Утилизация CO2 в производстве пива

В процессе брожения дрожжи питаются суслом, что приводит к выработке углекислого газа (CO2) и спирта.

Лучше всего удалять CO2, образующийся при производстве пива, из верхних частей емкостей для брожения, сосудов для созревания и резервуаров для светлого пива.CO2 затем можно очистить, очистить и сжать для хранения.Позже его можно будет использовать внутри предприятия в ряде операций пивоварения, например, при карбонизации и розливе в бутылки, а также продавать или использовать для других целей в рамках промышленного симбиоза.

Более подробно, CO2, образующийся в процессе ферментации, содержит примеси, сероводород, кислород и диметилсульфид.Эти соединения необходимо удалить из-за их негативного влияния на вкус, запах и срок годности конечного продукта/пива.

Поэтому следующим шагом после сбора CO2 является его очистка.Можно реализовать ряд процессов, например, сжижение, а затем испарение.Это означает, что для этой операции требуется большое количество энергии.

Краткое описание системы рекуперации CO2 будет включать следующие процессы:

Пеноуловитель (сепаратор): удаляет остатки пены, образующиеся в результате брожения.

Бустерный компрессор CO2: поддерживает давление в ферментере и обеспечивает положительное давление для очистки и сжатия.

Скруббер CO2: обеспечивает эффективное удаление водорастворимых примесей с использованием питьевой воды в качестве очищающей среды.

Компрессор CO2: повышает давление газа для эффективной очистки, обезвоживания и сжижения.

Доохладитель/предохладитель CO2: снижает температуру газа, конденсирует газообразный CO2 и удаляет влагу из газа.

Осушитель CO2: удаляет загрязнения и водяной пар.

Сжижение CO2: преобразование газообразного CO2 в жидкую форму с помощью охлаждения.

Резервуар для жидкого CO2 (резервуар для хранения): хранит жидкий CO2.

Во время брожения пива на гектолитр пива выделяется около 4 кг CO2.Из этих 4 кг около 2 кг можно восстановить благодаря доступным в настоящее время системам рекуперации CO2.Обычно пивоваренному заводу требуется около 2 кг/гл CO2, а это означает, что почти вся потребность в CO2 может быть покрыта за счет рекуперации CO2.

Экологические преимущества

Внедрение этой технологии снижает количество приобретаемого CO2, уменьшая воздействие конечного продукта на окружающую среду.Это связано с тем, что промышленное производство CO2, добавляемого в напитки, требует больших затрат энергии.

Побочные эффекты

Реализация этого процесса требует энергии (тепла и электричества) и установки дополнительного оборудования, что увеличивает воздействие процесса на окружающую среду.

Применимость

Практически все пивоварни в той или иной форме используют CO2 в своих процессах, обычно для продувки и розлива в бутылки.Если углекислый газ, пригодный для производства напитков или, по крайней мере, пищевых продуктов, не извлекается из самого процесса пивоварения, его приходится получать извне, что требует затрат.Поэтому этот метод представляет потенциальный интерес для всех пивоваров.

Теоретически эту технику можно адаптировать ко всем масштабам производства пива.Однако на практике микропивоварни могут счесть непривлекательным восстановление собственного CO2.

Многоразовый CO2 должен соответствовать определенным стандартам для повторного использования в конечном продукте, что особенно важно с точки зрения концентрации остаточного кислорода, поскольку кислород в конечном продукте сокращает срок годности продукта и ухудшает его органолептические свойства.Поэтому чистота CO2 должна быть проверена перед его использованием в конечных продуктах;для достижения этого необходимая чистота на входе для очистки CO2 составляет примерно от 95 % до 99,7 %.Это уменьшает объем потенциально извлекаемого CO2 до примерно 50 % от количества CO2, выделяющегося в результате ферментации.Фактически, трудно отделить первоначальные высокие концентрации N2 и O2 от CO2 (восстановление CO2 обычно начинается через 24 часа после начала ферментации, чтобы гарантировать, что входящий ферментационный газ имеет минимальную концентрацию CO2 99,5% по объему).

Экономика

CO2 необходим в конце производственного процесса для достижения шипучего эффекта в конечном продукте.Таким образом, производство электроэнергии на месте за счет ее восстановления снижает эксплуатационные расходы пивоваренных заводов.