شرکت گروه فناوری هانگژو نوژو، با مسئولیت محدود

کارخانه‌های آبجوسازی دستی از CO2 در تعداد قابل توجهی از کاربردها در فرآیند دم کردن، بسته‌بندی و سرو استفاده می‌کنند: انتقال آبجو یا محصول از مخزنی به مخزن دیگر، کربنیزه کردن محصول، تصفیه اکسیژن قبل از بسته‌بندی، بسته‌بندی آبجو در حین فرآیند، شستشوی اولیه مخازن آبجو پس از تمیز کردن و ضدعفونی کردن، بطری کردن آبجوی آماده در رستوران یا بار. این فقط برای شروع است.
مکس مک‌کنا، مدیر ارشد بازاریابی شرکت آبجوسازی دورچستر مستقر در بوستون، می‌گوید: «ما در تمام مراحل تولید آبجو، از دی‌اکسید کربن استفاده می‌کنیم.»
مانند بسیاری از کارخانه‌های آبجوسازی دستی، کارخانه آبجوسازی دورچستر با کمبود CO2 با کیفیت تجاری مورد نیاز برای فعالیت خود مواجه است (در اینجا دلایل این کمبود را بخوانید).
مک‌کنا گفت: «به دلیل قراردادهای ما، تأمین‌کنندگان فعلی CO2 ما، علیرغم افزایش قیمت‌ها در سایر بخش‌های بازار، قیمت‌های خود را افزایش نداده‌اند. تاکنون، تأثیر این امر عمدتاً بر توزیع محدود بوده است.»
برای جبران کمبود دی اکسید کربن، شرکت آبجوسازی دورچستر در برخی موارد به جای دی اکسید کربن از نیتروژن استفاده می‌کند.
مک‌کنا ادامه داد: «ما توانستیم بسیاری از عملیات را به نیتروژن منتقل کنیم. برخی از مهم‌ترین آنها تمیز کردن قوطی‌ها و پوشاندن گاز در طول فرآیند کنسروسازی و آب‌بندی بود. این بزرگترین افزوده برای ما است زیرا این فرآیندها به مقدار زیادی CO2 نیاز دارند. مدت زیادی بود که ما یک کارخانه نیترو مخصوص داشتیم. ما از یک ژنراتور نیتروژن مخصوص برای تولید تمام نیتروژن مورد نیاز برای بار - برای یک خط اختصاصی نیترو و ترکیب آبجوی خود - استفاده می‌کنیم.»
N2 اقتصادی‌ترین گاز بی‌اثر برای تولید است و می‌تواند در زیرزمین‌های کارخانه‌های آبجوسازی، بطری‌فروشی‌ها و بارها مورد استفاده قرار گیرد. N2 برای نوشیدنی‌ها ارزان‌تر از CO2 است و اغلب، بسته به موجودی در منطقه شما، بیشتر در دسترس است.
N2 را می‌توان به صورت گاز در سیلندرهای فشار بالا یا به صورت مایع در دِوارها یا مخازن ذخیره‌سازی بزرگ خریداری کرد. نیتروژن همچنین می‌تواند در محل با استفاده از یک ژنراتور نیتروژن تولید شود. ژنراتورهای نیتروژن با حذف مولکول‌های اکسیژن از هوا کار می‌کنند.
نیتروژن فراوان‌ترین عنصر (۷۸٪) در جو زمین است، بقیه اکسیژن و گازهای کمیاب هستند. همچنین با انتشار کمتر CO2، این روش با محیط زیست سازگارتر است.
در دم کردن و بسته‌بندی، از N2 می‌توان برای جلوگیری از ورود اکسیژن به آبجو استفاده کرد. در صورت استفاده صحیح (بیشتر افراد هنگام کار با آبجوی گازدار، CO2 را با N2 مخلوط می‌کنند)، N2 می‌تواند برای تمیز کردن مخازن، انتقال آبجو از مخزنی به مخزن دیگر، تحت فشار قرار دادن بشکه‌ها قبل از ذخیره‌سازی، و در عین حال هوادهی زیر درب‌ها استفاده شود. این ماده برای طعم و مزه و حس دهانی مفید است. در بارها، از نیترو در خطوط آب لوله‌کشی برای نیتروپیو و همچنین کاربردهای فشار بالا/مسافت طولانی استفاده می‌شود که در آن نیتروژن با درصد مشخصی از CO2 مخلوط می‌شود تا از کف کردن آبجو روی شیر جلوگیری شود. N2 حتی می‌تواند به عنوان گاز جوش برای گاززدایی آب استفاده شود، اگر این بخشی از فرآیند شما باشد.
همانطور که در مقاله قبلی خود در مورد کمبود CO2 اشاره کردیم، نیتروژن جایگزین دقیقی برای CO2 در همه کاربردهای دم کردن نیست. این گازها رفتار متفاوتی دارند. آنها وزن مولکولی و چگالی متفاوتی دارند.
برای مثال، CO2 در مایعات نسبت به N2 محلول‌تر است. به همین دلیل است که نیتروژن حباب‌های کوچک‌تر و حس دهانی متفاوتی در آبجو ایجاد می‌کند. به همین دلیل است که آبجوسازان به جای نیتروژن گازی از قطرات نیتروژن مایع به آبجوی نیتراتی استفاده می‌کنند. دی‌اکسید کربن همچنین کمی تلخی یا ترشی به آبجو اضافه می‌کند که نیتروژن ندارد، که می‌تواند مشخصات طعم را تغییر دهد، مردم می‌گویند. تغییر به نیتروژن تمام مشکلات دی‌اکسید کربن را حل نمی‌کند.
چاک اسکپک، مدیر برنامه‌های فنی دم‌آوری در موسسه بروئرز، می‌گوید: «این پتانسیل وجود دارد، اما نیتروژن یک نوشدارو یا راه حل سریع نیست. دی‌اکسید کربن و نیتروژن کاملاً متفاوت رفتار می‌کنند. در مقایسه با زمانی که دی‌اکسید کربن را تخلیه می‌کنید، نیتروژن بیشتری با هوای داخل مخزن مخلوط می‌شود. بنابراین به نیتروژن بیشتری نیاز خواهد بود. من این را بارها و بارها می‌شنوم.
«یکی از آبجوسازهایی که می‌شناسم واقعاً باهوش بود و شروع به جایگزینی دی‌اکسید کربن با نیتروژن کرد و آبجوی آنها اکسیژن بسیار بیشتری داشت، بنابراین اکنون آنها از مخلوطی از نیتروژن و دی‌اکسید کربن استفاده می‌کنند، البته با کمی شانس بیشتر. نه فقط اینکه «هی، ما قرار است استفاده از نیتروژن را برای حل همه مشکلاتمان شروع کنیم». دیدن مطالب بیشتر در این مورد در مقالات علمی خوب است، ما شروع به دیدن افراد بیشتری کرده‌ایم که واقعاً در حال انجام تحقیقات هستند و می‌دانید، برای این جایگزینی بهترین شیوه‌ها را ارائه می‌دهند.»
نحوه‌ی انتقال این گازها متفاوت خواهد بود، زیرا چگالی‌های متفاوتی دارند که ممکن است منجر به برخی تغییرات مهندسی یا ذخیره‌سازی شود. به صحبت‌های جیسون پرکینز، استاد آبجوسازی در شرکت آبجوسازی آلاگاش، در مورد ارتقاء خط بطری‌سازی و منیفولد گاز خود برای استفاده از CO2 برای پر کردن تحت فشار کاسه و N2 برای درزگیر و حباب‌شکن گوش دهید. ذخیره‌سازی ممکن است متفاوت باشد.
مک‌کنا گفت: «قطعاً تفاوت‌هایی وجود دارد، بخشی از آن به دلیل نحوه دریافت نیتروژن است. ما نیتروژن مایع خالص را در مخازن دی‌اکسید کربن دریافت می‌کنیم، بنابراین ذخیره‌سازی آن با مخازن CO2 ما بسیار متفاوت است: آنها کوچکتر هستند، روی غلتک‌ها قرار می‌گیرند و در فریزر نگهداری می‌شوند. ما آن را به سطح بعدی رسانده‌ایم. دی‌اکسید کربن به نیتروژن، اما باز هم، ما در مورد چگونگی انجام این انتقال به طور کارآمد و مسئولانه بسیار مراقب هستیم تا مطمئن شویم که آبجو در هر مرحله از مسیر در بالاترین سطح خود قرار دارد. نکته کلیدی این است که در برخی موارد، جایگزینی بسیار ساده و سریع بود، در حالی که در موارد دیگر نیاز به پیشرفت‌های قابل توجهی در مواد، زیرساخت‌ها، تولید و غیره داشت.»
طبق این مقاله عالی از شرکت تیتوس (تأمین‌کننده کمپرسورهای هوا، خشک‌کن‌های هوا و خدمات کمپرسور هوا در خارج از پنسیلوانیا)، ژنراتورهای نیتروژن به یکی از دو روش زیر عمل می‌کنند:
جذب نوسان فشار: جذب نوسان فشار (PSA) با استفاده از غربال‌های مولکولی کربنی برای جداسازی مولکول‌ها کار می‌کند. این غربال منافذی به اندازه مولکول‌های اکسیژن دارد و این مولکول‌ها را هنگام عبور به دام می‌اندازد و به مولکول‌های بزرگتر نیتروژن اجازه عبور می‌دهد. سپس ژنراتور اکسیژن را از طریق محفظه دیگری آزاد می‌کند. نتیجه این فرآیند این است که خلوص نیتروژن می‌تواند به ۹۹.۹۹۹٪ برسد.
تولید نیتروژن غشایی. تولید نیتروژن غشایی با جداسازی مولکول‌ها با استفاده از الیاف پلیمری انجام می‌شود. این الیاف توخالی هستند و منافذ سطحی آنها به اندازه‌ای کوچک است که اجازه عبور اکسیژن را می‌دهد، اما برای مولکول‌های نیتروژن بسیار کوچک است که نتوانند اکسیژن را از جریان گاز حذف کنند. ژنراتورهایی که از این روش استفاده می‌کنند می‌توانند نیتروژن را تا ۹۹.۵٪ خالص تولید کنند.
خب، ژنراتور نیتروژن PSA نیتروژن فوق خالص را در حجم زیاد و با سرعت جریان بالا تولید می‌کند، خالص‌ترین شکل نیتروژنی که بسیاری از کارخانه‌های آبجوسازی به آن نیاز دارند. فوق خالص به معنای ۹۹.۹۹۹۵٪ تا ۹۹٪ است. ژنراتورهای نیتروژن غشایی برای کارخانه‌های آبجوسازی کوچکی که به جایگزینی با حجم کم و جریان کم نیاز دارند، ایده‌آل هستند، جایی که خلوص ۹۹٪ تا ۹۹.۹٪ قابل قبول است.
ژنراتور نیتروژن اطلس کوپکو با استفاده از جدیدترین فناوری، یک کمپرسور هوای صنعتی جمع و جور با دیافراگم مخصوص است که نیتروژن را از جریان هوای فشرده جدا می‌کند. کارخانه‌های آبجوسازی صنعتی مخاطبان هدف بزرگی برای اطلس کوپکو هستند. طبق یک گزارش رسمی اطلس کوپکو، آبجوسازان معمولاً بین 0.10 تا 0.15 دلار به ازای هر فوت مکعب برای تولید نیتروژن در محل پرداخت می‌کنند. این هزینه در مقایسه با هزینه‌های CO2 شما چگونه است؟
پیتر اسکینی، مدیر توسعه کسب و کار گازهای صنعتی در اطلس کوپکو، می‌گوید: «ما شش بسته استاندارد ارائه می‌دهیم که ۸۰٪ از کل کارخانه‌های آبجوسازی را پوشش می‌دهد - از چند هزار تا صدها هزار بشکه در سال. یک کارخانه آبجوسازی می‌تواند ظرفیت ژنراتورهای نیتروژن خود را افزایش دهد تا ضمن حفظ کارایی، رشد را ممکن سازد. علاوه بر این، طراحی مدولار امکان اضافه کردن یک ژنراتور دوم را در صورت گسترش قابل توجه فعالیت‌های کارخانه آبجوسازی فراهم می‌کند.»
آسکوینی توضیح می‌دهد: «استفاده از نیتروژن برای جایگزینی کامل دی‌اکسید کربن در نظر گرفته نشده است، اما ما فکر می‌کنیم که شراب‌سازان می‌توانند مصرف خود را حدود ۷۰ درصد کاهش دهند. نیروی محرکه اصلی، پایداری است. برای هر شراب‌سازی بسیار آسان است که به تنهایی نیتروژن تولید کند. از گازهای گلخانه‌ای بیشتری استفاده نکنید.» که برای محیط زیست بهتر است. از ماه اول نتیجه می‌دهد، که مستقیماً بر سود نهایی تأثیر می‌گذارد، اگر قبل از خرید ظاهر نشد، آن را نخرید. در اینجا قوانین ساده ما آمده است. تقاضا برای دی‌اکسید کربن برای تولید چنین محصولاتی، مانند یخ خشک، که از مقادیر زیادی دی‌اکسید کربن استفاده می‌کند و برای حمل واکسن‌ها مورد نیاز است، به شدت در حال افزایش است. کارخانه‌های آبجوسازی در ایالات متحده نگرانی خود را در مورد سطح عرضه ابراز می‌کنند و از خود می‌پرسند که آیا می‌توانند سطح قیمت را با نیازهای کارخانه آبجوسازی سازگار نگه دارند یا خیر.»
همانطور که قبلاً ذکر شد، خلوص نیتروژن نگرانی عمده‌ای برای تولیدکنندگان آبجوهای صنعتی خواهد بود. درست مانند CO2، نیتروژن با آبجو یا مخمر واکنش می‌دهد و ناخالصی‌هایی را با خود حمل می‌کند. به همین دلیل است که بسیاری از ژنراتورهای نیتروژن مواد غذایی و آشامیدنی به عنوان واحدهای بدون روغن تبلیغ می‌شوند (در مورد مزایای پاکیزگی کمپرسورهای بدون روغن در جمله آخر در نوار کناری زیر اطلاعات کسب کنید).
مک‌کنا گفت: «وقتی CO2 دریافت می‌کنیم، کیفیت و آلودگی آن را بررسی می‌کنیم که بخش بسیار مهم دیگری از همکاری با یک تأمین‌کننده خوب است.» «نیتروژن کمی متفاوت است، به همین دلیل است که ما هنوز نیتروژن مایع خالص می‌خریم. مورد دیگری که ما در حال بررسی آن هستیم، یافتن و قیمت‌گذاری یک ژنراتور نیتروژن داخلی است - باز هم، با تمرکز بر نیتروژنی که با Purity تولید می‌کند تا جذب اکسیژن را محدود کند. ما این را به عنوان یک سرمایه‌گذاری بالقوه می‌بینیم، بنابراین تنها فرآیندهایی در کارخانه آبجوسازی که کاملاً به CO2 وابسته هستند، گازدار کردن آبجو و نگهداری آب لوله‌کشی خواهد بود.»
«اما یک نکته واقعاً مهم که باید در نظر داشته باشید - باز هم، چیزی که به نظر می‌رسد نادیده گرفتنش سخت‌گیرانه است اما برای حفظ کیفیت آبجو بسیار مهم است - این است که هر مولد نیتروژنی باید نیتروژن را تا رقم اعشار دوم [یعنی خلوص ۹۹.۹۹٪] تولید کند تا جذب اکسیژن و خطر اکسیداسیون را محدود کند. این سطح از دقت و خلوص نیاز به هزینه‌های بیشتر مولد نیتروژن دارد، اما کیفیت نیتروژن و در نتیجه کیفیت آبجو را تضمین می‌کند.»
تولیدکنندگان آبجو هنگام استفاده از نیتروژن به داده‌ها و کنترل کیفیت زیادی نیاز دارند. به عنوان مثال، اگر یک تولیدکننده آبجو از N2 برای جابجایی آبجو بین مخازن استفاده کند، باید پایداری CO2 در مخزن و در مخزن یا بطری در طول فرآیند کنترل شود. در برخی موارد، N2 خالص ممکن است به درستی کار نکند (به عنوان مثال، هنگام پر کردن ظروف) زیرا N2 خالص، CO2 را از محلول حذف می‌کند. در نتیجه، برخی از تولیدکنندگان آبجو از مخلوط 50/50 CO2 و N2 برای پر کردن کاسه استفاده می‌کنند، در حالی که برخی دیگر به طور کامل از آن اجتناب می‌کنند.
نکته N2 Pro: بیایید در مورد تعمیر و نگهداری صحبت کنیم. ژنراتورهای نیتروژن واقعاً به همان اندازه که می‌توانید «تنظیمش کنید و فراموشش کنید» نزدیک هستند، اما برخی از مواد مصرفی، مانند فیلترها، نیاز به تعویض نیمه منظم دارند. معمولاً این سرویس تقریباً هر ۴۰۰۰ ساعت مورد نیاز است. همان تیمی که از کمپرسور هوای شما مراقبت می‌کند، از ژنراتور شما نیز مراقبت خواهد کرد. اکثر ژنراتورها با یک کنترل‌کننده ساده شبیه به آیفون شما عرضه می‌شوند و قابلیت‌های نظارت از راه دور کامل را ارائه می‌دهند.
پاکسازی مخزن به دلایل مختلفی با پاکسازی نیتروژن متفاوت است. N2 به خوبی با هوا مخلوط می‌شود، بنابراین مانند CO2 با O2 واکنش نشان نمی‌دهد. N2 همچنین از هوا سبک‌تر است، بنابراین مخزن را از بالا به پایین پر می‌کند، در حالی که CO2 آن را از پایین به بالا پر می‌کند. برای پاکسازی یک مخزن ذخیره، N2 بیشتری نسبت به CO2 لازم است و اغلب به شات بلاست بیشتری نیاز است. آیا هنوز در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌کنید؟
مسائل ایمنی جدیدی نیز با گاز صنعتی جدید مطرح می‌شود. یک کارخانه آبجوسازی قطعاً باید حسگرهای O2 نصب کند تا کارمندان بتوانند کیفیت هوای داخل ساختمان را مشاهده کنند - درست مانند آنچه که این روزها در یخچال‌ها نگهداری می‌شود.
اما سودآوری می‌تواند به راحتی از کارخانه‌های بازیابی CO2 پیشی بگیرد. در این وبینار، دیون کوین از Foth Production Solutions (یک شرکت مهندسی) بیان می‌کند که تولید N2 بین ۸ تا ۲۰ دلار در هر تن هزینه دارد، در حالی که جذب CO2 با یک کارخانه بازیابی بین ۵۰ تا ۲۰۰ دلار در هر تن هزینه دارد.
مزایای ژنراتورهای نیتروژن شامل حذف یا حداقل کاهش وابستگی به قراردادها و تأمین CO2 و نیتروژن است. این امر باعث صرفه‌جویی در فضای ذخیره‌سازی می‌شود زیرا کارخانه‌های آبجوسازی می‌توانند به اندازه نیاز خود تولید و ذخیره کنند و نیاز به ذخیره و حمل بطری‌های نیتروژن را از بین ببرند. همانند CO2، هزینه حمل و نقل و جابجایی نیتروژن توسط مشتری پرداخت می‌شود. با نیتروژن‌سازها، این دیگر مشکلی نیست.
ژنراتورهای نیتروژن اغلب به راحتی در محیط کارخانه آبجوسازی ادغام می‌شوند. ژنراتورهای نیتروژن کوچکتر را می‌توان به دیوار نصب کرد تا فضای کف را اشغال نکنند و بی‌صدا کار کنند. این کیسه‌ها به خوبی تغییرات دمای محیط را تحمل می‌کنند و در برابر نوسانات دما بسیار مقاوم هستند. می‌توان آنها را در فضای باز نصب کرد، اما برای آب و هوای بسیار بالا و پایین توصیه نمی‌شود.
تولیدکنندگان زیادی از جمله اطلس کوپکو، پارکر هانیفین، ساوت-تک سیستمز، میلکارب و هولتک گس سیستمز، ژنراتورهای نیتروژن تولید می‌کنند. آسکوینی گفت، یک ژنراتور نیتروژن کوچک می‌تواند تحت یک برنامه اجاره به شرط تملیک پنج ساله، حدود ۸۰۰ دلار در ماه هزینه داشته باشد.
آسکوینی گفت: «در نهایت، اگر نیتروژن برای شما مناسب باشد، می‌توانید از بین تأمین‌کنندگان و فناوری‌های متنوعی انتخاب کنید. ببینید کدام یک برای شما مناسب است و مطمئن شوید که درک خوبی از کل هزینه مالکیت [هزینه کل مالکیت] دارید و هزینه‌های برق و نگهداری بین دستگاه‌ها را مقایسه کنید. اغلب متوجه خواهید شد که خرید ارزان‌ترین گزینه برای کار شما مناسب نیست.»
سیستم‌های مولد نیتروژن از کمپرسور هوا استفاده می‌کنند و اکثر کارخانه‌های آبجوسازی دستی از قبل یکی از آنها را دارند که مفید است.
چه کمپرسورهای هوایی در کارخانه‌های آبجوسازی صنعتی استفاده می‌شوند؟ مایع را از طریق لوله‌ها و مخازن به جلو می‌راند. انرژی برای انتقال و کنترل پنوماتیک. هوادهی مخمر، مخمر یا آب. شیر کنترل. گاز پاک‌کننده برای بیرون راندن گل و لای از مخازن در حین تمیز کردن و کمک به تمیز کردن سوراخ.
بسیاری از کاربردهای کارخانه‌های آبجوسازی نیاز به استفاده ویژه از کمپرسورهای هوای ۱۰۰٪ بدون روغن دارند. اگر روغن با آبجو تماس پیدا کند، مخمر را از بین می‌برد و کف را صاف می‌کند که باعث خراب شدن نوشیدنی و بد شدن آبجو می‌شود.
همچنین یک خطر امنیتی است. از آنجا که صنعت غذا و نوشیدنی بسیار حساس است، استانداردهای سختگیرانه‌ای در مورد کیفیت و خلوص وجود دارد و این به حق است. مثال: کمپرسورهای هوای بدون روغن سری Sullair SRL با قدرت 10 تا 15 اسب بخار (از 7.5 تا 11 کیلووات) برای کارخانه‌های آبجوسازی مناسب هستند. کارخانه‌های آبجوسازی از بی‌صدا بودن این نوع دستگاه‌ها لذت می‌برند. سری SRL سطح صدای کمی تا 48 دسی‌بل ارائه می‌دهد و این کمپرسور را برای استفاده در فضای داخلی بدون اتاق عایق صوتی جداگانه مناسب می‌کند.
وقتی هوای پاک حیاتی است، مانند کارخانه‌های آبجوسازی و آبجوسازی‌های دستی، هوای بدون روغن ضروری است. ذرات روغن موجود در هوای فشرده می‌توانند فرآیندهای پایین‌دستی و تولید را آلوده کنند. از آنجایی که بسیاری از کارخانه‌های آبجوسازی سالانه هزاران بشکه یا چندین جعبه آبجو تولید می‌کنند، هیچ‌کس نمی‌تواند این ریسک را بپذیرد. کمپرسورهای بدون روغن به ویژه برای کاربردهایی که هوا در تماس مستقیم با مواد اولیه است، مناسب هستند. حتی در کاربردهایی که هیچ تماس مستقیمی بین مواد اولیه و هوا وجود ندارد، مانند خطوط بسته‌بندی، یک کمپرسور بدون روغن به تمیز نگه داشتن محصول نهایی برای آرامش خاطر کمک می‌کند.