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Mar 14, 2024

Der CO2-Mangel

14. Dezember 2022Keith Gribbins Tröegs Independent Brewing ist eine 25 Jahre alte Brauerei mit Sitz in Hershey, Pennsylvania, mit rund 250 Mitarbeitern. Im vergangenen Jahr verkaufte die Marke in neun Läden 112.000 Barrel Bier

14. Dezember 2022Keith Gribbins

Tröegs Independent Brewing ist eine 25 Jahre alte Brauerei mit Sitz in Hershey, Pennsylvania, mit rund 250 Mitarbeitern. Im vergangenen Jahr verkaufte die Marke 112.000 Barrel Bier in neun Bundesstaaten der Mittelatlantikregion. CO2 ist für die Herstellung und Verpackung dieses ganzen Biers von entscheidender Bedeutung. Tröegs verwendet CO2 im gesamten Sudhaus, Keller, der Verpackungshalle und im Schankhaus. Wie wichtig ist CO2 für diese Vorgänge? Ohne sie wurde die Brauerei geschlossen.

Tröegs hatte mehr als 20 Jahre lang CO2 von demselben Unternehmen gekauft, bis dieses Unternehmen Anfang 2020 verkauft wurde. Tröegs hat nun einen Vertrag über die Lieferung von CO2 in großen Mengen mit einem großen, landesweiten Lieferanten. Dieser Lieferant überwacht den CO2-Gehalt in seinem Tank mithilfe von Telemetrie oder Telematik und liefert, wenn der Tank fast leer ist.

„Vorausgesetzt, sie haben Produkte verfügbar“, sagte Andrew Dickson, Produktionsleiter bei Tröegs. „Bei Betriebs- oder Industriestörungen [erfahren Sie hier mehr über diese Schließungen] erklären sie höhere Gewalt und weisen uns eine Zuteilung zu. Die Zuteilung reicht in der Regel bei weitem nicht aus, um unseren CO2-Bedarf zu decken, was uns zur Schließung zwingt.“

Um dies ins rechte Licht zu rücken: Tröegs verpackt Bier 24 Stunden am Tag, fünf Tage die Woche. Diese schlimme Situation veranlasste Tröegs, sich ernsthaft mit der CO2-Nutzung vor Ort zu befassen.

In diesem Artikel zur CO2-Knappheit helfen wir Ihnen, einen ähnlichen Blick auf Ihre eigene Brauerei zu werfen. Dabei konzentrieren wir uns auf die Einsparung und Reduzierung des CO2-Verbrauchs, den Aufbau von Lieferantenbeziehungen und die Gewährleistung der Reinheit im Braubetrieb.

„Wir haben Ende 2021 hart daran gearbeitet, die Nutzung zu reduzieren“, sagte Dickson. „Wir haben genau verfolgt, welche Prozesse am meisten CO2 verbrauchen, und uns auf Möglichkeiten konzentriert, den Verbrauch zu senken, ohne den DO/TPO im Bier zu erhöhen. Selbst mit Preiserhöhungen – meist in Form von Zuschlägen – sind unsere CO2-Ausgaben im Vergleich zum Vorjahr um 12 Prozent gesunken.“

Das ist sehr cool, aber wie genau wird das gemacht?

In diesem Webinar stellt Jason Perkins, Braumeister bei Allagash Brewing Co., seinen in Excel erstellten CO2-Verbrauchsrechner für Brauereien vor, der wöchentliche und jährliche Informationen zum CO2-Verbrauch in Bereichen wie Tankentleerung, Zentrifuge, Abfülllinie, Schüssel, Spülung usw. verfolgt.

Durch die Verfolgung dieser wichtigen Anwendungsbereiche erhalten Brauer Daten, mit denen sie den Verbrauch kontrollieren und bestimmen können, wie viele Pfund CO2 pro verpacktem Fass verbraucht werden. Die Brewers Association hat ein Datenmanagement- und Benchmarking-Tool zur Verfolgung der Leistung von Versorgungsunternehmen entwickelt.

Mithilfe der Daten können Brauereiteams Betriebsabläufe bewerten, Bereiche mit hoher Auslastung finden, Standardarbeitsanweisungen (SOPs) erstellen und Unregelmäßigkeiten erkennen.

Lecks sind kostspielig und gefährlich. Brauereien können Lecks und Verluste in CO2-Leitungen und -Lagerung beheben, indem sie auf harte Leitungen anstelle von flexiblen Schläuchen und Klemmen umsteigen, die anfälliger für Lecks und Reibungsverluste sind. Darf ich Ihnen vorschlagen, eine Ultraschall-Leckprüfung Ihrer verschiedenen CO2-Infrastrukturen durchzuführen? Diese eignen sich hervorragend zum Aufspüren von Gaslecks in lauten Umgebungen wie dem Keller oder der Verpackungshalle.

Zu den verräterischen Anzeichen von Lecks gehören Kondensation oder Frost an Zylindern und Rohrleitungen, heißt es in diesem großartigen Artikel der Brewers Association, in dem auch empfohlen wird, „einen Durchflussmesser in der Nähe Ihres Empfängers oder Ihrer Zylinderbank zu installieren und verschiedene Arbeitsbereiche der Brauerei zu isolieren, um Lecks einzugrenzen.“ Die „Richtlinien für den sparsamen Umgang mit Kohlendioxid in der Brauerei“ der BA schlagen vor:

Das sind großartige Informationen, und ich empfehle Ihnen dringend, Mitglied der Brewers Association zu werden – melden Sie sich gleich hier an.

Für eine kleine Brauerei ist die Überwachung und Messung des Kohlendioxidverbrauchs während der verschiedenen Phasen des Brauprozesses von entscheidender Bedeutung.

Die meisten Brauereien verwenden CO2, um Sauerstoff aus dem Kopfraum in Behältern wie dem Fermenter oder dem Brite-Tank zu entfernen. Viele Brauereien verwenden eine zeitbasierte Reinigungsmethode, die eine CO2-Verschwendung sein kann. Ein Messgerät für gelösten Sauerstoff und/oder Kohlendioxid kann Echtzeitdaten liefern, um die Spülzeit und den CO2-Verbrauch zu reduzieren. Bei diesen CboxQC- und CboxQC At-Line-Geräten von Anton Paar handelt es sich um kombinierte CO2- und O2-Messgeräte, die während der Produktion und Verpackung Messungen direkt an Prozesslinien, Tanks und Fässern durchführen können.

Durch das Verständnis von CO2 und O2 in jeder Phase des Prozesses können Teams nicht nur die zum Spülen von Tanks und Fässern erforderlichen CO2-Mengen optimieren und Geld sparen, sondern auch eine sicherere Arbeitsumgebung mit weniger CO2 fördern. Das Spülen des Tanks verbraucht oft mehr CO2 als jeder andere Kellervorgang, daher empfehlen wir die niedrige und langsame Methode (5 psi CO2 in den Boden des Tanks).

Jack's Abby Craft Lagers verwendet an seinen Tanks ein Spunding-Ventil (sieht so aus), um CO2 für die natürliche Karbonisierung aufzufangen. Wenn der Großteil des Zuckers in der Würze von der Hefe verarbeitet wurde, kann gegen Ende der Gärung ein Spundventil an einem Tank angebracht werden, um die Freisetzung von CO2 zu kontrollieren.

Natürlich stellte das Spunding für Jack's Abby seine eigenen Herausforderungen dar, wenn es darum ging, einen Tank trocken zu hüpfen, der unter Druck bleiben musste. Aus seinem Blog:

Unter Trockenhopfung versteht man die Zugabe von getrocknetem Hopfen zum Bier mit dem Ziel, ihm zusätzliche Geschmacks- und Aromastoffe zu verleihen. Bestimmte ätherische Hopfenöle können zu Beginn des Brauprozesses verdampfen oder durch unsere Hefe verändert werden, wir können sie jedoch durch Trockenhopfung wieder einführen. Da die Gärbehälter jetzt unter Druck standen, konnten wir sie nicht mehr öffnen, um trockenen Hopfen hinzuzufügen, da sonst das Bier schäumte! Um dieses Problem zu lösen, haben wir bei unseren Freunden von Tig Pro Fabrication in Portland, ME, einen kleinen Tank in Auftrag gegeben. Dieser Tank sollte unser neues Trockenhopfungsgefäß werden, obwohl wir jetzt den Begriff „Slurry-Hopping“ verwenden, um den Prozess genauer zu beschreiben (unsere Brauer nennen diesen Prozess auch liebevoll „Slurming“). Wir schließen den Güllebehälter an einen Gärtank an, füllen ihn mit getrocknetem Hopfen, lassen den Sauerstoff ab und füllen ihn dann mit Bier – so entsteht eine „Hopfengülle“. Anschließend schieben wir die Gülle zurück in den Tank und erzielen so den gleichen Effekt wie beim herkömmlichen Trockenhopfen, wobei die natürliche Kohlensäure, die wir durch das Spunden erhalten, erhalten bleibt. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass wir unser Bier beim Trockenhopfen keinem Sauerstoff mehr aussetzen müssen, was die Oxidation reduziert und die Aromen im Bier weiter bewahrt.

Das alles reduziert den CO2-Verbrauch. In diesem Sinne:

Beispielsweise kann ein säurereinigendes Unterdruck-CIP-Verfahren für Brite-Biertanks den CO2-Verbrauch einsparen. Aus einem Artikel der Colorado Brewers Guild:

Bei der herkömmlichen Reinigung von hellen Tanks und Serviertanks mit Natriumhydroxid (Laugen) muss der Brauer CO2 aus dem Gefäß ablassen, um eine Neutralisierung der Lauge und die Entstehung eines gefährlichen Vakuums zu vermeiden. Die Einführung von Sauerstoff in den Tank und die Zeit, die zum Erhitzen, Reinigen, Spülen und Unterdrucksetzen eines Blanktanks erforderlich ist, können durch den Einsatz eines Unterdruck-CIP-Verfahrens minimiert werden. [Erfahren Sie hier den gesamten Ablauf]

Wenn es um die Karbonisierung geht, sind Karbonisierungsdiagramme ein unverzichtbares Hilfsmittel, um die Temperatur zu verwalten und den CO2-Gehalt und damit den CO2-Verbrauch anzustreben. Craft-Brauer könnten für bessere Karbonisierungsergebnisse einen Karbonisierungs- oder Diffusionsstein verwenden, der normalerweise auf einem Brite-Tank zu finden ist (sieht so aus). Größere Brauereien nutzen die Inline-Karbonisierung, bei dem CO2 in einer Flüssigkeit gelöst wird, während es von einem Gefäß in ein anderes gepumpt wird (z. B. von der Gärung in den Brite-Tank). Lassen Sie sich von den Inline-Karbonisierungssystemen von ProCarb begeistern, die Zeit-, Geld-, Energie- und CO2-Einsparungen versprechen, indem sie exakte Ergebnisse bei der Flüssigvergasung und Klärung liefern.

Verpackungen sind ein weiterer Bereich, in dem CO2 in großem Umfang eingesetzt wird. Konservenlinien verbrauchen viel CO2. Um eine Produktoxidation zu verhindern, wird nach dem Befüllen der Dose und kurz vor dem Verschließen eine große Menge CO2 verwendet, um Sauerstoff aus dem Kopfraum zu entfernen. Gibt es Möglichkeiten, dies zu reduzieren? Vielleicht. Laut dieser Präsentation der Master Brewers Association of the Americas von Yasunori Tanaka von der Kirin Brewery Co. kann die Erwärmung des CO2-Zufuhrstroms offenbar zu Einsparungen führen:

„Wir haben den CO2-Verbrauch erfolgreich reduziert, indem wir es gemäß dem kombinierten Gasgesetz in der Versorgungsleitung erhitzt haben. Da die Gasdichte durch Erhitzen abnimmt, könnte die Masse (das Gewicht) von CO2 im gleichen Gasdurchflussvolumen wie das CO2 selbst verringert werden. Die CO2-Temperatur wurde unterhalb des Wärmewiderstands aller Teile der Versorgungsleitung geregelt, daher konnten wir dieses System nur durch den Einbau einer Heizvorrichtung aufbauen. Wir beobachteten auch, dass der O2-Gehalt im Kopfraum unter CO2-Spülungsbedingungen bei hohen Temperaturen abnahm. Es wird angenommen, dass sich auch das O2 im Kopfraum erwärmte, und es schien die O2-Dichte wirksam zu reduzieren. Keine der anderen Bedenken, wie Geruch, Verpackungsdauer und Nahtleistung, wurden beobachtet. Mit dieser neuen Methode konnte der CO2-Verbrauch beim Dosenverschließprozess um etwa 20 % reduziert werden, ohne dass sich die Bierqualität und die Verpackungsleistung veränderten.“

Es ist nicht schwierig, den Umgang mit einem CO2-Tank zu erlernen, aber für die richtige Bierausschankung und -konservierung ist es erforderlich, den Tank richtig anzuschließen, den Regler zu verstehen und den richtigen Druck einzustellen. Systeme zur Karbonisierung großer Mengen sind möglicherweise sicherer, problemloser und effizienter als Hochdruckflaschen. Durch die kontinuierliche Versorgung mit Kohlendioxid in Getränkequalität macht ein CO2-Großsystem das Rätselraten bei der Entscheidung, wann mehr Kohlendioxid bestellt und die Tanks ausgetauscht werden müssen, überflüssig.

CO2-PROFI-TIPP: Laut dieser „Energy Star Treasure Map for Microbreweries“ sparen Sie sowohl Energie als auch CO2, indem Sie Ihre CO2-Abluftventilatoren, wie z. B. Kellerventilatoren, mithilfe von CO2-pegelgesteuerten VSD-Motoren an den Ventilatoren besser steuern.

Das sind alles tolle Tipps für das Sudhaus, aber zur Schonung und Versorgungssicherheit gehört auch Ihr CO2-Großhändler. In diesem Webinar der Brewers Association zu diesem Thema schlägt Walker Modic, Nachhaltigkeitsspezialist bei Bell's Brewery, vor, sich an Ihren CO2-Lieferanten zu wenden, um gute Antworten auf diese Fragen zu erhalten:

Diese Fragen sind eine hervorragende Möglichkeit, Ihre lokale Lieferkette in den Griff zu bekommen und mit der Ausarbeitung von Plänen für den Fall von Engpässen zu beginnen. Wenn Ihr CO2-Lieferant sein Produkt beispielsweise aus der Ammoniakproduktion bezieht, müssen Sie mit Stillständen von April bis Juli rechnen (lesen Sie hier, warum das passiert). Wenn Ihre primäre CO2-Quelle nur 5 Tonnen CO2 pro Monat produziert und Sie 4 Tonnen pro Monat benötigen, könnte das ein Problem sein. Planen Sie entsprechend.

„In gewisser Weise denke ich, dass die Überprüfung von Lieferantenbeziehungen in gewisser Weise dem gleichen Prinzip folgt wie wenn wir mit einem neuen Brauereipartner sprechen – auf lange Sicht hilft es manchmal nicht, nur nach dem niedrigsten Preis zu suchen“, sagte Max McKenna , Senior Marketing Manager bei der in Boston ansässigen Dorchester Brewing Co. „Es geht viel mehr darum, Partner und Lieferanten mit Integrität und guter Kommunikation zu finden, denen die Qualität und der Erfolg von uns und unserem Unternehmen am Herzen liegen.“

Laut MadTree Brewing Co. mit Sitz in Cincinnati, Ohio:

„Bei der Auswahl des richtigen Lieferanten kommt es auf Konsistenz, Lieferung, Qualität und Preis an“, sagte Michael Meade, Braubetriebsleiter bei MadTree Brewing. „Mein Rat wäre Transparenz über Ihren Betrieb und darüber, wo Sie Ihre Versorgung in den nächsten Jahren prognostizieren. Erdgase sind für jeden Brau-, Verpackungs- oder Servierbetrieb von entscheidender Bedeutung und müssen entsprechend vorhergesagt werden.

„Es ist auch immer eine gute Übung, sich über aktuelle Ereignisse auf dem Laufenden zu halten und um Feedback zu bitten. Verstehen Sie, wo Ihre Lieferanten stehen und welche Verfügbarkeit sie haben, um Ihrem Vertrag und den Anforderungen der Einrichtung gerecht zu werden. Kann der Lieferant Ihren Betriebsumfang unterstützen und wie arbeitet er proaktiv, damit Ihr Betrieb funktionieren kann? Wir schauen uns Best Practices und Lieferanten in der gesamten Region an und stellen sicher, dass ihre Erwartungen an Support und Lieferung unserem Geschäftsstandard entsprechen.“

Wie in Teil 1 dieser Serie ausführlich beschrieben, stammt CO2 in Getränkequalität aus verschiedenen Quellen und ist daher anfällig für verschiedene Eindämmungen. Wenn Brauer nicht die richtige Qualität erhalten oder im Sudhaus oder bei der Lagerung nicht richtig mit CO2 umgehen, kann dies Auswirkungen auf das Bier haben. Typischerweise empfiehlt die Brewers Association zwei CO2-Qualitäten für kohlensäurehaltige Getränke: ISBT Purity Grade („Getränkequalität“) CO2 oder CO2 in Lebensmittelqualität.

In diesem Webinar empfiehlt Ken Grossman, Gründer der Sierra Nevada Brewing Co., dringend CO2 in Getränkequalität und weist darauf hin, dass selbst CO2 in Getränkequalität für seinen Geschmack möglicherweise zu viel Sauerstoff oder Verunreinigungen enthält. Daher ist es wichtig, dass Sie Ihren Lieferanten auch nach dem Sauerstoffgehalt Ihres CO2 fragen.

Zu den Reinheitspraktiken gehört möglicherweise, dass Sie verstehen, wie Ihr Fahrer das CO2 abgibt und den Schlauch an Ihren Tank anschließt. Diese Schläuche sollten gespült werden. Lieferanten sollten über ein Analysezertifikat zur Dokumentation der Reinheitsspezifikationen verfügen.

Es sind auch Instrumente zur Messung des Sauerstoffgehalts im CO2 erhältlich, und Filtersysteme oder Polierfilter können CO2 gezielt nach Ihren Standards verarbeiten und reinigen.

„Unser CO2-Rückgewinnungssystem hilft tatsächlich dabei, Verunreinigungen und Verunreinigungen aus dem durch unseren Fermentationsprozess eingebrachten CO2 herauszufiltern“, erklärte Kim Brisson-Lutz, VP of Operations bei Maui Brewing Co. „Was unser zugeführtes CO2 betrifft, verfügen wir über eine Inline-Filtration für jeden Tropfen in der Brauerei, und wir verfügen auch über Geräte zur Messung der Reinheit von CO2 nach Bedarf – gasförmiger O2-Sensor oder CO2-Reinheitstester von Zahm und Nagel. Eine Brauerei, die über keine Ausrüstung verfügt, kann auch einen einfachen und schnellen Test durchführen, indem sie CO2 in ihr gefiltertes Wasser einblubbert und anschließend eine sensorische Analyse durchführt – Geschmack und Geruch.“

Das sind alles gute Ratschläge – und hier sind einige Richtlinien zur CO2-Reinheit – aber das ist noch nicht alles. Viele Brauereien, wie Maui Brewing, heben die CO2-Einsparung auf ein neues Niveau, verwenden aber entweder a) ein CO2-Rückgewinnungssystem oder b) Stickstoff als Alternative. Werfen wir einen Blick auf diese Systeme in der nächsten Ausgabe von The CO2 Shortage.

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Kohlendioxid ist ein Nebenprodukt der Gärung, wenn die Hefe im Bier die Bierwürze in Alkohol und CO2 umwandelt. Während CO2 auch bei der Herstellung von Bier verwendet wird, ist es von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung des Drucks und der Karbonisierung des in Fässern gelagerten Bieres während des Ausschanks. Bei der Lagerung in Dosen oder Flaschen steht das Bier in der geschlossenen Dose oder Flasche unter Druck, um zu verhindern, dass es flach wird.

Das gleiche Prinzip gilt, wenn ein Fass zunächst gefüllt wird, bevor es angezapft wird. Sobald jedoch ein Fass angezapft und das Bier serviert wird, nimmt der Druck im Fass jedes Mal ab, wenn Bier das Fass verlässt, um ein Glas zu füllen. Aus diesem Grund Brauereien und Barsmuss Halten Sie den richtigen Fassdruck aufrecht. Zu geringer Druck führt zu einer geringen Kohlensäure und verringert die Anzahl aromabindender Luftblasen, die die gesamte Charge ruinieren können. Zu viel Druck führt zu einer übermäßigen Karbonisierung des Bieres, was das ordnungsgemäße Servieren erschwert.

Die Aufrechterhaltung des richtigen Kohlensäuregehalts ist bei Craft-Bieren besonders wichtig, da die Kohlensäure des Bieres ein wichtiges Merkmal ist, das jedem Craft-Bier seine Einzigartigkeit verleiht. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die Charge den einzigartigen Kohlensäuregehalt während der gesamten Lebensdauer des Fasses konstant hält.

Um den zusätzlichen CO2-Druck eines Fasses aufrechtzuerhalten, bietet Emerson den einstufigen Regler der Serie TESCOM SG3 an. Bei Anschluss an eine unter Druck stehende CO2-Versorgung liefert der Regler einen konstanten Druck an das Fass. Wenn das Bier serviert wird und mehr CO2 benötigt wird, um den Druck aufrechtzuerhalten, sorgt der SG3 für einen konstanten Nachdruck im Fass. Es ist eine weitere tolle Möglichkeit, CO2 einzusparen.

Diese Ausgabe von „The Last Word“ stammt von Rob Lindquist, Direktor für globales Marketing bei Emerson.