Азот замінює оксид вуглецю

Азот використовується в багатьох галузях харчової промисловості. Газ також усе частіше використовується на пивоварних заводах, щоб запобігти псуванню пива і зберегти його свіжим протягом тривалого періоду часу. Баварська компанія BrauKon, виробник пивоварного обладнання і заводів, має великий досвід використання азоту і знайома з галузями, в яких застосування азоту пропонує пивоварним заводам переваги в порівнянні з використанням вуглекислого газу.

Кілька етапів у процесі варіння відбуваються при відсутності кисню і з використанням інертних газів. Після зберігання пива слід уникати будь-якого контакту з киснем, оскільки зараження патогенними мікроорганізмами й окисні ферментні реакції призводять до втрати якості, зниження стабільності при зберіганні та до псування пива. Саме тому після зберігання готове пиво піддається подальшій обробці в інертному газі, такому як ферментаційна вуглекислота. Проте часто, особливо на невеликих пивоварних заводах, у процесі ферментації виділяється недостатня кількість вуглекислого газу для подальшого використання в якості інертного газу, в результаті часто доводиться купувати дорогий CO2. Азот (N2) як альтернатива.

Азот пропонує пивоварням багато переваги Наприклад, виділення азоту на майданчику з атмосферного повітря з використанням генератора дозволяє заводу виробляти необхідну кількість самого інертного газу. Цей процес більш рентабельний і нешкідливий для навколишнього середовища, тому що немає необхідності в доставці газу танкерами. Крім того, можна уникнути нестачі поставок CO2, як це відбулося, зокрема, влітку 2018 року, а також виробничих втрат. Співробітники Braukon GmbH знають, як і в яких процесах азот можна використовувати на пивоварному заводі.

BrauKon розташована в Кімзе, Баварія, є виробником обладнання для пивоварних заводів, розробляє і поставляє стартапи пивоварень під ключ по всьому світу, технології, а також сировину для процесу пивоваріння. У «лабораторії» BrauKon Technikum більше 30 майстрів-пивоварів та інженерів покращують всю продукцію промислового рівня і час від часу тестують нові процеси для практичного використання. Процеси пивоваріння також тестуються та оптимізуються з використанням різні комбінації сировини і змішаного газу. Зокрема, використання азоту було перевірено тут на різних етапах процесу варіння. Результати також включені у виробництво пива Camba Bavaria, дочірньої компанії BrauKon, яка виготовляє і розповсюджує 16 різних сортів пива під назвою Camba.

Азот використовується на різних етапах технологічного ланцюжка пивоварного заводу. Крім вуглекислого газу Camba також використовує азот для створення попереднього тиску в пивних баках. У кожному з шістнадцяти 160 гектолітрових резервуарів вариться різний тип пива. Такі як традиційне темне, світле, мартовське, пшеничне пиво, інтернаціональне світле пиво і вишневий ель-бурбон, витриманий у дубових бочках. Резервуари використовуються як унітенки, і після однотижневого періоду ферментації і вторинного бродіння резервуар охолоджується до 0 С для зберігання, що триває ще чотири-шість тижнів. Після ферментації пиво подається безпосередньо в транспортні цистерни для вантажних автомобілів або в резервуари для проміжного зберігання. «Під час декантування все залежить від того, чи повністю спустошується резервуар за одну операцію чи він спорожняється за кілька зливів. Якщо резервуар спорожняється за кілька зливів, ми використовуємо CO2, щоб створити певні умови для вмісту вуглекислого газу в пиві. Якщо, з іншого боку, резервуар повністю спорожняється, азот подається в нього зверху під тиском, щоб повністю прибрати кисень з нього», — пояснює майстер-пивовар Крістоф Ліпперт-Пагані.

У цьому контексті використовуваний вуглекислий газ подається в систему через невеликі резервуари, розташовані в підсобному приміщенні. Резервуари доставляються в Camba щотижня вантажівками, всього близько 20 тонн на рік. Необхідний азот виробляється безпосередньо на місці.

INMATEC — провідний виробник генераторів азоту з Німеччини.

Генератор INMATEC, провідний виробник генераторів азоту з Німеччини, може виробляти до 37 м3 азоту за годину залежно від потреби. Генератор азоту типу IMT НД 1450 PAN має технологію адсорбції при змінному тиску (PSA), тобто стерильне стиснене повітря проходить через дві адсорбційні посудини, заповнені вуглецевим молекулярним ситом. Молекули кисню і вуглекислого газу з навколишнього повітря зв'язуються в ситі, в той час як молекули вільного азоту надходять у резервуар для продукту і додатковий резервуар для зберігання об'ємом 1 500 м3 для того, щоб уловлювати піки. Сухий азот має чистоту, яка відповідає харчовим вимогам, щонайменше 95,5 %, і тепер може використовуватися компанією Camba для широкого спектра застосувань. За словами пивовара Ліпперта-Пагані, азот, який виробляється компанією, має кілька переваг: «У цьому році у нас були деякі труднощі з поставками CO2. Ми отримуємо наш CO2 виключно з природних підземних родовищ, які обіцяють найвищу чистоту газу. Проте дефіцит CO2 через скорочення виробництва добрив на світовому ринку викликав надмірний попит. Якщо доставка приходить надто пізно, ми застрягли з точки зору виробництва. Ось чому ми дуже раді, що можемо самі виробляти альтернативний азот на нашій пивоварні. Крім того, завдяки власному виробництву ми економимо до 60 % витрат».

Коли резервуари бродіння або охолодження спорожнюються, 15 м3 об'єму кожного з них заповнюється під тиском 1,2 бар. Тому генератор має забезпечити 18 м3 азоту протягом дуже короткого проміжку часу. Транспортувальний і робочий резервуари очищуються перед зливом. Для цього їх спочатку обробляють паром для стерилізації, а потім заповнюють азотом у кілька етапів, щоб уникнути будь-якого контакту пива з киснем. Під час спорожнення резервуари знову герметизуються азотом. Розлив — ще одна галузь, у якій застосовують N2 на пивоварних заводах. На цьому етапі процесу для газування пива більше не потрібен CO2, і, відповідно, закуплений діоксид вуглецю може бути повністю замінений азотом. Тільки на дуже великих пивоварних заводах видалення CO2 з процесу ферментації має економічний сенс. У Camba кожна пляшка наповнюється газом через подовжену трубку на каруселі в установці для розливу. Потім, під час ізобарного наповнення, пиво потрапляє в пляшку, CO2 випаровується, а кисень залишається зовні. На заключному етапі на пляшку встановлюють кронен-пробку і клеять етикетку. Тепер продукт готовий.

«Сьогодні ми все ще використовуємо покупний CO2 для заповнення. Однак незабаром ми повністю перейдемо на азот як для розливу в пляшки, так і в кеги, не в останню чергу для поліпшення нашого балансу CO2», — зазначає Ліпперт-Пагані.

Тому азот можна використовувати в багатьох галузях пивоварних заводів. Як і якою мірою — залежить переважно від процесів пивоварного заводу. «Ми поставляємо генератори азоту INMATEC з більшою частиною нашого пивоварного обладнання під ключ. Ця тенденція посилюється. З цього погляду розміри не залежать у першу чергу від продуктивності пивоварного заводу. Більш важливими є процеси відповідного заводу. Ми уважно вивчаємо їх разом з нашими клієнтами і встановлюємо відповідний генератор», — пояснює Ліпперт-Пагані. Крім того, потреба в азоті може також залежати від типу пива, яке вариться. Для деяких типів пива використовується так званий процес внесення хмелю цілими або подрібненими шишками. BrauKon пропонує спеціально розроблений і запатентований для цієї мети резервуар HopGun. HopGun наповнюється гранулами хмелю, а потім промивається молодим пивом з резервуара. Аромати, що розчиняються, й ефірні масла хмелю надають особливу хмільну користь сортам пива, таким як Camba Ho Gun, Camba IPA або Camba Hopla. Як і всі інші резервуари Braukon HopGun наповнений 100 % азотом для очищення та інертування. Ще одне особливе та індивідуальне застосування азоту в пивоварні. Крім того, у різних країнах різна культура пивоваріння. Наприклад, у південних країнах у пиві часто розчиняють менше CO2. Англійські пивоварні люблять використовувати каміння для газування пива. CO2 і економія витрат також відіграють все більш важливу роль у багатьох країнах. Все це впливає на використання азоту в процесі пивоваріння.

«Ми ясно бачимо переваги використання азоту на пивоварному заводі. Ми менше залежні від постачальників і щороку скорочуємо витрати. Економлячи CO2 при виробництві і скорочуючи поставки CO2 вантажівками, ми можемо виготовляти наше пиво більш безпечним, з точки зору навколишнього середовища, способом і зберігати регіон. Постійні позитивні результати, які ми отримуємо від використання самогенерованого азоту в нашій пивоварні, переконали нас. Це дозволяє нам давати правильні рекомендації нашим клієнтам по всьому світу, яким ми постачаємо пивоварні технології, і підтримувати їх у процесі експлуатації та в скороченні викидів CO2. Надійні та довговічні генератори азоту INMATEC, які ми можемо запропонувати в потрібних розмірах, відіграють тут важливу роль», — каже головний пивовар Крістоф Ліпперт-Пагані.

Автор: Маркус Бернігер Inmatec