Las cervecerías artesanales usan CO2 en un sorprendente número de aplicaciones en el proceso de elaboración de cerveza, envases y servicios: mover cerveza o producto de tanque a tanque, carbonizar un producto, purificar oxígeno antes de empacar, empacar cerveza en el proceso, preprar tanques británicos después de limpiar y sanitizar, cerveza de embotellado en un restaurante o barra. Esto es solo para empezar.
"Usamos CO2 en toda la cervecería y el bar", dice Max McKenna, gerente senior de marketing de Dorchester Brewing Co., con sede en Boston, que sirve cerveza, en cada etapa del proceso. "
Al igual que muchas cervecerías artesanales, Dorchester Brewing enfrenta una escasez de la calidad comercial CO2 que necesita para operar (lea sobre todas las razones de esta escasez aquí).
"Debido a nuestros contratos, nuestros proveedores actuales de CO2 no han aumentado sus precios a pesar del aumento de precios en otras partes del mercado", dijo McKenna. "Hasta ahora, el impacto ha sido principalmente en una distribución limitada".
Para compensar la falta de CO2, Dorchester Brewing utiliza nitrógeno en lugar de CO2 en algunos casos.
"Pudimos trasladar muchas operaciones al nitrógeno", continuó McKenna. “Algunos de los más importantes fueron limpiar las latas y cubrir el gas durante el proceso de enlatado y sellado. Esta es, con mucho, la mayor adición para nosotros porque estos procesos requieren mucho CO2. Durante mucho tiempo tuvimos una planta nitro especial. Utilizamos un generador especial de nitrógeno para producir todo el nitrógeno para la barra, para una línea de nitro dedicada y nuestra mezcla de cerveza ".
N2 es el gas inerte más económico para producir y se puede usar en sótanos de cervecería artesanal, tiendas de botellas y bares. N2 es más barato que el CO2 para bebidas y, a menudo, más disponible, dependiendo de la disponibilidad en su área.
N2 se puede comprar como un gas en cilindros de alta presión o como líquido en Dewars o grandes tanques de almacenamiento. El nitrógeno también se puede producir en el sitio utilizando un generador de nitrógeno. Los generadores de nitrógeno funcionan eliminando las moléculas de oxígeno del aire.
El nitrógeno es el elemento más abundante (78%) en la atmósfera de la Tierra, el resto son los gases de oxígeno y traza. También lo hace más amigable con el medio ambiente ya que emite menos CO2.
En la elaboración de cerveza y el embalaje, N2 se puede usar para mantener el oxígeno fuera de la cerveza. Cuando se usa correctamente (la mayoría de las personas mezclan CO2 con N2 cuando trabajan con cerveza carbonatada) N2 se puede usar para limpiar los tanques, transfiera la cerveza del tanque al tanque, presione a los barriles antes del almacenamiento, mientras se alza debajo de las tapas. ingrediente para el sabor y la sensación en la boca. En las barras, el nitro se usa en líneas de agua del grifo para nitropiv, así como aplicaciones de alta presión/larga distancia donde el nitrógeno se mezcla con un cierto porcentaje de CO2 para evitar que la cerveza se haga espuma de barrido. N2 incluso se puede usar como un gas de hervir para la desgasificación del agua si esto es parte de su proceso.
Ahora, como mencionamos en nuestro artículo anterior sobre deficiencia de CO2, el nitrógeno no es un reemplazo exacto para el CO2 en todas las aplicaciones de elaboración de cerveza. Estos gases se comportan de manera diferente. Tienen diferentes pesos moleculares y diferentes densidades.
Por ejemplo, el CO2 es más soluble en líquidos que N2. Esta es la razón por la cual el nitrógeno da burbujas más pequeñas y una sensación de boca diferente en la cerveza. Es por eso que los cerveceros usan gotas de nitrógeno líquido en lugar de nitrógeno gaseoso a cerveza de nitrato. El dióxido de carbono también agrega un toque de amargura o agridulce que el nitrógeno no, lo que puede cambiar el perfil de sabor, dicen la gente. El cambio a nitrógeno no resolverá todos los problemas de dióxido de carbono.
"Hay potencial", dice Chuck Skepek, director de programas de elaboración técnica del Instituto Brewers, "pero el nitrógeno no es una panacea o una solución rápida. El CO2 y el nitrógeno se comportan de manera bastante diferente. Se mezclará más nitrógeno con el aire en el tanque que si purga el CO2. Por lo tanto, requerirá más nitrógeno. Escucho esto una y otra vez.
“Un cervecero que conozco fue realmente inteligente y comenzó a reemplazar el dióxido de carbono con nitrógeno, y su cerveza tenía mucho más oxígeno, por lo que ahora usan una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono, con un poco más de suerte. No solo, "oye, vamos a comenzar a usar nitrógeno para resolver todos nuestros problemas. Es bueno ver mucho más sobre esto en la literatura, estamos comenzando a ver a más personas que realmente investigan y, ya sabes, para encontrar las mejores prácticas para este reemplazo.
La entrega de estos gases será diferente ya que tienen diferentes densidades que pueden dar lugar a algunos cambios de ingeniería o almacenamiento. Escuche a Jason Perkins, maestro cervecero de Allagash Brewing Co., discuta la actualización de su línea de embotellado y colector de gas para usar CO2 para el relleno de tazón presurizado y N2 para el sellador y el interruptor de burbujas. El almacenamiento puede variar.
"Definitivamente hay algunas diferencias, en parte debido a cómo obtenemos nitrógeno", dijo McKenna. “Tenemos nitrógeno líquido puro en Dewars, por lo que almacenarlo es muy diferente de nuestros tanques de CO2: son más pequeños, en rodillos y almacenados en un congelador. Lo hemos llevado al siguiente nivel. Dióxido de carbono al nitrógeno, pero nuevamente, tenemos mucho cuidado con cómo hacer la transición de manera eficiente y responsable para asegurarnos de que la cerveza esté en su nivel más alto en cada paso del camino. clave, en algunos casos fue un reemplazo de plug and play muy simple, mientras que en otros casos requirió mejoras significativas en materiales, infraestructura, fabricación, etc. ”
Según este excelente artículo de Titus Co. (un proveedor de compresores de aire, secadores de aire y servicios de compresor de aire fuera de Pensilvania), los generadores de nitrógeno operan de una de dos maneras:
Adsorción de oscilación de presión: la adsorción de oscilación de presión (PSA) funciona utilizando tamices moleculares de carbono para separar las moléculas. El tamiz tiene poros del mismo tamaño que las moléculas de oxígeno, atrapando esas moléculas a medida que pasan y permiten las moléculas de nitrógeno más grandes. El generador luego libera oxígeno a través de otra cámara. El resultado de este proceso es que la pureza de nitrógeno puede alcanzar el 99.999%.
Generación de membrana de nitrógeno. La generación de nitrógeno de membrana funciona separando moléculas usando fibras de polímero. Estas fibras son huecas, con los poros superficiales lo suficientemente pequeños como para permitir que el oxígeno pase, pero demasiado pequeños para que las moléculas de nitrógeno eliminen el oxígeno de la corriente de gas. Los generadores que usan este método pueden producir nitrógeno hasta 99.5% puro.
Bueno, el generador de nitrógeno PSA produce nitrógeno ultra puro en grandes volúmenes y a altas tasas de flujo, la forma más pura de nitrógeno que muchas cervecerías requieren. Ultrapure significa 99.9995% a 99%. Los generadores de nitrógeno de membrana son ideales para pequeñas cervecerías que requieren una alternativa de bajo volumen y bajo flujo donde del 99% al 99.9% de pureza es aceptable.
Utilizando la última tecnología, el generador de nitrógeno Atlas Copco es un compresor de aire industrial compacto con un diafragma especial que separa el nitrógeno de la corriente de aire comprimido. Las cervecerías artesanales son un gran público objetivo para Atlas Copo. Según un libro blanco Atlas Copco, los cerveceros generalmente pagan entre $ 0.10 y $ 0.15 por pie cúbico para producir nitrógeno en el sitio. ¿Cómo se compara esto con su CO2 cuesta?
"Ofrecemos seis paquetes estándar que cubren el 80% de todas las cervecerías, de unos pocos miles a cientos de miles de barriles por año", dice Peter Askini, gerente de desarrollo de negocios de gases industriales en Atlas Copco. “Una cervecería puede aumentar la capacidad de sus generadores de nitrógeno para permitir el crecimiento al tiempo que mantiene la eficiencia. Además, el diseño modular permite agregar un segundo generador si las operaciones de la cervecería se expanden significativamente ".
"Usar nitrógeno no tiene la intención de reemplazar por completo el CO2", explica Asquini, "pero creemos que los enólogos pueden reducir su consumo en aproximadamente un 70%". La principal fuerza impulsora es la sostenibilidad. Es muy fácil para cualquier enólogo producir nitrógeno por su cuenta. No use más gases de efecto invernadero ". Lo que es mejor para el entorno que pagará desde el primer mes, lo que afectará directamente el resultado final, si no aparece antes de comprar, no lo compre. Aquí hay nuestras reglas simples. La demanda de CO2 se dispara para producir dichos productos, como el hielo seco, que usa grandes cantidades de CO2 y es necesaria para transportar vacunas. Las cervecerías en los EE. UU. Expresan preocupación por el nivel de suministro y se preguntan si pueden mantener el nivel de precios consistente con las necesidades de la cervecería ".
Como se mencionó anteriormente, la pureza de nitrógeno será una gran preocupación para los cerveceros artesanales. Al igual que el CO2, el nitrógeno interactuará con la cerveza o el mosto y llevará impurezas junto con ella. Esta es la razón por la cual muchos generadores de nitrógeno de alimentos y bebidas se anunciarán como unidades sin aceite (aprenda sobre los beneficios de limpieza de los compresores sin aceite en la última oración en la barra lateral a continuación).
"Cuando recibimos CO2, verificamos su calidad y contaminación, que es otra parte muy importante de trabajar con un buen proveedor", dijo McKenna. “El nitrógeno es un poco diferente, por lo que todavía compramos nitrógeno líquido puro. Otra cosa que estamos viendo es encontrar y fijar el precio de un generador de nitrógeno interno, nuevamente, con un enfoque en el nitrógeno que produce con pureza para limitar la absorción de oxígeno. Vemos esto como una inversión potencial, por lo que los únicos procesos en la cervecería que dependen completamente del CO2 serán la carbonatación de la cerveza y el mantenimiento del agua del grifo.
"Pero una cosa realmente importante a tener en cuenta, nuevamente, algo que parece exigente para pasar por alto pero es fundamental para mantener la calidad de la cerveza, es que cualquier generador de nitrógeno necesita producir nitrógeno en el segundo lugar decimal [es decir, 99.99% de pureza] para limitar la absorción de oxígeno y el riesgo de oxidación. Este nivel de precisión y pureza requiere más costos del generador de nitrógeno, pero garantiza la calidad del nitrógeno y, por lo tanto, la calidad de la cerveza ".
Los cerveceros requieren muchos datos y control de calidad cuando usan nitrógeno. Por ejemplo, si un cervecero usa N2 para mover la cerveza entre los tanques, la estabilidad del CO2 en el tanque y en el tanque o la botella debe controlarse durante todo el proceso. En algunos casos, Pure N2 puede no funcionar correctamente (por ejemplo, al llenar contenedores) porque Pure N2 eliminará el CO2 de la solución. Como resultado, algunos cerveceros usarán una mezcla 50/50 de CO2 y N2 para llenar el tazón, mientras que otros lo evitarán por completo.
Consejo N2 Pro: Hablemos de mantenimiento. Los generadores de nitrógeno realmente están tan cerca de "establecerlo y olvidarlo" como puede obtener, pero algunos consumibles, como los filtros, requieren un reemplazo semi-regular. Por lo general, este servicio se requiere aproximadamente cada 4000 horas. El mismo equipo que se encarga de su compresor de aire también se encargará de su generador. La mayoría de los generadores vienen con un controlador simple similar a su iPhone y ofrecen capacidades completas de monitoreo remoto de aplicaciones.
La purga del tanque difiere de la purga de nitrógeno por varias razones. N2 se mezcla bien con el aire, por lo que no interactúa con O2 como lo hace CO2. N2 también es más ligero que el aire, por lo que llena el tanque de arriba a abajo, mientras que el CO2 lo llena de abajo hacia arriba. Se necesitan más N2 que CO2 para purgar un tanque de almacenamiento y, a menudo, requiere más explosión de disparos. ¿Sigues ahorrando dinero?
También surgen nuevos problemas de seguridad con el nuevo gas industrial. Una cervecería definitivamente debe instalar sensores O2 para que los empleados puedan visualizar la calidad del aire interior, al igual que usted tiene N2 Dewars almacenado en refrigeradores en estos días.
Pero la rentabilidad puede superar fácilmente las plantas de recuperación de CO2. En este seminario web, Dion Quinn de Foth Production Solutions (una firma de ingeniería) establece que la producción de N2 cuesta entre $ 8 y $ 20 por tonelada, al tiempo que captura CO2 con una planta de recuperación cuesta entre $ 50 y $ 200 por tonelada.
Los beneficios de los generadores de nitrógeno incluyen eliminar o al menos reducir la dependencia de los contratos y suministros de CO2 y nitrógeno. Esto ahorra espacio de almacenamiento a medida que las cervecerías pueden producir y almacenar tanto como necesiten, eliminando la necesidad de almacenar y transportar botellas de nitrógeno. Al igual que con el CO2, el cliente paga el envío y el manejo de nitrógeno. Con los nitrogenadores, esto ya no es un problema.
Los generadores de nitrógeno a menudo son fáciles de integrar en un entorno de la cervecería. Los generadores de nitrógeno más pequeños pueden montarse en la pared para que no tomen espacio en el piso y operen en silencio. Estas bolsas manejan bien las temperaturas ambientales cambiantes y son muy resistentes a las fluctuaciones de temperatura. Se puede instalar al aire libre, pero no se recomienda para climas extremos altos y bajos.
Hay muchos fabricantes de generadores de nitrógeno, incluidos Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb y Holtec Gas Systems. Un pequeño generador de nitrógeno podría costar alrededor de $ 800 al mes bajo un programa de arrendamiento de cinco años, dijo Asquini.
"Al final del día, si el nitrógeno es adecuado para usted, tiene una variedad de proveedores y tecnologías para elegir", dijo Asquini. “Encuentre cuál es el adecuado para usted y asegúrese de comprender bien el costo total de propiedad [costo total de propiedad] y comparar los costos de energía y mantenimiento entre los dispositivos. A menudo encontrará que comprar lo más barato no es adecuado para su trabajo ”.
Los sistemas generadores de nitrógeno utilizan un compresor de aire, y la mayoría de las cervecerías artesanales ya tienen una, lo cual es útil.
¿Qué compresores de aire se usan en cervecerías artesanales? Empuja líquido a través de tuberías y tanques. Energía para la transmisión y control neumáticos. Aireación de hierba, levadura o agua. válvula de control. Purgue el gas para expulsar el lodo de los tanques durante la limpieza y para ayudar en la limpieza de agujeros.
Muchas aplicaciones de cervecería requieren el uso especial de compresores de aire 100% sin aceite. Si el aceite entra en contacto con la cerveza, mata la levadura y aplana la espuma, lo que arruina la bebida y hace que la cerveza sea mala.
También es un riesgo de seguridad. Debido a que la industria de alimentos y bebidas es muy sensible, existen estrictos estándares de calidad y pureza, y con razón. Ejemplo: Compresores de aire sin aceite de la serie Sullair SRL de 10 a 15 hp. (De 7.5 a 11 kW) son muy adecuados para cervecerías artesanales. Las cervecerías disfrutan de la tranquilidad de este tipo de máquinas. La serie SRL ofrece bajos niveles de ruido a 48DBA, lo que hace que el compresor sea adecuado para uso interior sin una habitación de insonor separada.
Cuando el aire limpio es crítico, como en cervecerías y cervecerías artesanales, el aire sin aceite es esencial. Las partículas de aceite en el aire comprimido pueden contaminar procesos aguas abajo y producción. Dado que muchas cervecerías producen miles de barriles o varios casos de cerveza al año, nadie puede permitirse correr ese riesgo. Los compresores sin aceite son especialmente adecuados para aplicaciones donde el aire está en contacto directo con la materia prima. Incluso en aplicaciones donde no hay contacto directo entre los ingredientes y el aire, como en las líneas de embalaje, un compresor sin aceite ayuda a mantener el producto final limpio para la tranquilidad.
Tiempo de publicación: enero-06-2023