Les brasseries artisanales utilisent du CO2 dans un nombre surprenant d'applications dans le processus de brassage, d'emballage et de service: déplacer la bière ou le produit d'un réservoir à un réservoir, une carbonisation d'un produit, une purification de l'oxygène avant de l'emballage, de l'emballage de la bière dans le processus, des réservoirs britanniques pré-flush après le nettoyage et la désinfection, en bouteille de bière à la bière dans un restaurant ou un bar. C'est juste pour les débutants.
«Nous utilisons le CO2 dans toute la brasserie et le bar», explique Max McKenna, directeur marketing principal chez Dorchester Brewing Co., basé à Boston, au service de la bière - à chaque étape du processus. "
Comme de nombreuses brasseries artisanales, Dorchester Brewing fait face à une pénurie de CO2 de qualité commerciale dont elle a besoin pour fonctionner (lisez toutes les raisons de cette pénurie ici).
"En raison de nos contrats, nos fournisseurs de CO2 actuels n'ont pas augmenté leurs prix malgré l'augmentation des prix dans d'autres parties du marché", a déclaré McKenna. «Jusqu'à présent, l'impact a été principalement sur une distribution limitée.»
Pour compenser le manque de CO2, Dorchester Brewing utilise de l'azote au lieu du CO2 dans certains cas.
"Nous avons pu déplacer de nombreuses opérations vers l'azote", a poursuivi McKenna. «Certains des plus importants étaient de nettoyer les canettes et de couvrir le gaz pendant le processus de mise en conserve et de scellement. C'est de loin le plus gros ajout pour nous car ces processus nécessitent beaucoup de CO2. Pendant longtemps, nous avions une plante nitro spéciale. Nous utilisons un générateur d'azote spécial pour produire toute l'azote pour le bar - pour une ligne nitro dédiée et notre mélange de bière. »
N2 est le gaz inerte le plus économique à produire et peut être utilisé dans les sous-sols de brasserie artisanale, les magasins de bouteilles et les bars. N2 est moins cher que le CO2 pour les boissons et souvent plus disponible, selon la disponibilité dans votre région.
N2 peut être acheté sous forme de gaz dans des cylindres haute pression ou comme liquide dans les dewars ou les grands réservoirs de stockage. L'azote peut également être produit sur le site à l'aide d'un générateur d'azote. Les générateurs d'azote fonctionnent en éliminant les molécules d'oxygène de l'air.
L'azote est l'élément le plus abondant (78%) dans l'atmosphère terrestre, le reste est l'oxygène et les gaz traces. Cela le rend également plus respectueux de l'environnement car vous émettez moins de CO2.
Dans le brassage et l'emballage, N2 peut être utilisé pour garder l'oxygène hors de la bière. Lorsqu'il est utilisé correctement (la plupart des gens mélangent du CO2 avec N2 lorsque vous travaillez avec de la bière gazéifiée), N2 peut être utilisé pour nettoyer les réservoirs, transférer de la bière du réservoir en réservoir, appuyez sur des fûts avant le stockage, tout en aérant sous les bouchons. Ingrédient pour le goût et la sensation en bouche. Dans les barres, le nitro est utilisé dans les conduites d'eau du robinet pour le nitropiv ainsi que les applications à haute pression / longue distance où l'azote est mélangé avec un certain pourcentage de CO2 pour empêcher la bière de mousser au robinet. N2 peut même être utilisé comme gaz à ébullition pour le dégazage d'eau si cela fait partie de votre processus.
Maintenant, comme nous l'avons mentionné dans notre article précédent sur la carence en CO2, l'azote n'est pas un remplacement exact du CO2 dans toutes les applications de brassage. Ces gaz se comportent différemment. Ils ont des poids moléculaires différents et des densités différentes.
Par exemple, le CO2 est plus soluble dans les liquides que N2. C'est pourquoi l'azote donne des bulles plus petites et une sensation en bouche différente dans la bière. C'est pourquoi les brasseurs utilisent des gouttes d'azote liquide au lieu de l'azote gazeux pour la bière nitrate. Le dioxyde de carbone ajoute également un soupçon d'amertume ou d'acidité que l'azote ne fait pas, ce qui peut changer le profil de saveur, disent les gens. Le passage à l'azote ne résoudra pas tous les problèmes de dioxyde de carbone.
«Il y a un potentiel», explique Chuck Skepek, directeur des programmes de brassage technique au Brewers Institute, «mais l'azote n'est pas une panacée ou une solution rapide. Le CO2 et l'azote se comportent différemment. Vous serez plus mélangé à l'azote avec l'air dans le réservoir que si vous purgez le CO2. Il faudra donc plus d'azote. J'entends cela encore et encore.
«Un brasseur que je connais était vraiment intelligent et a commencé à remplacer le dioxyde de carbone par de l'azote, et leur bière contenait beaucoup plus d'oxygène, alors maintenant ils utilisent un mélange d'azote et de dioxyde de carbone, avec un peu plus de chance. Pas seulement: «Hé, nous allons commencer à utiliser de l'azote pour résoudre tous nos problèmes. C'est agréable de voir beaucoup plus à ce sujet dans la littérature, nous commençons à voir plus de gens faire des recherches et, vous savez, pour trouver les meilleures pratiques pour ce remplacement.
La livraison de ces gaz sera différente car elles ont des densités différentes, ce qui peut entraîner des changements d'ingénierie ou de stockage. Écoutez Jason Perkins, maître Brewer à Allagash Brewing Co., discuter de la mise à niveau de sa ligne d'embouteillage et de son collecteur de gaz pour utiliser le CO2 pour la garniture de bol sous pression et N2 pour le scellant et le disjoncteur de bulles. Le stockage peut varier.
"Il y a certainement des différences, en partie à cause de la façon dont nous obtenons de l'azote", a déclaré McKenna. «Nous obtenons de l'azote liquide pur à Dewars, donc le stocker est très différent de nos réservoirs CO2: ils sont plus petits, sur des rouleaux et stockés dans un congélateur. Nous l'avons fait passer au niveau supérieur. Dioxyde de carbone vers l'azote, mais encore une fois, nous faisons très attention à la transition efficace et responsable de nous assurer que la bière est à son plus haut niveau à chaque étape du processus. Clé, dans certains cas, il s'agissait d'un remplacement de fiche et de jeu très simple, tandis que dans d'autres cas, il a nécessité des améliorations significatives des matériaux, des infrastructures, de la fabrication, etc.
Selon cet excellent article de la Titus Co. (un fournisseur de compresseurs d'air, de séchoirs à air et de services de compresseur d'air en dehors de la Pennsylvanie), les générateurs d'azote fonctionnent de deux manières:
Adsorption de la balançoire de pression: L'adsorption de la balançoire de pression (PSA) fonctionne à l'aide de tamis moléculaires en carbone pour séparer les molécules. Le tamis a des pores de la même taille que les molécules d'oxygène, piégeant ces molécules lorsqu'ils traversent et permettant les plus grandes molécules d'azote. Le générateur libère ensuite de l'oxygène à travers une autre chambre. Le résultat de ce processus est que la pureté de l'azote peut atteindre 99,999%.
Génération membranaire d'azote. La génération d'azote membranaire fonctionne en séparant les molécules à l'aide de fibres de polymère. Ces fibres sont creuses, avec des pores de surface suffisamment petits pour permettre à l'oxygène de passer, mais trop petit pour les molécules d'azote pour éliminer l'oxygène du flux de gaz. Les générateurs utilisant cette méthode peuvent produire de l'azote jusqu'à 99,5% pur.
Eh bien, le générateur d'azote PSA produit de l'azote ultra-pure dans de grands volumes et à des débits élevés, la forme la plus pure d'azote dont de nombreuses brasseries ont besoin. Ultrapure signifie 99,9995% à 99%. Les générateurs d'azote membranaire sont idéaux pour les petites brasseries qui nécessitent une alternative à faible volume et à faible débit où la pureté de 99% à 99,9% est acceptable.
En utilisant les dernières technologies, le générateur d'azote ATLAS Copco est un compresseur d'air industriel compact avec un diaphragme spécial qui sépare l'azote du flux d'air comprimé. Les brasseries artisanales sont un grand public cible pour Atlas Copo. Selon un papier blanc Atlas Copco, les brasseurs paient généralement entre 0,10 $ et 0,15 $ par pied cube pour produire de l'azote sur place. Comment cela se compare-t-il à vos coûts de CO2?
«Nous proposons six packages standard qui couvrent 80% de toutes les brasseries - de quelques milliers à des centaines de milliers de barils par an», explique Peter Askini, directeur du développement commercial pour les gaz industriels à Atlas Copco. «Une brasserie peut augmenter la capacité de ses générateurs d'azote à permettre la croissance tout en maintenant l'efficacité. De plus, la conception modulaire permet d'ajouter un deuxième générateur si les opérations de la brasserie se développent considérablement. »
«L'utilisation de l'azote n'est pas destinée à remplacer complètement le CO2», explique Asquini, «mais nous pensons que les vignerons peuvent réduire leur consommation d'environ 70%. La principale force motrice est la durabilité. Il est très facile pour tout vigneron de produire de l'azote par eux-mêmes. N'utilisez pas plus de gaz à effet de serre. » Ce qui est mieux pour l'environnement qu'il sera payant dès le premier mois, ce qui affectera directement le résultat net, s'il n'apparaîtra pas avant d'acheter, ne l'achetez pas. Il y a nos règles simples. La demande de CO2 monte en flèche pour produire de tels produits, comme la glace sèche, qui utilise de grandes quantités de CO2 et est nécessaire pour transporter les vaccins. Aux États-Unis, les brasseries expriment leur inquiétude quant au niveau d'approvisionnement et se demandent s'ils peuvent maintenir le niveau de prix cohérent avec les besoins de la brasserie. »
Comme mentionné précédemment, la pureté de l'azote sera une préoccupation majeure pour les brasseurs artisanaux. Tout comme le CO2, l'azote interagira avec la bière ou le moût et transportera des impuretés avec elle. C'est pourquoi de nombreux générateurs d'azote alimentaires et de boissons seront annoncés comme des unités sans huile (découvrez les avantages de la propreté des compresseurs sans huile dans la dernière phrase dans la barre latérale ci-dessous).
«Lorsque nous recevons du CO2, nous vérifions sa qualité et sa contamination, ce qui est une autre partie très importante pour travailler avec un bon fournisseur», a déclaré McKenna. «L'azote est un peu différent, c'est pourquoi nous achetons toujours de l'azote liquide pur. Une autre chose que nous examinons est de trouver et de tariser un générateur d'azote interne - encore une fois, en mettant l'accent sur l'azote qu'il produit avec pureté pour limiter l'absorption d'oxygène. Nous considérons cela comme un investissement potentiel, donc les seuls processus de la brasserie qui dépendent entièrement du CO2 seront la carbonatation de la bière et l'entretien de l'eau du robinet.
«Mais une chose vraiment importante à garder à l'esprit - encore une fois, quelque chose qui semble difficile à ignorer mais qui est essentiel pour maintenir la qualité de la bière - est que tout générateur d'azote doit produire de l'azote à la deuxième décimale [c'est-à-dire à 99,99% de pureté] pour limiter l'absorption d'oxygène et le risque d'oxydation. Ce niveau de précision et de pureté nécessite plus de coûts de générateur d'azote, mais assure la qualité de l'azote et donc la qualité de la bière. »
Les brasseurs nécessitent beaucoup de données et de contrôle de la qualité lors de l'utilisation de l'azote. Par exemple, si un brasseur utilise N2 pour déplacer la bière entre les réservoirs, la stabilité du CO2 dans le réservoir et dans le réservoir ou la bouteille doit être surveillée tout au long du processus. Dans certains cas, le N2 pur peut ne pas fonctionner correctement (par exemple, lors du remplissage des conteneurs) car Pure N2 supprimera le CO2 de la solution. En conséquence, certains brasseurs utiliseront un mélange 50/50 de CO2 et N2 pour remplir le bol, tandis que d'autres l'éviteront entièrement.
Astuce N2 Pro: parlons de maintenance. Les générateurs d'azote sont vraiment aussi proches de «le régler et l'oublier» que vous pouvez l'obtenir, mais certains consommables, tels que les filtres, nécessitent un remplacement semi-régulaire. En règle générale, ce service est requis environ toutes les 4000 heures. La même équipe qui s'occupe de votre compresseur d'air prendra également soin de votre générateur. La plupart des générateurs sont livrés avec un contrôleur simple similaire à votre iPhone et offrent des capacités complètes de surveillance à distance de l'application.
La purge du réservoir diffère de la purge d'azote pour un certain nombre de raisons. N2 se mélange bien avec l'air, donc il n'interagit pas avec O2 comme le CO2. N2 est également plus léger que l'air, il remplit donc le réservoir de haut en bas, tandis que le CO2 le remplit de bas en haut. Il faut plus de N2 que le CO2 pour purger un réservoir de stockage et nécessite souvent plus de dynamitage. Économisez-vous toujours de l'argent?
De nouveaux problèmes de sécurité surviennent également avec le nouveau gaz industriel. Une brasserie devrait certainement installer des capteurs O2 afin que les employés puissent visualiser la qualité de l'air intérieur - tout comme vous avez N2 Dewars stocké dans les réfrigérateurs ces jours-ci.
Mais la rentabilité peut facilement l'emporter sur les usines de récupération du CO2. Dans ce webinaire, Dion Quinn de Foth Production Solutions (une société d'ingénierie) déclare que la production N2 coûte entre 8 $ et 20 $ la tonne, tandis que la capture de CO2 avec une usine de reprise coûte entre 50 et 200 $ la tonne.
Les avantages des générateurs d'azote comprennent l'élimination ou du moins la dépendance de la dépendance à l'égard des contrats et des fournitures de CO2 et d'azote. Cela économise de l'espace de stockage car les brasseries peuvent produire et stocker autant qu'elles en ont besoin, éliminant la nécessité de stocker et de transporter des bouteilles d'azote. Comme pour le CO2, l'expédition et la manipulation de l'azote sont payées par le client. Avec les azrogénateurs, ce n'est plus un problème.
Les générateurs d'azote sont souvent faciles à intégrer dans un environnement de brasserie. Les petits générateurs d'azote peuvent être montés muraux afin qu'ils ne prennent pas d'espace de sol et ne fonctionnent pas tranquillement. Ces sacs gèrent bien les températures ambiantes changeantes et sont très résistantes aux fluctuations de la température. Peut être installé à l'extérieur, mais pas recommandé pour des climats extrêmement élevés et bas.
Il existe de nombreux fabricants de générateurs d'azote, notamment Atlas Copco, Parker Hannifin, South-Tek Systems, Milcarb et Holtec Gas Systems. Un petit générateur d'azote pourrait coûter environ 800 $ par mois dans le cadre d'un programme de bail à cinq ans, a déclaré Asquini.
"En fin de compte, si l'azote vous convient, vous avez le choix entre une variété de fournisseurs et de technologies", a déclaré Asquini. «Trouvez celui qui vous convient et assurez-vous d'avoir une bonne compréhension du coût total de possession [coût total de possession] et de comparer les coûts de puissance et de maintenance entre les appareils. Vous constaterez souvent que l'achat le moins cher n'est pas bon pour votre travail. »
Les systèmes de générateurs d'azote utilisent un compresseur d'air et la plupart des brasseries artisanales en ont déjà une, ce qui est pratique.
Quels compresseurs d'air sont utilisés dans les brasseries artisanales? Pousse le liquide à travers les tuyaux et les réservoirs. Énergie pour la transmission et le contrôle pneumatiques. Aération du moût, de la levure ou de l'eau. Vanne de contrôle. Purgez le gaz pour forcer la boue des réservoirs pendant le nettoyage et pour aider au nettoyage des trous.
De nombreuses applications de brasserie nécessitent l'utilisation spéciale de compresseurs d'air 100% sans huile. Si l'huile entre en contact avec la bière, elle tue la levure et aplatit la mousse, ce qui gâche la boisson et rend la bière mauvaise.
C'est aussi un risque de sécurité. Parce que l'industrie de l'alimentation et des boissons est très sensible, il y a des normes de qualité et de pureté strictes, et à juste titre. Exemple: Compresseurs d'air sans huile Sullair Série SRL de 10 à 15 ch. (De 7,5 à 11 kW) sont bien adaptés aux brasseries artisanales. Les brasseries apprécient la tranquillité de ces types de machines. La série SRL offre de faibles niveaux de bruit à 48DBA, ce qui rend le compresseur adapté à une utilisation intérieure sans pièce insonorisée séparée.
Lorsque l'air propre est essentiel, comme dans les brasseries et les brasseries artisanales, l'air sans huile est essentiel. Les particules d'huile dans l'air comprimé peuvent contaminer les processus et la production en aval. Étant donné que de nombreuses brasseries produisent des milliers de barils ou plusieurs caisses de bière par an, personne ne peut se permettre de prendre ce risque. Les compresseurs sans huile conviennent particulièrement aux applications où l'air est en contact direct avec la matière première. Même dans les applications où il n'y a pas de contact direct entre les ingrédients et l'air, comme dans les lignes d'emballage, un compresseur sans huile aide à garder le produit final propre pour la tranquillité d'esprit.
Heure du poste: janvier-06-2023