用现场氮生成降低酿造成本
由于工艺啤酒运动，美国人享受比以往更多的啤酒。虽然它看起来很容易去当地的啤酒市场拿起六包，酿造，装瓶和啤酒到市场的过程非常广泛。
酿造通常分为四个阶段，啤酒，糖化，煮沸，发酵。复杂的化学过程开始用几个简单的成分 - 啤酒花，谷物，酵母和水。近来不断有技术进步，以保障那些获得这些步骤准确，高效和成本节约。一个具体的改进是在冲泡过程中使用氮气。添加一个现场氮气发生器的允许啤酒制造商降低其氮的成本，消除停机时间，并降低安全风险有关大宗气体筒输送和changeouts。
在酿造过程
让我们来看看酿造的四个阶段：制麦，糖化，煮沸，发酵。所述第一进程的是啤酒，其被分解成多个阶段本身，但本质上这是在淀粉，酶，蛋白质，维生素和矿物质的成分组合以产生用于批处理的主要原料。糖化然后采取所创建的麦芽和与加热的水，其中所述麦芽击穿的天然酶将淀粉转化为糖混合它。这些糖随后从主混合物中分离以产生麦芽汁，然后将其煮沸以受控的温度，以允许泡制到附加成分的具体添加到啤酒中产生的类型。该步骤完成后，将混合物冷却并分离。一旦分割，在啤酒中是必不可少的发酵开始酵母补充道。当发酵完成后，啤酒是完全成熟的交付预期的味道。
显示是帕克汉菲汀亚硝基烃氮气发电机。照片由帕克汉尼钦提供。 |
啤酒厂中的氮气
由于其惰性，氮气通常用于整个酿造过程。一旦从整个生产过程中使用的大罐中取出一批完整的啤酒，氮气将用于清除罐中麦汁、啤酒和糖浆中的任何残余物。用氮气吹扫储罐的行为消除了残余成分在储罐中氧化的机会。如果发生氧化，它可能会在随后的任何批次中产生酸味。
因为氮气能够取代空气中的氧气和二氧化碳，所以啤酒厂在生产过程中使用氮气帮助啤酒通过不同的罐。一旦酿造的所有阶段都完成，氮气被用来给小桶和瓶子加压，以帮助保持啤酒的新鲜度。这通过降低最终产品中的氧含量来防止成品迅速变质。
由于啤酒厂继续增强消费者的啤酒的味道和口味，因此它们也开始在制造碳酸化过程中添加氮气进入啤酒本身来试验。通常，二氧化碳用于碳酸啤酒，但通过将较大的氮气添加到混合物中，氮产生更好的味道和更平滑的表面。
投资回报
降低成本、减少气体浪费、按需供应和减少停机时间都是现场制氮的好处。当决定从输送气体转换为现场制氮时，前期成本通常会阻止酿酒商进行转换。一旦人们了解到，从长远来看，这项投资将为啤酒厂节省资金，那么做出决定就容易多了。根据所消耗的氮气量和为发电机支付的成本，大多数人可以期望在启动后18到24个月内看到投资回报。
并不是每个啤酒支付的钱氮同样数额，因为许多天然气供应商基于电荷的脱氮从产生部位以及是否氮气钢瓶中，小型坦克，或作为主体贮存的要求，在距离类型。费用通常包括用于存储介质的标准租赁费，以及氮的递送。一旦啤酒厂得到过去采购氮气发生器的初始成本，该啤酒将很快开始存钱，因为它是生产氮的现场显著便宜。
消除依赖
随着气体输送，啤酒将仅使用大约90％的氮气在罐中，因为返回未使用的10％的气体。当气缸或坦克变热时，气体也会丢失。罐内的压力开始上升，需要“蒸发”气体。沸腾是当罐需要打开时，气体被释放到大气中以减少罐的压力。随着现场氮气发生器的安装，100％的生产的气体可用于酿造。
当依赖于气缸或罐输送，酿酒厂可能会遇到意外停机。它可以是相当困难的估计有多少氮生产所需。如果没有正确的估计，生产可以停顿，直到下一个货物到达。及时事情天然气供应商可能并不总是提供氮气，以满足啤酒厂的需求，他们可以没有任何氮的供应，最终导致损失的收入不留。与现场氮气发生器冲泡可以最大化正常运行时间和消除对气体供应公司的依赖。
增加可用的足迹
根据氮气储存介质的类型，酿酒厂需要为气瓶、微型罐甚至散装气体清理空间。如果需要多个气瓶和储罐，可显著减少设施内的自由空间。如果使用散装气体，啤酒厂将需要在设施外建立必要的基础，以承受重型油轮的重量。现场氮气发生器是紧凑的，并有能力共同储存，以节省存储空间的设施，并没有任何基础规范，以支持他们正确。
氮气发生器如何工作
通过降低空气中的氧气百分比以仅将氮气递送至所需施加，氮气发生器在压缩空气上操作。
氮气发生器使用压缩是“筛分”，使氧气和其它痕量气体被除去空气，同时使氮气允许通过给应用程序。压缩空气供应可以是来自备用容量从中央工厂空气压缩机，或从空气压缩机奉献只向氮生成系统。
用于制氮的压缩空气质量对于维持氮气发生器的纯度和效率非常重要。进入氮气发生器入口前，必须清除压缩空气供应中的压缩空气污染物，如油、微粒和水。
典型的压缩空气系统包括压缩机、储气罐和压缩空气处理包。压缩空气处理包由不同级别的预过滤、压缩空气干燥器和后过滤器组成。典型的预过滤组件包括用于去除大量液体的水分离器、通用聚结预滤器和高效聚结预滤器。
这种预过滤将微粒（包括水和油气溶胶）去除至0.01微米，将油去除至0.01 mg/m3。预过滤的下游是一个压缩空气干燥器，用于去除压缩空气中的水蒸气。对于PSA氮气发生器，通常需要干燥剂干燥器，以提供-40°F或更低的压力露点。最后，在干燥剂干燥器的下游安装一个通用滤尘器，以去除干燥剂降解可能产生的任何灰尘。
氮气发生器的两种类型
氮气发生器主要有两种类型：中空纤维膜和变压吸附。中空纤维膜氮气发生器通过选择性地允许氮气流过膜的纤维来运行。然后，氧气和其他污染物通过发电机中的端口释放回大气中。膜的纤维有时由聚苯醚制成，这使得膜纤维具有渗透性和坚固性。纤维的渗透性将氧气和其他污染物从压缩空气中抽出，只留下氮气通过。
变压吸附（PSA）氮气发生器通过利用碳分子筛的技术起作用。碳分子筛吸附从压缩空气中的氧气和其它污染物的压力下，确保只有氮气被输送到所需的应用程序。一旦碳分子筛完全与氧和其它污染物吸附，发电机将经过一个再生过程中的污染物排出到大气中。术语变压吸附来自介于0到100磅发电机的连续工作压力。一旦发电机达到100psi的它开始再生过程。
尽管有两种主要类型的氮气发生器，但在酿造应用中使用的主要发生器是PSA发生器。氮气的纯度非常重要，因为它用于食品应用。PSA氮气发生器在出口处可以达到99.5%和更高的纯度，这对用户来说是一个很大的好处，因为FDA食品应用法规要求出口气体具有高纯度。
大多数食物和饮料应用需要氮纯度在99-99.9％之间。无论它们是否使用氮气到清洁或覆盖坦克，将其注入到储存的桶中，或将其注入到啤酒本身中，酿酒师通常使用纯度为99.5％-99.9％。使用的确切纯度取决于啤酒厂。
现场制氮维护
氮气发生器的维护很简单。保持氮气发生器在峰值性能下运行的最重要的件是在上游的压缩空气处理包。
定期维护过滤器元件，预过滤漏斗和干燥阀确保干燥器的正常功能，导致连续清洁，干燥空气到氮气发生器。至于PSA氮气发生器，年度维护需要任何过滤元件和排气沉默每年更换。如果配备氧气分析仪，则分析仪单元需要每两到五年需要更换一次，具体取决于制造商。在这一基本的预防性维护之外，大多数制造商都建议每三到五年服务阀门和气缸。即使运行正确，主动维护也可以防止未来的失败和昂贵的停机时间。
总之
谈到泡泡应用中的氮气时，现场氮气发生器可以带到桌子上的多种益处。随着简单的安装氮气发生器，啤酒可以完全控制过程，并降低运行成本未来。最终酿酒商将看到他们的底线由于氮生成的节省，并且又实现了更高的盈利能力。
关于作者
Nathaniel Holliday是技术销售助理，Parker Hannifin，Filtration Group。Randy Peccia是产品销售经理，Parker Hannifin，工业燃气过滤和发电部门，电话：716-686-6542，电子邮件：randy.peccia@parker.com.. Jennifer Fiorello是工业气体过滤和发电部门Parker Hannifin的营销传播经理。
有关派克汉尼汾氮气发生器，更多信息请访问http://ph.parker.com/us/21056/en/nitrosource-psa-nitrogen-gas-generator。
阅读更多氮生成技术文章，请访问//www.ghtac.com/technology/air-treatment。
