クラフトビール醸造所は、ビールや製品をタンクからタンクに移動する、製品を炭化する、包装前の酸素を浄化する、プロセス中のビールを包装する、洗浄後のブリットタンクの事前フラッシングなど、醸造、包装、提供のプロセスにおける驚くほど多くの用途で CO2 を使用します。レストランやバーでの生ビールの消毒、瓶詰め。これは初心者向けです。
「ビール醸造所とバー全体で CO2 を使用しています」と、ボストンに本拠を置くドーチェスター ブリューイング カンパニーのシニア マーケティング マネージャー、マックス マッケンナ氏は言います。ビールを提供するプロセスのあらゆる段階で。」
多くのクラフトビール醸造所と同様、ドーチェスターブルーイングは、運営に必要な商用品質のCO2の不足に直面しています（不足の理由については、こちらをご覧ください）。
「私たちの契約のため、市場の他の地域で価格が上昇しているにもかかわらず、現在の二酸化炭素供給業者は価格を上げていません」とマッケンナ氏は語った。「これまでのところ、影響は主に限られた流通に及んでいます。」
CO2 の不足を補うために、ドーチェスター ブルーイングでは CO2 の代わりに窒素を使用する場合があります。
「私たちは多くの作業を窒素に移行することができました」とマッケンナ氏は続けました。「最も重要なことのいくつかは、缶を洗浄し、缶詰と密封のプロセス中にガスを覆うことでした。これらのプロセスでは大量の CO2 が必要となるため、これは私たちにとって断然最大の追加です。長い間、私たちは特別なニトロプラントを持っていました。私たちは特別な窒素発生装置を使用して、バー用のすべての窒素、つまり専用のニトロラインとビールブレンド用の窒素を生成します。」
N2 は製造するのに最も経済的な不活性ガスであり、クラフトビール醸造所の地下室、ボトルショップ、バーで使用できます。N2 は飲料用の CO2 よりも安価で、お住まいの地域での入手状況によっては、より多く入手できる場合があります。
N2 は、高圧シリンダー内のガスとして、またはデュワーまたは大型貯蔵タンク内の液体として購入できます。窒素発生装置を使用して現場で窒素を生成することもできます。窒素発生装置は、空気から酸素分子を除去することによって機能します。
窒素は地球の大気中で最も豊富な元素 (78%) であり、残りは酸素と微量ガスです。CO2の排出も少なくなるので環境にも優しいです。
醸造および包装の際、N2 を使用してビールへの酸素の侵入を防ぐことができます。適切に使用すれば (炭酸ビールを扱うとき、ほとんどの人は CO2 と N2 を混合します)、N2 はタンクの洗浄、タンクからタンクへのビールの移送、保管前の樽の加圧、キャップの下でのエアレーションなどに使用できます。味と口当たりの材料。バーでは、ニトロはニトロピブ用の水道水ラインに使用されるだけでなく、水道上でのビールの泡立ちを防ぐために窒素と特定の割合の CO2 が混合される高圧/長距離用途にも使用されます。これがプロセスの一部である場合、N2 を水の脱ガス用のボイルオフガスとして使用することもできます。
さて、CO2 欠乏に関する前回の記事で述べたように、窒素はすべての醸造用途において CO2 の完全な代替品ではありません。これらのガスは異なる挙動をします。それらは異なる分子量と異なる密度を持っています。
たとえば、CO2 は N2 よりも液体に溶けやすいです。窒素によってビールの泡が小さくなり、口当たりが変わるのはこのためです。これが、ビール醸造業者がビールを硝化するためにガス状窒素の代わりに液体窒素滴を使用する理由です。また、二酸化炭素は窒素にはないほのかな苦味や酸味を加え、風味の特徴を変える可能性があると人々は言います。窒素に切り替えても二酸化炭素問題がすべて解決されるわけではありません。
「可能性はあります」とブルワーズ研究所の醸造技術プログラムディレクターのチャック・スケペック氏は言う。「しかし、窒素は万能薬や即効性のある解決策ではありません。CO2 と窒素は全く異なる挙動をします。CO2 をパージするよりも多くの窒素がタンク内の空気と混合されます。したがって、より多くの窒素が必要になります。これを何度も何度も聞きます。
「私が知っているあるビール醸造者は本当に賢くて、二酸化炭素を窒素に置き換え始めました。その結果、彼らのビールにはより多くの酸素が含まれていたので、今ではもう少し運が良ければ窒素と二酸化炭素の混合物を使用しています。「すべての問題を解決するために窒素の使用を開始します。」だけではありません。これについて文献でさらに多くのことがわかるのはうれしいことです。実際に調査を行っている人が増えてきており、この置き換えのベスト プラクティスを考え出す人も増えています。
これらのガスは密度が異なるため、エンジニアリングや保管方法に変更が生じる可能性があるため、供給方法も異なります。Allagash Brewing Co. のマスター ブルワー、ジェイソン パーキンスが、瓶詰めラインとガス マニホールドをアップグレードして、加圧ボウル充填に CO2 を使用し、シーラントとバブル ブレーカーに N2 を使用することについて話し合っています。ストレージは異なる場合があります。
「窒素の入手方法の違いもあり、確かにいくつかの違いがあります」とマッケンナ氏は言う。「私たちは純粋な液体窒素をデュワー瓶で入手するので、その保管方法は CO2 タンクとは大きく異なります。タンクは小さく、ローラーの上に置かれ、冷凍庫に保管されます。私たちはそれを次のレベルに引き上げました。二酸化炭素から窒素への変換ですが、繰り返しになりますが、ビールがどの段階でも最高のレベルになるように、効率的かつ責任を持って移行する方法には細心の注意を払っています。重要なのは、非常に簡単なプラグアンドプレイの交換で済む場合もあれば、材料、インフラ、製造などの大幅な改善が必要な場合もありました。」
The Titans Co. (ペンシルベニア州外の空気圧縮機、空気乾燥機、および空気圧縮機サービスのサプライヤー) からのこの優れた記事によると、窒素発生装置は次の 2 つの方法のいずれかで動作します。
圧力スイング吸着: 圧力スイング吸着 (PSA) は、カーボン分子篩を使用して分子を分離します。ふるいには酸素分子と同じサイズの細孔があり、酸素分子が通過するときにそれらの分子を捕捉し、より大きな窒素分子を通過させます。次に、発生器は別のチャンバーを通して酸素を放出します。このプロセスの結果、窒素純度は 99.999% に達します。
窒素の膜生成。膜窒素生成は、ポリマー繊維を使用して分子を分離することによって機能します。これらの繊維は中空であり、表面の細孔は酸素が通過できるほど小さいですが、窒素分子がガス流から酸素を除去するには小さすぎます。この方法を使用する発生器は、最大 99.5% 純度の窒素を生成できます。
PSA 窒素発生装置は、多くのビール醸造所が必要とする最も純粋な形の窒素である超高純度の窒素を大量かつ高流量で生成します。超高純度とは、99.9995% ～ 99% を意味します。膜窒素発生装置は、99% ～ 99.9% の純度が許容される、少量、低流量の代替品を必要とする小規模な醸造所に最適です。
最新技術を使用したアトラスコプコの窒素発生装置は、圧縮空気流から窒素を分離する特殊なダイヤフラムを備えたコンパクトな産業用エアコンプレッサーです。クラフトビール醸造所は、Atlas Copo の大きなターゲット層です。アトラスコプコの白書によると、醸造業者は通常、敷地内で窒素を製造するために立方フィートあたり 0.10 ドルから 0.15 ドルを支払います。これを CO2 コストと比較してどうですか?
アトラスコプコの産業ガス事業開発マネージャー、ピーター・アスキーニ氏は、「当社は全ビール醸造所の80％（年間数千バレルから数十万バレル）をカバーする6つの標準パッケージを提供している」と語る。「ビール醸造所は窒素発生装置の能力を増強して、効率を維持しながら成長を可能にすることができます。さらに、モジュラー設計により、醸造所の操業が大幅に拡大した場合には、2 台目の発電機を追加することができます。」
「窒素の使用は CO2 を完全に置き換えることを目的としたものではありません」とアスキーニ氏は説明します。「しかし、ワインメーカーは窒素の使用量を約 70% 削減できると考えています。主な原動力は持続可能性です。ワインメーカーにとって窒素を自分で生産するのは非常に簡単です。これ以上温室効果ガスを使用しないでください。」どちらが環境に良いですか。最初の月から元が取れます。収益に直接影響します。購入する前に表示されない場合は、購入しないでください。これが私たちの簡単なルールです。CO2 の需要大量の二酸化炭素を消費し、ワクチンの輸送に必要なドライアイスなどの製品の生産が急増している。米国のビール醸造所は供給レベルに懸念を表明しており、ビール醸造所のニーズに見合った価格レベルを維持できるかどうか疑問に思っている。」
前述したように、窒素純度はクラフトビール醸造所にとって大きな懸念事項となります。CO2 と同様に、窒素はビールや麦汁と相互作用し、不純物を一緒に運びます。これが、多くの食品および飲料用窒素発生装置がオイルフリー ユニットとして宣伝される理由です (オイルフリー コンプレッサーの清浄度の利点については、以下のサイドバーの最後の文を参照してください)。
「CO2を受け取るとき、私たちはその品質と汚染をチェックします。これは、優れたサプライヤーと協力するためのもう一つの非常に重要な部分です」とマッケンナ氏は述べた。「窒素は少し異なるため、私たちは依然として純粋な液体窒素を購入しています。私たちが検討しているもう 1 つのことは、内部窒素発生装置を見つけて価格設定することです。これも、酸素の摂取を制限するために Purity で生成される窒素に焦点を当てています。私たちはこれを潜在的な投資とみなしているため、醸造所内で CO2 に完全に依存する唯一のプロセスは、ビールの炭酸化と水道水の維持です。
「しかし、心に留めておくべき非常に重要なことは、繰り返しになりますが、見落としがちですが、ビールの品質を維持するためには非常に重要なことです。それは、酸素を制限するために、窒素発生装置は小数点第 2 位まで窒素を生成する必要があるということです（つまり、純度 99.99%）。摂取量と酸化のリスク。このレベルの精度と純度を実現するには、より多くの窒素発生装置のコストが必要ですが、窒素の品質、ひいてはビールの品質が保証されます。」
醸造業者は窒素を使用する際に多くのデータと品質管理を必要とします。たとえば、ビール醸造所がタンク間でビールを移動するために N2 を使用する場合、タンク内およびタンクまたはボトル内の CO2 の安定性をプロセス全体を通じて監視する必要があります。場合によっては、純粋な N2 が溶液から CO2 を除去してしまうため、純粋な N2 は適切に機能しないことがあります (たとえば、容器に充填する場合など)。その結果、ボウルを満たすために CO2 と N2 の 50/50 混合物を使用する醸造所もあれば、それを完全に使用しない醸造所もあります。
N2 プロのヒント: メンテナンスについて話しましょう。窒素発生器は実際に「設置したらあとは忘れる」に限りなく近いものですが、フィルターなどの一部の消耗品は半定期的に交換する必要があります。通常、このサービスは約 4000 時間ごとに必要になります。エアコンプレッサーを担当するのと同じチームが発電機も担当します。ほとんどのジェネレーターには iPhone に似たシンプルなコントローラーが付属しており、完全なアプリのリモート監視機能を提供します。
タンクパージは、多くの理由から窒素パージとは異なります。N2 は空気とよく混合するため、CO2 のように O2 と相互作用しません。N2 は空気よりも軽いため、タンクを上から下に満たすのに対し、CO2 は下から上に満たします。貯蔵タンクをパージするには CO2 よりも多くの N2 が必要であり、多くの場合、より多くのショット ブラストが必要になります。まだお金を節約していますか？
新しい産業用ガスに関しては、新たな安全性の問題も発生します。醸造所は、従業員が屋内の空気の質を視覚化できるように、O2 センサーを必ず設置する必要があります。これは、最近冷蔵庫に N2 デュワーが保管されているのと同じです。
しかし、収益性は CO2 回収プラントを簡単に上回る可能性があります。このウェビナーでは、Foth Production Solutions (エンジニアリング会社) の Dion Quinn 氏が、N2 の生産コストは 1 トンあたり 8 ドルから 20 ドルであるのに対し、回収プラントで CO2 を回収するコストは 1 トンあたり 50 ドルから 200 ドルであると述べています。
窒素発生装置の利点には、CO2 と窒素の契約と供給への依存を排除、または少なくとも軽減できることが含まれます。これにより、醸造所は必要なだけ製造および保管できるため、保管スペースが節約され、窒素ボトルを保管および輸送する必要がなくなりました。CO2 と同様に、窒素の送料と取り扱いはお客様の負担となります。窒素発生装置を使用すれば、これはもう問題ありません。
窒素発生装置は多くの場合、醸造所環境に簡単に統合できます。小型の窒素発生器は壁に取り付けることができるため、床面積を占有せず、静かに動作します。これらのバッグは周囲温度の変化にうまく対処し、温度変動に対する耐性が非常に優れています。屋外に設置できますが、極端な高温および低温の気候にはお勧めできません。
アトラスコプコ、パーカー・ハニフィン、サウステック・システムズ、ミルカーブ、ホルテック・ガス・システムズなど、窒素発生装置のメーカーは数多くあります。アスキーニ氏によると、小型窒素発生装置は、5年間のリース・トゥ・オウン・プログラムの下では月額約800ドルかかる可能性があるという。
「結局のところ、窒素が自社に適しているのであれば、さまざまなサプライヤーや技術の中から選ぶことができます」とアスキーニ氏は語った。「どれが自分に適しているかを見つけ、総所有コスト (総所有コスト) をよく理解し、デバイス間の電力コストとメンテナンスコストを比較してください。最も安いものを買うことが自分の仕事にはふさわしくないことがよくあるでしょう。」
窒素発生システムにはエアコンプレッサーが使用されており、ほとんどのクラフトビール醸造所にはすでにエアコンプレッサーが設置されており、これは便利です。
クラフトビール醸造所ではどのようなエアコンプレッサーが使用されていますか?液体をパイプやタンクに押し込みます。空気圧による搬送と制御のためのエネルギー。麦汁、酵母、または水のエアレーション。制御弁。ガスをパージして、洗浄中にタンクから泥を押し出し、穴の洗浄を支援します。
多くの醸造所用途では、100% オイルフリーのエアコンプレッサーを特別に使用する必要があります。油がビールと接触すると、酵母が死滅し、泡が平らになり、飲み物が台無しになり、ビールが悪くなります。
それはセキュリティ上のリスクでもあります。食品および飲料業界は非常にデリケートなため、厳格な品質と純度の基準が設けられており、それは当然のことです。例: Sullair SRL シリーズ オイルフリー エアコンプレッサー (10 ～ 15 馬力)。(7.5 ～ 11 kW) はクラフトビール醸造所に適しています。醸造所は、このタイプの機械の静音性を気に入っています。SRL シリーズは 48dBA までの低騒音レベルを実現しており、コンプレッサーは別の防音室を必要としない屋内での使用に適しています。
ビール醸造所やクラフトビール醸造所など、きれいな空気が重要な場合には、オイルフリーの空気が不可欠です。圧縮空気中の油粒子は、下流のプロセスや生産を汚染する可能性があります。多くのビール醸造所は年間数千樽または数ケースのビールを生産しているため、誰もそのリスクを負う余裕はありません。オイルフリーコンプレッサーは、空気が原料と直接接触する用途に特に適しています。包装ラインなど、食材と空気が直接触れない用途でも、オイルフリーコンプレッサーにより最終製品をクリーンに保つことができるので安心です。
投稿時刻: 2023 年 1 月 6 日