Vloga dušika pri varjenju piva
Dušik (N₂) se pogosto uporablja skozi celoten proces varjenja piva, predvsem pri aplikacijah, kjer prihaja v neposreden stik s proizvodom.
Pivovarske instalacije je treba redno čistiti. V fermentacijskih posodah mora biti na primer kvas popolnoma zaščiten pred onesnaženjem, da lahko učinkovito opravlja svojo ključno nalogo. Zato se po čiščenju rezervoarja s paro ta napolni z inertnim plinom, kot je dušik. Med čiščenjem se N₂ uporablja tudi za preprečevanje reakcij čistilnih sredstev s kisikom iz okolice.
Pivo med proizvodnim procesom prehaja skozi vrsto rezervoarjev. Najenostavnejši in najčistejši način prenosa iz enega rezervoarja v drugega je tlačni transport in ne uporaba klasične črpalke. Dušik potiska tekočino skozi cevovode iz enega rezervoarja v drugega oziroma v končno embalažo, ne da bi pri tem v proces vnašal kisik.
Dodatna prednost uporabe N₂ je, da ne vpliva na stopnjo karbonizacije piva. Če bi za transport uporabljali CO₂, bi to lahko vplivalo na okus piva, saj je ogljikov dioksid približno stokrat bolj topen v vodi kot dušik.
Ker je kvas edini element v pivovarskem procesu, ki ima korist od prisotnosti kisika, se raven raztopljenega kisika (O₂) spremlja in nadzoruje še pred vstopom pivine v fermentor. Če rezervoar pred polnjenjem ohlajene pivine prepihamo z inertnim plinom, ostane raven raztopljenega kisika nespremenjena.
Poleg tega je treba ob praznjenju rezervoarja prazen prostor nadomestiti z inertnim plinom, da se prepreči kvarjenje morebitnih preostalih sestavin.
Med zorenjem pivo stabilizira svoje lastnosti. Po fermentaciji lahko kisik negativno vpliva na okus in stabilnost piva, zato se rezervoar za zorenje pred polnjenjem najprej prepihne z dušikom. Med zorenjem in praznjenjem rezervoarja se uporablja tudi inertna plinska zaščitna atmosfera, ki preprečuje vdor kisika (O₂).
V rezervoar za zorenje je nameščen karbonizacijski kamen, ki neprekinjen tok plina razdeli na številne drobne mehurčke. Ti se raztopijo v pivu, še preden dosežejo površino. Povečanje stopnje karbonizacije z dušikom izboljša okus, aromo, značaj in videz piva.
Za podaljšanje roka uporabnosti in ohranjanje kakovosti se tik pred in/ali po polnjenju iz pločevink in steklenic odstrani kisik s prepihovanjem z inertnim plinom. Da bi preprečili vdor zraka, se sodi po čiščenju prepihajo in predhodno napolnijo z inertnim plinom, kot je dušik.
Inertni plin, kot je N₂, se uporablja kot pogonski plin za potiskanje piva iz soda do točilne pipe. Poleg tega pomaga ohranjati obstojno in kakovostno pivsko peno po točenju.
Oba inertna plina, dušik (N₂) in ogljikov dioksid (CO₂), se lahko uporabljata v procesu varjenja piva. Vendar ima dušik v primerjavi s CO₂ več pomembnih prednosti:
Prihranek stroškov: CO₂ je dražji od N₂, njegove cene pa so tudi bolj nestanovitne zaradi različnih in ne vedno predvidljivih virov, kot je zajemanje iz kemičnih procesov v obratih za proizvodnjo etanola in amonijaka. Zato lahko prihaja do lokalnih ali globalnih pomanjkanj. V zadnjih letih se je cena CO₂ v številnih delih sveta večkrat povečala.
Kakovost proizvoda: pri koncentraciji 1.700 mg/L je CO₂ približno stokrat bolj topen v vodi kot N₂. To pomeni, da se lahko dušik uporablja pri proizvodnji piva, ne da bi vplival na ravnovesje CO₂ v pivu.
Kakovost procesa: CO₂ reagira z več snovmi kot N₂, v prisotnosti vlage pa lahko povzroča korozijo.
Učinkovitost: Dušik je lažji od zraka, zato je za inertizacijo potrebna manjša količina plina N₂.
Varnost: zaradi manjše gostote se N₂ dviga in se ne zadržuje pri tleh ali v kleteh, kot se lahko zgodi pri CO₂.
Trajnost: za razliko od N₂ je CO₂ toplogredni plin, ki povečuje okoljski odtis mikropivovarne. Poleg tega za ravnanje z emisijami CO₂ pogosto veljajo strožji predpisi.
Čistost: CO₂ za uporabo v industriji pijač običajno dosega čistost 99,9 %. Preostalih 0,1 % predstavljajo druge snovi, ki izvirajo iz kemičnih procesov, na primer benzen, acetaldehid in drugi ogljikovodiki. Koncentracija 0,1 % je približno petkrat višja od količine hmelja, ki prispeva k aromi piva, zato lahko uporaba CO₂ vpliva na kakovost in stabilnost okusa. Tudi dušik s čistostjo 99,9 % vsebuje 0,1 % preostalih plinov, vendar gre zgolj za sestavine zraka in ne za kemične nečistoče.
Način zagotavljanja dušika lahko pomembno vpliva na delovanje pivovarne in njeno stroškovno učinkovitost. Tradicionalno so številne pivovarne dušik (N₂) kupovale pri zunanjih dobaviteljih. V zadnjih letih pa postaja vse bolj priljubljena lastna proizvodnja dušika na lokaciji. Razlog je preprost: takšna rešitev prinaša številne prednosti. Spodaj predstavljamo šest najpomembnejših.
Čeprav generator dušika zahteva začetno investicijo, je proizvodnja dušika na lokaciji bistveno cenejša od njegovega nakupa. To pomeni, da se naložba običajno povrne v razmeroma kratkem času.
Nakup dušika od dobavitelja pomeni organizacijo naročil, skladiščenje, menjavo praznih jeklenk in druge logistične naloge. Vse to zahteva dodaten čas in delovno silo, ki ju je mogoče učinkoviteje uporabiti za druge dejavnosti.
Dobavljeni dušik običajno dosega zelo visoko stopnjo čistosti. To je tudi eden od razlogov za njegovo visoko ceno. Vendar večina aplikacij ne potrebuje tako visoke čistosti. Pri generatorju dušika na lokaciji lahko stopnjo čistosti N₂ nastavite glede na dejanske potrebe procesa.
Velike tlačne jeklenke, v katerih se dobavlja kupljeni dušik, predstavljajo varnostno tveganje. So težke in vsebujejo plin pod visokim tlakom, zato imajo lahko morebitne nesreče resne posledice. Pri proizvodnji dušika na lokaciji teh tveganj ni.
Zmanjšanje emisij zaradi transporta pomaga pivovarnam zmanjšati njihov okoljski odtis. Preprost prvi korak je odprava rednih dobav kupljenega dušika.
Načrtujete širitev proizvodnje? Lastna proizvodnja dušika omogoča bistveno lažje prilagajanje večjim potrebam po plinu in podporo nadaljnji rasti pivovarne.
Trajnost je postala ena najpomembnejših prednostnih nalog v proizvodnji. Ključno je, da kot družba zmanjšamo porabo energije in delujemo bolj trajnostno.
Pri tem imata pomembno vlogo energetska učinkovitost in z njo povezano zmanjševanje emisij ogljika. Ne le zato, ker to pričakujejo kupci ali zahtevajo predpisi, temveč tudi zato, ker imamo odgovornost do prihodnjih generacij.
Za mikropivovarne je to tudi vprašanje dolgoročne vzdržnosti poslovanja. Podnebne spremembe lahko ogrozijo razpoložljivost ječmena, voda pa bo v prihodnosti postajala vse dragocenejši vir.
Številne pivovarne že sprejemajo ukrepe za zmanjšanje svojega okoljskega vpliva, na primer z uporabo alternativnih virov energije ali izrabo tehnologij za zajemanje ogljika.
Za manjše pivovarne takšne rešitve pogosto predstavljajo veliko investicijo, zato je smiselno iskati tudi druge možnosti. Ena izmed njih je zmanjšanje porabe energije.
To je še posebej pomembno pri proizvodnji dušika, saj ta temelji na uporabi komprimiranega zraka, neučinkovit kompresor pa lahko porabi velike količine energije.
Kjer je poraba energije velika, obstaja tudi velik potencial za prihranke. Sodobne tehnologije omogočajo občutno izboljšanje energetske učinkovitosti prav na tem področju.
Energetsko učinkovit kompresor ne izboljša le poslovnih rezultatov, temveč prispeva tudi k bolj trajnostnemu in okolju prijaznemu delovanju.
Dodaten nasvet za večjo trajnost: pri kompresiji zraka nastajajo velike količine odvečne toplote. Namesto da se ta toplota izgubi v okolju, jo lahko zajamete in uporabite kot procesno toploto v proizvodnji.
