽ không giải quyết được tất cả các vấn đề về carbon dioxide.
Chuck Skepek, giám đốc chương trình kỹ thuật sản xuất bia tại Viện Brewers cho biết: “Có tiềm năng, nhưng nitơ không phải là thuốc chữa bách bệnh hay cách chữa trị nhanh chóng.CO2 và nitơ hoạt động hoàn toàn khác nhau.Bạn sẽ nhận được nhiều nitơ trộn lẫn với không khí trong bể hơn là nếu bạn lọc CO2.Vì vậy nó sẽ cần nhiều nitơ hơn.Tôi nghe điều này nhiều lần.
“Một nhà sản xuất bia mà tôi biết thực sự thông minh và bắt đầu thay thế carbon dioxide bằng nitơ, và bia của họ có nhiều oxy hơn trong đó, vì vậy bây giờ họ sử dụng hỗn hợp nitơ và carbon dioxide, với một chút may mắn hơn.không chỉ, “Này, chúng ta sẽ bắt đầu sử dụng nitơ để giải quyết tất cả các vấn đề của mình.Thật vui khi thấy nhiều điều hơn về điều này trong tài liệu, chúng tôi bắt đầu thấy nhiều người thực sự thực hiện một số nghiên cứu hơn và bạn biết đấy, đưa ra những phương pháp hay nhất cho sự thay thế này.
Việc cung cấp các loại khí này sẽ khác nhau vì chúng có mật độ khác nhau, điều này có thể dẫn đến một số thay đổi về kỹ thuật hoặc lưu trữ.Hãy nghe Jason Perkins, nhà sản xuất bia bậc thầy tại Allagash Brewing Co., thảo luận về việc nâng cấp dây chuyền đóng chai và ống dẫn khí của mình để sử dụng CO2 để đổ đầy bát điều áp và N2 cho chất bịt kín và máy phá bong bóng.Lưu trữ có thể khác nhau.
McKenna nói: “Chắc chắn có một số khác biệt, một phần là do cách chúng tôi thu được nitơ”.“Chúng tôi thu được nitơ lỏng tinh khiết trong sương, vì vậy việc bảo quản nó rất khác so với các thùng chứa CO2 của chúng tôi: chúng nhỏ hơn, trên các con lăn và được bảo quản trong tủ đông.Chúng tôi đã đưa nó lên cấp độ tiếp theo.carbon dioxide thành nitơ, nhưng một lần nữa, chúng tôi rất cẩn thận về cách thực hiện quá trình chuyển đổi hiệu quả và có trách nhiệm để đảm bảo bia luôn ở mức cao nhất trong mỗi bước.Điều quan trọng là, trong một số trường hợp, nó là một sự thay thế cắm và chạy rất đơn giản, trong khi trong những trường hợp khác, nó đòi hỏi những cải tiến đáng kể về vật liệu, cơ sở hạ tầng, sản xuất, v.v.”
Theo bài báo xuất sắc này của The Titus Co. (nhà cung cấp máy nén khí, máy sấy khí và dịch vụ máy nén khí bên ngoài Pennsylvania), máy tạo nitơ hoạt động theo một trong hai cách:
Hấp phụ dao động áp suất: Hấp phụ dao động áp suất (PSA) hoạt động bằng cách sử dụng sàng phân tử carbon để tách các phân tử.Sàng có các lỗ có kích thước tương đương với các phân tử oxy, giữ lại các phân tử đó khi chúng đi qua và cho phép các phân tử nitơ lớn hơn đi qua.Máy phát điện sau đó giải phóng oxy qua một buồng khác.Kết quả của quá trình này là độ tinh khiết của nitơ có thể đạt tới 99,999%.
Tạo màng nitơ.Việc tạo nitơ qua màng hoạt động bằng cách tách các phân tử bằng sợi polymer.Những sợi này rỗng, với các lỗ trên bề mặt đủ nhỏ để cho oxy đi qua, nhưng quá nhỏ để các phân tử nitơ loại bỏ oxy khỏi dòng khí.Máy phát điện sử dụng phương pháp này có thể tạo ra nitơ nguyên chất tới 99,5%.
Chà, máy tạo nitơ PSA tạo ra nitơ siêu tinh khiết với khối lượng lớn và tốc độ dòng chảy cao, dạng nitơ tinh khiết nhất mà nhiều nhà máy bia yêu cầu.Ultrapure có nghĩa là 99,9995% đến 99%.Máy tạo nitơ màng là lý tưởng cho các nhà máy bia nhỏ yêu cầu thay thế thể tích thấp, lưu lượng thấp, nơi có thể chấp nhận được độ tinh khiết 99% đến 99,9%.
Sử dụng công nghệ mới nhất, máy tạo nitơ Atlas Copco là máy nén khí công nghiệp nhỏ gọn có màng ngăn đặc biệt giúp tách nitơ khỏi luồng khí nén.Các nhà máy bia thủ công là đối tượng mục tiêu lớn của Atlas Copo.Theo sách trắng của Atlas Copco, các nhà sản xuất bia thường trả từ 0,10 đến 0,15 USD cho mỗi foot khối để sản xuất nitơ tại chỗ.Điều này so sánh với chi phí CO2 của bạn như thế nào?
Peter Askini, giám đốc phát triển kinh doanh khí công nghiệp tại Atlas Copco cho biết: “Chúng tôi cung cấp sáu gói tiêu chuẩn đáp ứng 80% tất cả các nhà máy bia – từ vài nghìn đến hàng trăm nghìn thùng mỗi năm”.“Một nhà máy bia có thể tăng công suất của máy tạo nitơ để có thể tăng trưởng trong khi vẫn duy trì hiệu quả.Ngoài ra, thiết kế mô-đun cho phép bổ sung thêm máy phát điện thứ hai nếu hoạt động của nhà máy bia mở rộng đáng kể.”
Asquini giải thích: “Việc sử dụng nitơ không nhằm mục đích thay thế hoàn toàn CO2, nhưng chúng tôi nghĩ rằng các nhà sản xuất rượu vang có thể giảm mức tiêu thụ khoảng 70%.Động lực chính là sự bền vững.Bất kỳ nhà sản xuất rượu nào cũng có thể tự sản xuất nitơ rất dễ dàng.Đừng sử dụng thêm khí nhà kính nữa.”cái nào tốt hơn cho môi trường Nó sẽ mang lại lợi nhuận ngay từ tháng đầu tiên, điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả kinh doanh, nếu nó không hiển thị trước khi bạn mua thì đừng mua. Đây là những quy tắc đơn giản của chúng tôi. Nhu cầu về CO2 đang tăng vọt để sản xuất những sản phẩm như đá khô, sử dụng lượng lớn CO2 và cần thiết để vận chuyển vắc xin.Các nhà máy bia ở Mỹ đang bày tỏ lo ngại về mức độ cung cấp và tự hỏi liệu họ có thể giữ mức giá phù hợp với nhu cầu của nhà máy bia hay không”.
Như đã đề cập trước đó, độ tinh khiết của nitơ sẽ là mối quan tâm lớn đối với các nhà sản xuất bia thủ công.Cũng giống như CO2, nitơ sẽ tương tác với bia hoặc dịch nha và mang theo tạp chất theo đó.Đây là lý do tại sao nhiều máy tạo nitơ trong thực phẩm và đồ uống sẽ được quảng cáo là thiết bị không dầu (tìm hiểu về lợi ích làm sạch của máy nén không dầu ở câu cuối cùng ở thanh bên dưới).
McKenna cho biết: “Khi chúng tôi nhận được CO2, chúng tôi kiểm tra chất lượng và mức độ ô nhiễm của nó, đây là một phần rất quan trọng khác khi làm việc với một nhà cung cấp tốt”.“Nitơ hơi khác một chút, đó là lý do tại sao chúng tôi vẫn mua nitơ lỏng nguyên chất.Một điều khác mà chúng tôi đang xem xét là tìm kiếm và định giá một máy tạo nitơ bên trong – một lần nữa, tập trung vào lượng nitơ mà nó tạo ra với Độ tinh khiết để hạn chế sự hấp thụ oxy.Chúng tôi coi đây là một khoản đầu tư tiềm năng, vì vậy các quy trình duy nhất trong nhà máy bia phụ thuộc hoàn toàn vào CO2 sẽ là cacbonat hóa bia và bảo trì nước máy.
“Nhưng có một điều thực sự quan trọng cần ghi nhớ – một lần nữa, một điều có vẻ khó bỏ qua nhưng lại rất quan trọng để duy trì chất lượng bia – đó là bất kỳ máy tạo nitơ nào cũng cần sản xuất nitơ đến chữ số thập phân thứ hai [tức là độ tinh khiết 99,99%] để hạn chế oxy hấp thụ và nguy cơ oxy hóa.Mức độ chính xác và độ tinh khiết này đòi hỏi chi phí tạo nitơ cao hơn nhưng vẫn đảm bảo chất lượng của nitơ và do đó đảm bảo chất lượng của bia.”
Các nhà sản xuất bia yêu cầu nhiều dữ liệu và kiểm soát chất lượng khi sử dụng nitơ.Ví dụ, nếu nhà sản xuất bia sử dụng N2 để di chuyển bia giữa các thùng chứa thì độ ổn định của CO2 trong thùng và trong thùng hoặc chai phải được theo dõi trong suốt quá trình.Trong một số trường hợp, N2 nguyên chất có thể không hoạt động bình thường (ví dụ khi đổ đầy thùng chứa) vì N2 nguyên chất sẽ loại bỏ CO2 khỏi dung dịch.Do đó, một số nhà sản xuất bia sẽ sử dụng hỗn hợp CO2 và N2 theo tỷ lệ 50/50 để đổ đầy bát, trong khi những nhà sản xuất khác sẽ tránh hoàn toàn.
Mẹo N2 Pro: Hãy nói chuyện bảo trì.Máy tạo nitơ thực sự gần giống với khả năng "cài đặt và quên nó đi" mà bạn có thể nhận được, nhưng một số vật tư tiêu hao, chẳng hạn như bộ lọc, yêu cầu thay thế bán định kỳ.Thông thường, dịch vụ này được yêu cầu khoảng 4000 giờ một lần.Đội ngũ chăm sóc máy nén khí của bạn cũng sẽ chăm sóc máy phát điện của bạn.Hầu hết các máy phát điện đều có bộ điều khiển đơn giản tương tự như iPhone của bạn và cung cấp khả năng giám sát từ xa bằng ứng dụng đầy đủ.
Thanh lọc bể khác với thanh lọc nitơ vì một số lý do.N2 hòa trộn tốt với không khí nên không tương tác với O2 như CO2.N2 cũng nhẹ hơn không khí nên lấp đầy bình từ trên xuống dưới, còn CO2 lấp đầy bình từ dưới lên trên.Cần nhiều N2 hơn CO2 để làm sạch bể chứa và thường cần nhiều lần phun nổ hơn.Bạn vẫn đang tiết kiệm tiền?
Các vấn đề an toàn mới cũng nảy sinh với khí công nghiệp mới.Một nhà máy bia chắc chắn nên lắp đặt cảm biến O2 để nhân viên có thể hình dung được chất lượng không khí trong nhà - giống như việc bạn bảo quản sương N2 trong tủ lạnh ngày nay.
Nhưng lợi nhuận có thể dễ dàng vượt xa các nhà máy thu hồi CO2.Trong hội thảo trực tuyến này, Dion Quinn của Foth Production Solutions (một công ty kỹ thuật) cho biết chi phí sản xuất N2 từ 8 đến 20 USD mỗi tấn, trong khi thu hồi CO2 bằng nhà máy thu hồi có chi phí từ 50 đến 200 USD mỗi tấn.
Lợi ích của máy tạo nitơ bao gồm loại bỏ hoặc ít nhất là giảm sự phụ thuộc vào các hợp đồng và nguồn cung cấp CO2 và nitơ.Điều này giúp tiết kiệm không gian lưu trữ vì các nhà máy bia có thể sản xuất và lưu trữ số lượng cần thiết, loại bỏ nhu cầu lưu trữ và vận chuyển chai nitơ.Giống như CO2, việc vận chuyển và xử lý nitơ sẽ do khách hàng thanh toán.Với máy tạo nitơ, điều này không còn là vấn đề nữa.
Máy tạo nitơ thường dễ dàng tích hợp vào môi trường nhà máy bia.Máy tạo nitơ nhỏ hơn có thể được gắn trên tường để không chiếm diện tích sàn và hoạt động êm ái.Những chiếc túi này xử lý tốt sự thay đổi nhiệt độ môi trường và có khả năng chống biến động nhiệt độ rất tốt.Có thể lắp đặt ngoài trời, nhưng không nên dùng ở nơi có khí hậu cực cao và cực thấp.
Có nhiều nhà sản xuất máy tạo nitơ bao gồm Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb và Holtec Gas Systems.Asquini cho biết, một máy phát điện nitơ nhỏ có thể có giá khoảng 800 USD/tháng theo chương trình thuê để sở hữu kéo dài 5 năm.
Asquini nói: “Cuối cùng, nếu nitơ phù hợp với bạn, bạn có nhiều nhà cung cấp và công nghệ khác nhau để lựa chọn”.“Hãy tìm cái nào phù hợp với bạn và đảm bảo bạn hiểu rõ về tổng chi phí sở hữu [tổng chi phí sở hữu] cũng như so sánh chi phí điện năng và bảo trì giữa các thiết bị.Bạn sẽ thường thấy rằng mua hàng rẻ nhất không phù hợp với công việc của bạn.”
Hệ thống tạo nitơ sử dụng máy nén khí và hầu hết các nhà máy bia thủ công đều có một máy nén khí, điều này rất tiện lợi.
Máy nén khí nào được sử dụng trong nhà máy bia thủ công?Đẩy chất lỏng qua đường ống và bể chứa.Năng lượng để vận chuyển và điều khiển bằng khí nén.Sục khí của rong, men hoặc nước.van điều khiển.Lọc khí để đẩy bùn ra khỏi bể trong quá trình làm sạch và hỗ trợ làm sạch lỗ.
Nhiều ứng dụng của nhà máy bia yêu cầu sử dụng đặc biệt máy nén khí không dầu 100%.Nếu dầu tiếp xúc với bia, nó sẽ giết chết men và làm phẳng bọt, làm hỏng đồ uống và làm bia bị hỏng.
Đó cũng là một rủi ro bảo mật.Bởi vì ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống rất nhạy cảm nên có những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về chất lượng và độ tinh khiết được áp dụng, và điều đó là đúng.Ví dụ: Máy nén khí không dầu dòng Sullair SRL công suất từ 10 đến 15 mã lực.(từ 7,5 đến 11 kW) rất phù hợp cho các nhà máy bia thủ công.Các nhà máy bia tận hưởng sự yên tĩnh của những loại máy này.Dòng SRL cung cấp độ ồn thấp tới 48dBA, giúp máy nén phù hợp để sử dụng trong nhà mà không cần phòng cách âm riêng.
Khi không khí sạch là rất quan trọng, chẳng hạn như trong các nhà máy bia và nhà máy bia thủ công, thì không khí không dầu là điều cần thiết.Các hạt dầu trong khí nén có thể gây ô nhiễm cho các quá trình sản xuất và quy trình tiếp theo.Vì nhiều nhà máy bia sản xuất hàng nghìn thùng hoặc vài thùng bia mỗi năm nên không ai có thể chấp nhận rủi ro đó.Máy nén không dầu đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng mà không khí tiếp xúc trực tiếp với nguyên liệu.Ngay cả trong các ứng dụng không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa nguyên liệu và không khí, chẳng hạn như trong dây chuyền đóng gói, máy nén không dầu sẽ giúp bạn yên tâm giữ cho sản phẩm cuối cùng luôn sạch sẽ.
Thời gian đăng: Jan-06-2023