Введение
Производство крафтового пива высочайшего качества – страсть каждого пивовара. Одним из ключей к поддержанию максимального качества от первоначального отбора зерна до упаковки и распределения является контроль воздействия кислорода на протяжении всего процесса.
Поглощение кислорода может привести к множеству дефектов пива во время производства, в том числе:
- Развитие неприятных привкусов, таких как мокрый картон.
- Туман и облачность
- Ускоренное старение и ухудшение вкуса
- Сокращение срока годности, приводящее к отходам
Чтобы максимизировать качество, эффективность и прибыльность, ведущие крафтовые пивоварни во всем мире обращаются к системам генераторов азота на месте, чтобы производить неограниченное количество чистого газообразного азота там, где это необходимо.
Азотный газ предлагает множество преимуществ по сравнению с традиционными подходами, такими как доставка нерасфасованных газовых баллонов или рекуперация CO2:
- Экономия эксплуатационных расходов в размере 40-90%
- Улучшенный контроль качества и процессов
- Устойчивое и масштабируемое производство на месте
- Гибкость к сезонным изменениям производства
Это всеобъемлющее руководство призвано предоставить крафтовым пивоварам, рассматривающим возможность расширения, все необходимое для оценки того, является ли установка генератора азота на месте правильным решением для максимизации качества, эффективности и прибыльности в долгосрочной перспективе.
Охватываемые темы включают в себя:
- Свойства и роль азота в пивоварении
- Как работают генераторы азота на месте
- Модели, размеры, размещение и обслуживание
- Использование азота для улучшения производства пива
- Экономический анализ и тематические исследования
- Выводы и рекомендации
Обладая этой информацией, крафтовые пивоварни могут определить, соответствуют ли капитальные вложения в самогенерируемый азот их планам роста по производству большего количества баррелей пива более высокого качества.
Обзор: преимущества азота в пивоварении
Прежде чем конкретно изучать технологию генератора азота, полезно понять уникальные свойства газообразного азота и почему он используется на протяжении всего процесса пивоварения:
Инертный газ предотвращает разложение кислорода
Как инертный газ, азот не вступает в реакцию с другими веществами, такими как ингредиенты или готовое пиво. Очистка производственных систем азотом вытесняет активный кислород, предотвращая нежелательные реакции окисления.
Это имеет решающее значение для сохранения свежести сырья, такого как молотое зерно и хмель. Он также сохраняет качество вкуса и аромата благодаря упаковке и распространению, предотвращая появление «картонного» несвежего вкуса.
Исключая проникновение воздуха, азот экономит время, деньги и усилия, затрачиваемые на совершенствование рецептов, вплоть до окончательной упаковки и потребления пива.
Уникальные текстуры и вкусы
Помимо предотвращения дефектов, азот позволяет создавать специальные сорта крафтового пива, такие как гладкие «нитро-стауты» или «кремовые эли», при смешивании с углекислым газом.
Правильная смесь азота и CO2 придает некоторым сортам пива пышный, сливочный вкус, недостижимый при использовании только углекислого газа.
Визуально привлекательные каскадные пузыри
Настаивание пива газообразным азотом под высоким давлением позволяет получить визуально привлекательный каскад крошечных пузырьков при раздаче через специальный «краник для крепких напитков».
Это естественное азотирование создает густую пенистую шапку, похожую на свеженалитый Гиннесс, которой хватает на всю пинту. Фирменные стаканы и краны повышают узнаваемость бренда, связанного с этими ценными мягкими сортами пива.
Продлевает срок хранения и свежесть
Минимизация воздействия кислорода на упакованное пиво с помощью процессов барботирования с использованием азота продлевает срок хранения более чем на 6 месяцев по сравнению с атмосферной упаковкой.
Это обеспечивает более длительные циклы распространения и гибкость, сохраняя при этом свежесть. Сокращение количества залежавшейся продукции означает более высокие продажи и прибыльность.
Что такое локальный генератор азота?
Традиционно пивоварни полагаются либо на поставляемые резервуары с азотом, либо на установку сложных систем улавливания CO2 для получения неатмосферного инертного газа, необходимого для критических производственных процессов.
Оба этих устаревших варианта сопряжены с проблемами, связанными с управлением непоследовательными поставками, строгими контрактами, изменением рыночных цен и значительными авансовыми инвестициями в системы CO2. Не говоря уже о большом углеродном следе транспорта.
Системы генераторов азота на месте преодолевают эти ограничения, производя неограниченное количество чистого азота 95-99,5% из сжатого атмосферного воздуха именно там, где это необходимо, с использованием передовых мембранных или адсорбционных технологий, автономных в легко устанавливаемом оборудовании.
Как системы генерации азота производят N2
Генераторы азота работать по одной из двух основных методологий – мембранное разделение или Адсорбция при перепаде давления которые оба удаляют только азот из стандартного сжатого воздуха:
- Полимерные мембраны – Мембраны из полых волокон фильтруют атмосферный воздух, блокируя прохождение всех газов, кроме азота, в виде сверхчистого N2, благодаря уникальным физическим свойствам и размеру молекул газообразного азота. Системы содержат сотни таких мембран параллельно для обеспечения желаемой скорости потока.
- Адсорбция при переменном давлении – Использует камеру, заполненную углеродным молекулярным ситом, которое выборочно адсорбирует/удерживает другие атмосферные газы под высоким давлением, а затем высвобождает из системы почти чистый азот при снижении давления. Затем цикл PSA непрерывно повторяется без вмешательства оператора.
- Компрессор в сочетании с оборудованием для охлаждения, сушки и фильтрации производит подаваемый воздух, который поступает в мембраны или системы PSA, которые непрерывно выводят чистый газообразный азот в диапазоне 95-99,5% после работы.
Буферные и накопительные резервуары, подключенные к генераторам, сглаживают расходы, используемые в прерывистых процессах. Элементы управления позволяют смешивать с CO2, когда это необходимо для особых сортов пива.
Компоненты генератора азота
Основные компоненты и подсистемы, составляющие комплексное решение по производству азота «под ключ», включают в себя:
- Кормить Воздушный компрессор
- Оборудование для очистки воздуха
- Фильтры
- Сушилки
- Чиллер
- Азот Ядро генератора
- Полимерные мембраны или камера PSA
- Управление ПЛК и программное обеспечение
- Промежуточный резервуар – Сглаживает изменения скорости потока из-за периодических требований к завариванию
- Связь – мониторинг критических параметров и оповещений
Поскольку генераторы азота предусматривают только физическое разделение без сжигания или химических реакций, системы содержат минимальное количество расходных материалов, за исключением воздушных фильтров и азотных мембран, срок службы которых составляет 2–3 года.
Углеродный след сокращается по сравнению с поставляемыми резервуарами, а системы сжатого воздуха питаются от электричества.
Гибкие размеры для любого масштаба производства
Чтобы удовлетворить потребности пивоваренных заводов, от небольших систем объемом 10 баррелей до крупных региональных производителей, генераторы азота доступны в размерах, обеспечивающих потоки азота от 10 Нм3/час (35 кубических футов в минуту) до систем с производительностью более 1000 Нм3/час (35 000 кубических футов в минуту).
В более крупных системах производительностью более 800 нм3/ч можно использовать несколько мембранных или PSA-линий параллельно в одном блочном агрегате, чтобы обеспечить необходимую производительность по азоту и резервирование.
Пакеты допускают гибкое размещение с помощью настенных шкафов для минимальной зависимости от пространства или консолидированных контейнерных салазок, которые размещаются на открытом воздухе.
Требования к обслуживанию включают просто замену расходных материалов, таких как воздушные фильтры, а также ежегодное техническое обслуживание.
Как азот повышает качество пивоваренной продукции
Теперь, когда мы рассказали о том, что представляют собой генераторы азота на месте, мы рассмотрим основные способы использования азота в типичном процессе пивоварения для предотвращения дефектов и создания уникальных стилей пива, не имеющих аналогов благодаря производству исключительно на основе CO2.
1. Очистка резервуаров и ферментеров
Барботирование сырых ингредиентов, таких как зерно, солод и вода, газообразным азотом перед подачей в заторный чан для пивоварения удаляет кислород, попавший во время обработки и хранения.
Это защищает чувствительные к окислению органические соединения, сохраняя свежие яркие вкусы, которые доходят до готового пива, вместо появления затхлых картонных нот.
Продувка азотом после варки удаляет остаточный кислород из ферментеров, световых резервуаров и емкостей для хранения. Поддержание бескислородной атмосферы CO2 или азота позволяет сохранить пиво после ферментации, которая особенно чувствительна к проникновению воздуха.
Без надлежащего покрытия резервуара между этапами процесса пиво быстро приобретает темный цвет, мутность и неприятный горький привкус.
2. Создание давления и толкание линий передачи
Перемещение жидкого пива между этапами сопряжено с риском проникновения кислорода и бактерий без надлежащего давления в линии и гидросанитарного контроля процесса.
Покрытие трубопроводов азотом под давлением сохраняет целостность продукта во время транспортировки, обеспечивая при этом движущую силу. Это гарантирует, что кислород не диффундирует в жидкость при длинных распределительных путях.
Бесперебойная работа зависит от наличия достаточных объемов азота для надежного и быстрого увеличения объемов транспортировки без попадания загрязняющих веществ. Стохастический спрос можно сгладить с помощью накопительных баков.
3. Розлив и консервирование под противодавлением
Современное упаковочное оборудование использует инертные газы, такие как азот, для продувки бутылок и банок перед наполнением и вытеснения кислорода, а затем применяет противодавление во время перекачки жидкости, чтобы предотвратить появление пузырьков или пены.
Это сводит к минимуму воздействие воздуха на поверхность продукта, сохраняет вкус без необходимости использования консервантов и увеличивает срок годности.
Коронирование бутылок пенопластом с пузырьками азота заменяет воздушные карманы инертным газом, предотвращая протекание нежелательных химических реакций внутри упаковок на полках магазинов, которые со временем ухудшают качество.
4. Азотирование особых сортов пива
Хотя азот имеет решающее значение для производства и упаковки, творческие пивовары также смешивают его с CO2 при разливе определенных сортов пива, таких как стауты, ирландские красные или кремовые эли, для достижения уникальной гладкости.нитро» ощущения во рту.
Стратегическое азотирование между азотом 8-25%, сбалансированным с CO2, дает пышный, бархатистый характер, недостижимый только с помощью углекислого газа.
Визуально каскадные цепочки пузырьков азота привлекают клиентов, усиливают брендинг и оправдывают надбавку к ценам для заведений, разливающих настоящее нитроварение из бочонков, наполненных азотом, с помощью специализированных кранов.
5. Гибкость для новых рецептов и форматов
По мере того как пивовары тестируют новые стили, дополнительные ингредиенты, такие как фрукты или ваниль, альтернативные сбраживаемые продукты, такие как сорго, или инновационные форматы, такие как азотированные IPA, наличие азота по требованию обеспечивает гибкость в будущем, позволяющую создавать уникальность без загрязнения.
Творческие исследования и разработки больше не зависят от фиксированных контрактных поставок газа, и они могут быстро развиваться, не влияя на основные производственные трубопроводы.
Экономика и преимущества генерации на месте
Теперь, когда мы рассмотрели способы использования в процессе пивоварения, мы рассмотрим финансовые последствия и убедительные преимущества, оправдывающие установку производства азота на месте по сравнению с традиционными оптовыми поставками или рекуперацией CO2.
Значительное снижение эксплуатационных расходов
Экономия эксплуатационных расходов за счет замены поставок жидкого азота или контрактов с внешними поставщиками значительна. Сокращение 40-90% в зависимости от уровня использования и переговоров. И эта мгновенная экономия проявляется с первого дня работы.
Это достижимо, поскольку азот составляет 78% воздуха, которым мы дышим – он доступен где угодно, просто эффективно фильтруя другие газы. Для транспортировки его не нужно охлаждать до крайне низких криогенных температур.
Анализ показывает, что переход от доставки грузовыми автомобилями к производству на месте обычно снижает дополнительные затраты на единицу Нм3 85+%. Вместо того, чтобы платить надбавки за транспортировку и спекулятивным посредникам, пивоварня платит только за дополнительное потребление электроэнергии из существующей инфраструктуры сжатого воздуха с эффективностью масштаба.
Дополнительные преимущества
Помимо прямой экономии энергии, установка генератора азота на объекте увеличивает прибыль за счет:
- Гибкость производственной цепочки, адаптирующаяся к сезонным или краткосрочным потребностям без штрафов.
- Минимизация списания испорченного или несвежего товара
- Обеспечение более высоких стандартов качества для оправдания ценовых надбавок
- Улучшение репутации за счет экологичного позиционирования
- Право на инвестиции в зеленую энергетику и налоговые льготы
Все эти вторичные выгоды имеют ощутимые финансовые последствия, повышая прибыльность, оценку и привлекательность для инвесторов в долгосрочной перспективе.
Капитальные затраты и быстрая окупаемость инвестиций
Первоначальные капитальные затраты существенно зависят от масштаба, функций и степени искомой избыточности. Небольшие крафтовые пивоварни могут инвестировать от $50 до $150K для обеспечения достаточных мощностей с возможностью роста. Первоначальные макеты могут развиваться поэтапно, если они структурированы соответствующим образом.
Крупные производители первого уровня с обширными распределительными центрами обычно устанавливают резервные системы с совокупной генерирующей мощностью, превышающей 1500 Нм3/час, при стоимости от $500K до $1,5M после включения всего вспомогательного оборудования.
Однако анализ рентабельности оказывается чрезвычайно привлекательным, если его проводить на горизонте 7–10 лет.
Тематические исследования показывают, что средняя окупаемость инвестиций достигается максимум за 12–24 месяца для достаточно эффективных установок.
После этого совокупная операционная экономия продолжает увеличиваться. Это делает решение намного проще, чем другие инвестиции, требующие 3-5+ лет для достижения безубыточности.
Выводы и следующие шаги
Это комплексное руководство предназначено для оснащения крафтовых пивоваренных заводов, рассматривающих возможность инвестирования в модернизацию для масштабирования производства и распространения, пониманием того, как газообразный азот на месте повышает качество, эффективность и прибыльность.
Мы изучили преимущества азота, предотвращающие разложение кислорода, изучили технологию производства азота, обеспечивающую экономически эффективные неограниченные поставки, обсудили усовершенствования производственного процесса и рассмотрели убедительное финансовое обоснование поддержки установок.
Ключевые выводы:
- Исключение азота из воздуха предотвращает дефекты при пивоварении
- Генераторные системы производят чистый азот 99% из воздуха по цене ~10-15%.
- Быстрая окупаемость инвестиций в течение 12–24 месяцев за счет экономии операционных расходов.
- Позволяет создавать специальные стили более высокого качества.
- Более экологично, чем варианты рекуперации CO2 или оптовой доставки.
Для большинства крафтовых пивоваренных заводов, использующих более 500 Нм3 азота в год, инвестиции $100K-$250K в локальную генераторную систему подходящего размера, вероятно, окажутся наиболее прибыльным и гибким в эксплуатации решением, поддерживающим рост в течение более 5 лет.
Чтобы определить, соответствует ли генератор азота для пивоварни вашим целям качества и расширения, проконсультируйтесь с квалифицированным поставщиком, например:
OxyNitra Ведущий производитель генераторов азота для крафтового пивоварения.
Наша команда может оценить потребности, обеспечить прозрачное ценообразование, рассчитать рентабельность инвестиций, выполнить внедрение «под ключ» и поддержать бесперебойную работу — и все это с учетом целей вашей пивоварни.
Сейчас идеальное время для использования технологий, позволяющих справиться с меняющимся давлением рынка за счет повышения качества, эффективности и экологически безопасного производства. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать разговор о устойчивом повышении прибыльности в долгосрочной перспективе.
