La pénurie de CO2

13 décembre 2022Keith Gribbins

Le CO2 est à la fois un auxiliaire de fabrication et un ingrédient dans la bière artisanale. Il est acheté sous forme liquide et principalement réchauffé dans un gaz sur place pour être utilisé. Les demandes abondent. Le CO2 peut être utilisé pour déplacer la bière entre les réservoirs, ou il peut être utilisé pour carbonater le produit final. Comme un cinquième ingrédient, le CO2 est utilisé partout dans la cave, la chaîne de conditionnement et la salle de dégustation. Il est utilisé pour purger les réservoirs, purger l'oxygène avant le sertissage et pousser la bière à travers les conduites jusqu'au robinet. Kim Brisson-Lutz, vice-président des opérations chez Maui Brewing Co., énumère la variété des applications du CO2 dans la plus grande brasserie artisanale d'Hawaï.

"Nous utilisons le CO2 pour maintenir une pression de refoulement appropriée sur les réservoirs pour les applications de traitement", a-t-elle expliqué. "Nous l'utilisons pour déplacer de la bière ou un produit d'un réservoir à un autre. Nous l'utilisons pour la carbonatation du produit. Le CO2 est utilisé pour épurer l'oxygène s'il est présent avant l'emballage. Nous l'utilisons pour l'emballage de la bière dans notre remplisseur de canette et notre fût opération de soutirage et pour pré-purger et pressuriser l'équipement. Ensuite, il y a la pré-purge des réservoirs de brite après le nettoyage et la désinfection, et le versement de la bière pression dans notre restaurant et salle de dégustation.

Comme détaillé dans la partie 1 de cette série, les pénuries régionales de CO2 deviennent monnaie courante pour un certain nombre de raisons (découvrez pourquoi ici). Dans la partie 2, nous verrons où le CO2 est utilisé dans le processus de brassage, et comme vous pouvez déjà le voir, il est utilisé partout.

La purge des réservoirs consomme souvent plus de CO2 que toute autre opération de cave. Les brasseurs utilisent le CO2 pour purger l'oxygène de l'espace de tête dans les réservoirs de bière brillante afin de minimiser les niveaux d'oxygène dissous dans les produits de bière finaux. Les brasseurs peuvent utiliser du CO2 pour purger l'oxygène avant le houblonnage à cru. Le CO2 est également utilisé pour déplacer la bière dans les conduites et pressuriser les cuves de fermentation.

"Nous utilisons le CO2 tout au long de notre processus, du brassage et de l'emballage au service", a déclaré Michael Meade, directeur des opérations de brassage chez MadTree Brewing Co. à Cincinnati, Ohio. "Nous utilisons du CO2 pour purger nos réservoirs, canettes et lignes afin d'atténuer la contamination par l'oxygène tout au long de notre processus. Nous utilisons également un mélange de CO2 et d'azote du côté de la salle de consommation pour nos robinets."

Il existe différentes façons de carbonater la bière. Les brasseurs artisanaux peuvent utiliser une pierre de carbonatation ou de diffusion, que l'on trouve généralement sur une cuve de fermentation de bière brite (ressemble à ceci). Sur une pierre à carburateur, le CO2 est forcé à travers un cylindre métallique creux sous pression, émergeant à l'extérieur en très petites bulles. Les minuscules bulles créent une grande surface pour aider à absorber rapidement le CO2 dans la bière.

Conseil CO2 Pro : Ok, vous savez probablement combien de CO2 votre brasserie artisanale utilise, mais savez-vous combien de CO2 d'autres brasseries utilisent ? Si un voisin utilise moins de CO2 par bbl emballé, vos processus peuvent être le problème. Il pourrait y avoir des bonnes pratiques à partager. Comparez les consommations !

Une brasserie artisanale plus grande peut utiliser un système de carbonisation et/ou de mélange, installé en ligne. Il s'agit du processus de dissolution du CO2 dans un liquide pendant qu'il est pompé d'un récipient à un autre (par exemple, fermentation dans un réservoir brite). Ces systèmes sont axés sur des volumes élevés, une saturation précise en CO2, des temps de traitement rapides et peut-être un mélange.

Les unités de carbonatation comme celle-ci de Pentair font passer rapidement de grandes quantités de bière à travers les assiettes, permettant à la bière de recevoir immédiatement une saturation complète en CO2 à pratiquement n'importe quel débit. Des unités comme ce système de mélange et de carbonatation de boissons de Palmer Beverage Systems sont de grands skids dotés de technologies de pointe (comme son carbonateur SubCarb breveté) et d'options de mélange et de désaération.

Commençons par la mise en conserve, la mise en bouteille et la mise en fût. Je suggère fortement de lire cet article "Lignes directrices pour une utilisation économique du dioxyde de carbone dans la brasserie" de l'Association des brasseurs :

"Dans l'emballage, le dioxyde de carbone est généralement utilisé pour la pré-évacuation et la contre-pression des bouteilles, la sous-location des couvercles de canettes, la purge et la contre-pression des fûts. La mise en conserve, la mise en bouteille et le fût sont des processus intensifs en CO2 ;les opérations de mise en conserve consomment des quantités particulièrement élevées de CO2 par rapport à l'embouteillage et à la mise en fût."

La mise en conserve, par exemple, utilisera de grandes quantités de CO2 avant de refermer le couvercle. Pour éviter l'oxydation du produit, un énorme volume de CO2 est utilisé pour purger l'oxygène de l'espace de tête après le remplissage de la boîte et juste avant le sertissage. Profitez de ce tunnel de CO2 sur une ligne de mise en conserve Wild Goose Filling. Je le trouve étrangement apaisant :

La contre-pression est l'utilisation de dioxyde de carbone pour surmonter la tendance de la bière à mousser. Il est utilisé dans diverses opérations de brassage, y compris la mise en conserve et la mise en bouteille. Certains systèmes, comme cette machine de mise en conserve Twin Monkey Mancos CP, utiliseront du CO2 pour maintenir une pression constante de dioxyde de carbone lorsque la canette ou la bouteille est remplie. Creusez-le en action :

Pour que la bière coule en douceur à travers ces robinets de bière, les systèmes de tirage utilisent du CO2 sous pression (et peut-être un mélange nitro pour des poussées plus longues) pour pousser la bière hors du fût, dans la ligne de bière, jusqu'au robinet et dans un verre. Lorsque vous versez le prochain verre de bière, pensez à la quantité de CO2 qu'il a vraiment fallu pour produire cette pinte.

Tout dépend de la taille de la brasserie et de ses activités.

"Il y a probablement un bon nombre de très petites brasseries qui achètent essentiellement ce que j'appellerai un marché au comptant", a expliqué Chuck Skypeck, directeur des projets techniques de brassage à la Brewers Association. "Ils achètent peut-être des bouteilles de 50 livres quand ils en ont besoin, vous savez, sans contrat. Une fois que vous grossissez un peu, vous êtes probablement dans une situation où vous utilisez un dewar ou deux. Je pense qu'avec la plupart des contrats , vous constaterez que ces dewars sont loués, et non achetés, ce qui est un contrat assez typique, si vous utilisez l'équipement de stockage du fournisseur. Et puis, évidemment, les grandes brasseries se proposeront peut-être de posséder leur propre réservoir et d'avoir différents arrangements pour leur contrat. Vous trouverez beaucoup de variations dans l'industrie. »

L'endroit où les réservoirs sont placés dépend de la brasserie.

"Nous avons installé notre réservoir de CO2 en vrac juste à l'extérieur de notre bâtiment de production avec un point d'accès facile pour le remplissage à grande échelle", a déclaré Meade. "Il est installé dans une zone dont l'accès au public est limité, mais une voie de circulation à côté, de sorte que toute recharge serait ininterrompue en l'entretenant. Nous avons un réservoir de 30 tonnes de CO2 et notre volume mensuel est d'environ 3,5 tonnes. un mois."

"La plupart des brasseries ont des blocs utilitaires ou des zones où elles installent des équipements comme la chaudière, les compresseurs d'air et les réservoirs de CO2", a noté Brisson-Lutz. "Selon la disposition ou la taille de l'installation, les réservoirs de CO2 peuvent être stockés à l'intérieur ou à l'extérieur. Nous stockons notre réservoir de CO2 à l'extérieur [la brasserie est basée à Hawai'i] et dans un endroit qui peut être facilement rempli par notre fournisseur mais aussi à côté à notre système de récupération de CO2."

AirGas Oahu est le fournisseur de CO2 de Maui Brewing. En règle générale, les brasseurs auront le choix entre plusieurs fournisseurs de gaz, mais le fait d'être à Hawai'i limite encore plus la chaîne d'approvisionnement en CO2. C'est pourquoi Maui Brewing utilise un système de récupération de CO2 et des gaz alternatifs dans certaines applications (plus à ce sujet dans les parties 4 et 5 de The CO2 Shortage). Maui avait un volume de production de 65 000 barils en 2021, et l'entreprise a grandi chaque année sauf en 2020, elle a donc constamment besoin de plus de CO2 ou d'une alternative.

"Produisant sur une île, notre offre de CO2 est toujours limitée", a déclaré Brisson-Lutz. "Nous avons donc investi et continuons d'investir dans un système pour aider à compenser la dépendance que nous avons vis-à-vis de nos fournisseurs. Nous avons un système de récupération du CO2, et nous allons installer une nouvelle technologie appelée AirCapture pour produire également du CO2 pour notre installation."

Nous discuterons des systèmes de récupération de CO2 dans l'épisode 4 de The CO2 Shortage, mais si vous cherchez à savoir combien de CO2 vous pourriez récupérer dans votre brasserie, continuez jusqu'à la barre latérale The Last Word ci-dessous. Dans le troisième épisode de la pénurie de CO2, j'aborderai les meilleures pratiques d'utilisation du CO2 dans diverses applications autour de la brasserie, ainsi que des conseils sur les contrats et les accords d'approvisionnement. Rendez-vous demain !

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Environ 70 % du CO2 produit aux États-Unis est utilisé pour les aliments et les boissons. Découvrez comment le dioxyde de carbone produit par les activités de votre entreprise peut être recyclé et réutilisé grâce à notre calculateur d'économies de carbone. Répondez à l'évaluation en 7 questions aujourd'hui 👇https://t.co/PMenQWTyku pic.twitter.com/CoNw6eKRs3

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En fait, il existe en fait des moyens de capturer le dioxyde de carbone dans une brasserie avec quelque chose comme un système de récupération de CO2. Je vais être franc : ce type d'équipement n'est pas bon marché. Dans cette édition de Unfiltered, les brasseurs artisanaux ont indiqué que ces systèmes de récupération peuvent facilement coûter entre 70 000 et 120 000 dollars. C'est beaucoup de moolah, mais la pénurie de CO2 rend ces systèmes plus attrayants. Comment?

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Alors que les solutions évolutives de capture de carbone de FuelCell Energy sont assez grandes et haut de gamme, ce calculateur de CO2 peut être utilisé par n'importe qui. Assurez-vous simplement d'avoir des informations telles que votre tarif d'électricité et combien vous payez actuellement pour le CO2. En savoir plus sur les alternatives FuelCell Energy ici.