制氮系统有助于提高咖啡的生产效率

作为压缩空气和气体净化与分离行业初创公司的创始成员，nano purification solutions与所有者有着血缘关系，Death Wish Coffee Co.的员工和使命。kinship和nano purification solutions在现场制氮方面的专业知识导致了制氮系统的安装，该系统有助于提高纽约环湖咖啡烘焙厂生产运营的整体效率和节约运营成本。

Death Wish Coffee位于纽约环湖（Round Lake）的氮生产系统帮助该公司提高效率并节约成本。

有天赋的成长

死亡之愿咖啡创始人迈克·布朗于2012年在纽约萨拉托加泉的一个地下室创办了这家咖啡烘焙公司。“世界上最浓咖啡”的烘焙者已经成长为一个38人的组织，在纽约鲍尔斯顿水疗中心设有公司办公室，在纽约环湖拥有一个新的生产设施。最棒的是，死亡之愿咖啡(https://www.deathwishcoffee.com/)继续按照他们的条件和摇滚风格做事。

该公司在2016年2月的超级碗L中获得了2015年Intuit QuickBooks“小企业，大游戏”大奖，并获得了免费商业大奖，在2015年和2016年获得了名声。这则广告帮助该公司从一家烘焙到定购的公司，转变为一家向亚马逊等在线零售商提供咖啡的成功供应商。它还成为沃尔玛和克罗格等实体零售商的供应商，在那里，它能够为其地面和全豆旗舰产品（包括Keurig®豆荚和冻干“速死”速溶咖啡产品）占据货架空间。

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安装自动灌装和包装设备

任何一家成长中的公司都知道，成功和新机遇带来了新的挑战，死亡之愿咖啡也不例外。对于成长中的公司来说，用手称量、填充和密封咖啡袋以便立即发货和快速消费是一个制约因素，随着零售商渴望将公司的产品投放市场，这家公司继续增加机遇在令人垂涎三尺的货架上放着一堆垃圾。

死亡之愿咖啡的新产品开发和快速增长正是该公司的生产工程师和死亡之愿咖啡的质量保证/食品安全经理C.J.DeLuca开始寻找提高产量和确保产品质量的方法的原因，该产品很快就可以在商店货架上买到。食品和饮料产品，如预磨咖啡、袋装咖啡和K-Cup®豆荚，需要使用惰性气体冲洗包装，以增强储存并消除氧化的机会，从而保留丰富的风味并延长保质期。

死亡之愿咖啡首先转向自动化，并安装了一个垂直形式的灌装机，每分钟可灌装30袋1磅的咖啡。垂直式灌装机提供了一个自动化、高度精确、免提的食品包装系统，由一名操作员控制包装过程。自动灌装机还允许使用惰性气体，如氮气（N_2.)，根据需要使用覆盖层。公司的下一步是确保流程的效率。

N的利弊_2.钢瓶称重

和许多正在扩张的包装商一样，Death Wish Coffee最初依靠当地的一家天然气公司供应N_2.作为运输部（DOT）气瓶中的一种气体。同样，和其他人一样，死亡愿望咖啡需要权衡使用气瓶作为氮源的利弊_2.基于产量的增长。

高压_2.气瓶的储存容量有限（每个气瓶大约290标准立方英尺的可用气体是正常的），移动起来很危险，而且是最昂贵的购买方式_2.然而，对于小型包装作业而言，气瓶是一种简单的入门方式，可确保在相对较低的初始投资和承诺下延长产品保质期。

起初，一到两个圆筒可以在八小时轮班期间运行一到两个小时，以满足死亡之愿咖啡的订单。但是，随着订单数量和规律性开始增加，包装运行持续了五到六个小时，甚至整整八小时轮班。因为他们的新型立式灌装机每小时消耗240标准立方英尺我们的（scfh），它每天使用多达五到六个气瓶。

由于没有放缓的迹象，死亡愿望咖啡公司意识到他们需要做出决定，开始购买16包N_2.气瓶，移动到液体杜瓦系统，或者全力以赴安装一台氮气发生器，其尺寸满足其240 scfh的要求，而不限制其生产上限，因为团队计划继续增长。

内部空气分离是正确的选择

16包的选择很快就被搁置了，因为在8到10个小时的轮班日，死亡之愿咖啡仍然会每隔一天更换16包的底座。更改时成本增加、交付费用增加和停机时间增加N_2.skids很容易就把这个想法从名单上划掉了。

液体杜瓦瓶有不同的尺寸，通常可包含约3900 scf的可用氮_2.液体通过换热器膨胀，在换热器中转化为气体，用于包装操作。虽然杜瓦瓶的生产时间约为16小时，但使用液体杜瓦瓶通常需要长期合同、昂贵的每月租赁设备和相关费用和税费。液体杜瓦瓶也相当重且昂贵难以移动且在低至中度使用期间，N_2.液体会蒸发到大气中，浪费公司已经支付的贵重商品。

在与当地一家天然气公司进行了几次对话后，Death Wish Coffee决定探索内部空气分离作为液氮的替代方案。该公司求助于当地Sullair空气压缩机经销商Comairco，后者也代表nano净化解决方案。nano的区域经理Jim McFadden和Comairco的技术销售代表愤慨的乔·邦法德西（Joe Bonfardeci）提出了一个“交钥匙”系统，以解决死亡愿望咖啡的问题。

高质量压缩空气是重中之重

讨论的拟议压缩空气系统将允许Death Wish咖啡满足ISO 8573-1:2010压缩空气纯度等级，包括2级微粒、5级水蒸汽和3级油。

McFadden指出，通过使用干燥剂预处理干燥器，或通过使用nano的变压吸附（PSA）GEN2 Plus氮气发生器（其具有独特的吸附介质板（AMS）集成式干燥器），提供稍好等级压缩空气的系统十分重要。

GEN2 Plus上的干燥器可以有效地将压力露点从大约45降低到45^oF（7）^oC） 到大约-40^oF（-40）^oC） 。这一改进将大幅降低含水量，从而允许释放GEN2 Plus吸附材料中的孔隙以吸附氧（O_2.)而不是被吸附的水蒸气（H_2.O） 。

此外，PSA氮气发生器的运行方式与双塔无热干燥剂空气干燥器非常相似；但是，它们设置在不同的NEMA定时循环上，并使用一种称为碳分子筛（CMS）的不同吸附材料，该材料对O有很高的亲和力_2.氧分子的去除直接等于N_2.纯度。因此，在设计系统时，纳米净化始终考虑在氮气发生器之前对空气进行适当的预处理。纳米净化还建议在氮气发生器之前降低露点，并提高微粒和油的百万分含量，尤其是当氮气_2.纯度增加，以保持极高灵敏度CMS吸附剂的最高性能和最长使用寿命。

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McFadden指出CMS的工作原理与其他吸附剂非常相似。材料中的孔隙对某些分子有很高的亲和力，同时允许其他分子通过。例如，分子筛对CO有很高的亲和力_2.活性氧化铝对水蒸气有很高的亲和力。CMS吸附剂中的孔隙允许N_2.分子不受阻碍地流过筛床，而其他组分，如H_2.O（水蒸气），O_2.但是，与标准干燥剂压缩空气干燥器不同，CMS介质不用于吸附水蒸气，事实上，如果更多的水蒸气占据拟用O填充的空间_2.以及其他杂散气体分子，正确尺寸的CMS床可能导致纯度低于预期。

工程氮气发生器和空气压缩机解决方案

基于多年的咖啡烘焙和食品包装操作经验，McFadden推荐了GEN2-2130-Plus氮气发生器，它可以轻松满足240 scfh的要求，同时达到99.99%的氮气纯度。

模块化装置柱中独特的吸附干燥床不仅为CMS提供了一个基层，而且还将多余的水蒸气去除到露点-40^oF（-40）^oC） 压力露点，使CMS在去除不需要的O方面最有效_2.分子。它还减少了典型的无热再生干燥器所需的净化空气，同时减少了系统中额外的资本设备的占地面积和额外成本。

nano还引用了额外的F1工业过滤，包括0.01微米高效凝聚过滤器，以达到颗粒和油的ISO 1级，以及独特的AMS集成干燥器选项，以达到水蒸汽的2级。

此外，根据一些简单的空氮比计算，Bonfardeci选择了正确的Sullair空气压缩机，以提供纳米氮气发生器所需的进料空气。推荐的系统包括Sullair ST1509RD，20马力（hp）旋转螺杆式空气压缩机，带罐式冷冻空气干燥器和1.0微米预滤器，在125 psig和约45 psig压力下提供80.1 scfm^oF（7）^oC） 压力露点。

Death Wish Coffee的氮气生成系统包括一台Sullair ST1509RD、20马力（hp）旋转螺杆空气压缩机和一台nano GEN2-2130-Plus氮气发生器系统。

满足当前和未来的需要

Death Wish Coffee对氮气发生器的性能非常满意，但对整个系统的设计也同样满意。

“对于一家成长中的公司来说，纳米净化GEN2系统的模块化设计非常有意义，”德鲁卡说。“我们的公司继续发展，但是，由于Jim和Joe的预见，我们的空气压缩机的发展速度不会超过我们。我们有足够的压缩空气为第二台发电机供电，这是完美的，因为我们很快将添加另一条包装生产线，并且已经开始分班运行，每w运行五小时五天哎呀。”

德卢卡说，他也赞赏该系统是如何设计的，以延长使用寿命和节约成本。

“随着我们的发展，我们知道我们将增加另一个模块化氮气发生器组，在需求较低时，该组将进入休眠状态，这将节省旋转设备和切换阀的磨损，并为公司节省运行系统的电力成本，”他说，注意到死亡之愿咖啡预计今年产量将增加三倍。

为此，麦克法登说，氮气发生器的设计是为了确保高效性能与需求相匹配。

“生态模式和纯度需求节能只是我们新一代2的两个独特功能i4.0控制器，”麦克法登说。“该系统将按死亡之愿咖啡生产所需的数量或数量运行，并将以最有效的方式运行。新控制器还将允许通过Modbus和PROFIBUS进行通信，以实现机器与大多数公司建筑管理系统之间的完全连接。”

nano的GEN2 i4.0控制器有助于GEN2-2130 Plus氮气发生器的高效运行。

纳米氮气产品经理马克·劳特瓦瑟（MarkLauterwasser）表示，氮气发生器的使用越来越受死亡愿望咖啡等公司的欢迎。

Lauterwasser说：“制氮是一个不断增长的领域，纳米净化解决方案就是这一事实的活生生的证明。就在短短四五年前，我们推出了我们的第一系列气体发生器，但今天，我们看到向新客户和回头客销售的询价和系统逐年大幅增加。”。“像Death Wish Coffee这样的公司开始意识到，他们可以拥有和控制自己的清洁、干燥、可靠的氮源，在大多数情况下，投资回报率为8到24个月。”

从项目一开始就具备专业知识，确保最终用户购买和安装的解决方案能够满足当前和未来的需求。高质量的分销商支持可确保在初始销售后长期正确安装和出色的日常维护和服务。Comairco和nano之间的合作伙伴关系致力于客户如死之愿咖啡长期服务，客户满意。

GEN2-2130-Plus氮气发生器的工作原理 技术先进的nano GEN2-2130-Plus氮气发生器采用变压吸附（PSA）原理，从清洁干燥的压缩空气中产生连续不间断的氮气流。 双室挤压铝柱填充碳分子筛（CMS）。通过上下歧管连接，高密度填充柱产生双床系统。在预设时间后，控制系统自动切换床。一个床始终在线生成Nmanbetx客户端12-5下载2.在再生过程中，在CMS阶段收集的氧气和在可选集成干燥器阶段收集的水分被排放到大气中。出口N的一小部分2.气体膨胀进入床层，以加速再生过程。 以下是近距离观察： 清洁的压缩空气进入GEN2装置的入口，入口阀将气流引导至左侧或右侧立柱组。 经过进气阀后，压缩空气进入挤压柱下方歧管的一侧。 然后，压缩空气向上流经集成AMS干燥器和CMS床，其中首先优先吸附水蒸气，然后吸附氧气和其他痕量气体，并允许N2.通过。 N2.然后，气体通过带有集成过滤器的支撑床层进入出口歧管，然后通过出口阀排出。 N2.气体继续进入缓冲容器和nano F1缓冲容器过滤器，然后返回GEN2装置进行纯度监测、流量和纯度调节。

关于作者

Tony Hergert是总部位于北卡罗来纳州夏洛特的nano purification solutions的创始成员，担任公司的销售和营销总监，电子邮件：托尼。hergert@n-psi.com; 电话：704-897-2182。

关于纳米净化溶液

领先的技术和数百年的经验……nano purification solutions是一家世界一流的工业用压缩空气和气体解决方案制造商。我们在nano的承诺是与我们的客户合作，提供具有最高质量产品的独特解决方案，以解决特定的客户挑战。丰富的经验和业界知名的产品只是其中的一部分。我们nano承认，世界一流的客户服务是任何成功企业最重要的组成部分。经验顾客服务www.n-psi.com. 欲了解更多信息，请发送电子邮件marketing@n-psi.com.

关于Comairco

自1972年以来，Comairco知识渊博的员工一直在支持美国和加拿大的客户，帮助他们清楚地确定其压缩空气需求，并销售或租赁业内最具成本效益的空气压缩机和压缩空气设备。有关更多信息，请访问comairco.com.

所有照片均由纳米净化溶液提供。

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