Uloga dušika u proizvodnji piva
N₂ se intenzivno koristi tijekom cijelog procesa proizvodnje piva, posebno u primjenama koje dolaze u izravan kontakt s proizvodom.
Pivovarske instalacije redovito se čiste. Primjerice, spremnik za fermentaciju mora biti potpuno bez kontaminanata kako bi kvasac mogao neometano obavljati svoju ključnu ulogu. Zato se nakon parnog čišćenja spremnik ispunjava inertnim plinom, poput dušika. Tijekom čišćenja N₂ se koristi kako bi se osiguralo da sredstva za čišćenje ne reagiraju s kisikom iz okolnog zraka.
Pivo prolazi kroz niz spremnika kako bi dovršilo proces proizvodnje. Najjednostavniji i najčišći način premještanja piva iz jednog spremnika u drugi jest prijenos pod tlakom, a ne korištenje klasične mehaničke pumpe. N₂ potiskuje tekućinu kroz cjevovode, iz jednog spremnika u drugi ili u završnu ambalažu, bez dodavanja kisika u proces. Dodatna prednost potiskivanja piva dušikom (N₂) jest to što ne utječe na karbonizaciju piva. Potiskivanje pomoću CO₂ utjecalo bi na okus, budući da je ugljikov dioksid približno 100 puta topljiviji u vodi od N₂.
Budući da je kvasac jedini element u procesu proizvodnje piva koji ima koristi od kisika, razina otopljenog O₂ prati se i kontrolira prije ulaska u fermentor. Ispiranjem spremnika inertnim plinom prije punjenja ohlađenom sladovinom održava se ista razina otopljenog kisika (DO). Osim toga, kada se spremnik isprazni, nastali prazni prostor potrebno je ispuniti inertnim plinom kako bi se spriječilo propadanje preostalih sastojaka.
Tijekom ovog procesa pivu se daje vrijeme potrebno za stabilizaciju. Nakon fermentacije kisik može negativno utjecati na okus i stabilnost piva. Zato se spremnik za dozrijevanje prije punjenja ispire dušikom. Tijekom dozrijevanja i pražnjenja spremnika koristi se i zaštitni sloj inertnog plina kako bi se spriječio ulazak O₂.
U spremnik za dozrijevanje postavlja se kamen za karbonizaciju koji služi za pretvaranje stalnog toka plina u mnoštvo sitnih mjehurića koji se otapaju u pivu prije nego što dosegnu površinu. Povećanje razine karbonizacije pomoću dušika poboljšava okus, aromu, punoću i izgled piva.
Kako bi se produžio rok trajanja i očuvala kvaliteta, O₂ se uklanja iz limenki i boca ispiranjem inertnim plinom neposredno prije i/ili nakon punjenja. Kako bi se spriječio ulazak zraka, bačve se nakon čišćenja ispiru i prethodno pune inertnim plinom, poput dušika.
Inertni plin, poput N₂, koristi se kao pogonski plin za potiskivanje piva iz bačve do slavine za točenje. Također pomaže u stvaranju i zadržavanju pjene nakon točenja.
Oba inertna plina, dušik (N₂) i CO₂, mogu se koristiti tijekom procesa proizvodnje piva. Međutim, dušik ima nekoliko značajnih prednosti u odnosu na CO₂:
Ušteda troškova: CO₂ je skuplji od N₂ i podložniji je promjenama cijena zbog različitih, često nepredvidivih izvora proizvodnje, uključujući oporabu iz kemijskih procesa u postrojenjima za proizvodnju etanola i amonijaka. Zbog toga može doći do lokalnih ili globalnih nestašica. Posljednjih godina cijena CO₂ značajno je porasla u mnogim dijelovima svijeta.
Kvaliteta proizvoda: Pri koncentraciji od 1700 mg/L, CO₂ je približno 100 puta topljiviji u vodi od N₂. To znači da se dušik može koristiti tijekom proizvodnje piva bez narušavanja ravnoteže CO₂ u pivu.
Kvaliteta procesa: CO₂ reagira s većim brojem tvari nego N₂ te može imati korozivni učinak u prisutnosti vlage.
Učinkovitost: Dušik je lakši od zraka, što znači da je za inertizaciju potrebno manje N₂ plina.
Sigurnost: Zbog manje gustoće N₂ se uzdiže i ne zadržava na nižim razinama (podovi, podrumi i sl.), kao što je slučaj s CO₂.
Održivost: Za razliku od N₂, CO₂ je staklenički plin koji povećava okolišni otisak male pivovare. Osim toga, često podliježe strogim propisima za zbrinjavanje i ispuštanje.
Čistoća: CO₂ kvalitete za prehrambenu industriju obično ima čistoću od 99,9 %. To znači da preostalih 0,1 % mogu činiti druge tvari nastale u kemijskim procesima, poput benzena, acetaldehida i drugih ugljikovodika. Koncentracija od 0,1 % otprilike je pet puta veća od količine hmelja koja doprinosi okusu piva, što znači da uporaba CO₂ može utjecati na kvalitetu i postojanost okusa. N₂ čistoće 99,9 % također sadrži preostalih 0,1 %, ali taj udio čine samo plinovi iz zraka, bez kemijskih nečistoća.
Način na koji pivovara nabavlja dušik može imati značajan utjecaj na njezino poslovanje i financijski rezultat. Tradicionalno su mnoge pivovare kupovale N₂ od vanjskih dobavljača. Posljednjih godina sve je popularnija proizvodnja dušika na lokaciji, i to s dobrim razlogom. Proizvodnja dušika na licu mjesta donosi brojne prednosti. U nastavku donosimo šest najvažnijih.
Iako generator zahtijeva početno ulaganje, proizvodnja dušika na lokaciji znatno je jeftinija od njegove kupnje od vanjskih dobavljača. To znači da se početna investicija u pravilu brzo isplati.
Kupnja dušika od vanjskog dobavljača znači da morate voditi računa o naručivanju plina, njegovom skladištenju, zamjeni potrošenih boca i sličnim zadacima. Sve to zahtijeva dodatno vrijeme i angažman zaposlenika, koji bi se mogli usmjeriti na aktivnosti koje donose veću vrijednost poslovanju.
Kupljeni dušik obično ima iznimno visoku razinu čistoće. To je ujedno i jedan od razloga njegove visoke cijene. Međutim, većina primjena ne zahtijeva tako visoku čistoću. S generatorom dušika na lokaciji možete postaviti upravo onu razinu čistoće N₂ koja vam je potrebna.
Glomazne boce u kojima se isporučuje kupljeni dušik predstavljaju stvaran sigurnosni rizik. Vrlo su teške i pod visokim tlakom, što znači da nezgode mogu imati ozbiljne posljedice. Kod proizvodnje dušika na lokaciji ne morate brinuti o takvim rizicima.
Smanjenje emisija povezanih s transportom može pomoći pivovarama u smanjenju njihova utjecaja na okoliš. Jedan od najjednostavnijih koraka prema održivijem poslovanju jest uklanjanje potrebe za isporukama kupljenog dušika.
Planirate li proširiti proizvodnju? Proizvodnja dušika na lokaciji znatno olakšava zadovoljavanje povećanih potreba za plinom.
Održivost je postala jedan od glavnih prioriteta u proizvodnji. Nužno je da zajedničkim naporima trošimo manje energije i poslujemo na ekološki odgovorniji način.
Energetska učinkovitost i povezano smanjenje emisija ugljika pritom imaju ključnu ulogu. Ne samo zato što to zahtijevaju kupci ili propisuju državne institucije, već i zato što imamo odgovornost prema budućim generacijama.
Za male pivovare održivost je također pitanje dugoročne održivosti poslovanja. Klimatske promjene mogu ugroziti opskrbu ječmom, a voda će vjerojatno postati još dragocjeniji resurs.
Mnoge pivovare već daju svoj doprinos, primjerice prelaskom na alternativne izvore energije ili korištenjem tehnologija za hvatanje ugljika.
Za manje pivovare takva ulaganja mogu biti značajna, no postoje i drugi načini za povećanje održivosti. Jedan od njih je smanjenje potrošnje energije. To je posebno važno kada je riječ o proizvodnji dušika, koja se oslanja na komprimirani zrak, a neučinkovit kompresor, nažalost, troši velike količine energije.
No ondje gdje se troši mnogo energije, moguće je ostvariti i značajne uštede, a moderne tehnologije omogućuju upravo to.
Učinkovit kompresor ne samo da može poboljšati vašu profitabilnost, već i pomoći da doprinesete stvaranju boljeg i zelenijeg svijeta.
Evo još jednog savjeta kako postati održiviji: komprimiranje zraka proizvodi velike količine otpadne topline. Umjesto da se ta energija izgubi u okolišu, možete iskoristiti zagrijani zrak kao procesnu toplinu.
