Le dioxyde de carbone est utilisé dans de nombreux secteurs, notamment dans l'industrie agroalimentaire pour la production de boissons gazeuses. Il est généralement obtenu comme sous-produit de la synthèse d'ammoniac. La fermentation en brasserie est une autre source importante de dioxyde de carbone. Dans ces industries, les clients sont confrontés à la problématique des contaminants potentiels liés aux différentes sources d'alimentation utilisées pour produire du dioxyde de carbone pur.
Dans le processus de fabrication des boissons, l’ajout de composants odorants externes et/ou les changements dans l’équilibre des saveurs peuvent générer des odeurs appelées « mauvaises saveurs », qui dégradent la qualité du produit en altérant son goût.
Dans le cas de la bière, le brassage est un processus de fermentation complexe. Il diffère des autres processus de fermentation industrielle, car la saveur, la couleur, l'arôme, la clarté et la mousse sont associés au produit fini. Les mauvaises saveurs pourraient se développer pendant le processus de fermentation normal mais pourraient également provenir d'impuretés dans le dioxyde de carbone injecté. Le représentant des mauvaises saveurs problématiques est le sulfure d'hydrogène (H2S) généré pendant le processus de fermentation. Pour minimiser sa génération dans le processus de fabrication, la sélection des conditions de fermentation et des souches de levure est contrôlée. Le tableau 1 ci-dessous montre la norme pour le dioxyde de carbone de qualité boisson (préparé en référence aux documents de l'Association européenne des gaz industriels (EIGA)). La pureté du dioxyde de carbone requise est de 99,9 %, les impuretés totales en soufre étant au maximum de 0,1 ppm.
La méthode généralement utilisée pour l'analyse des arômes indésirables est l'échantillonnage manuel en laboratoire pour analyse gazeuse par chromatographie. Il est nécessaire de surveiller en ligne les mauvaises saveurs sulfurés afin de détecter plus rapidement toute contamination et d'améliorer le contrôle qualité des produits finis.
Tableau 1 : Norme relative aux limites de pureté du CO₂ pour les boissons (préparé en référence aux documents de l'EIGA)
Le dioxyde de carbone (plus tard, CO2) pour l'industrie alimentaire et des boissons est produit de deux manières différentes. Pour les boissons gazeuses telles que le coca, il est produit comme sous-produit du processus de synthèse de l'ammoniac dans une usine pétrochimique. Ensuite, le CO2 est purifié dans l'usine de purification du fabricant de gaz, et enfin vendu aux fabricants de boissons.
Figure 1 : Processus de production de dioxyde de carbone comme sous-produit des usines pétrochimiques
Pour les brasseries, le dioxyde de carbone est produit comme sous-produit lors du processus de fermentation de la levure. Les brasseries empêchent le CO2 d'aller dans l'atmosphère en utilisant le gaz pour leurs produits.
Figure 2 : Processus de production de dioxyde de carbone comme sous-produit de la fermentation dans les brasseries
Le soufre, ou sulfure d'hydrogène, est un gaz qui a une odeur fétide caractéristique d'œufs pourris, ce qui peut entraîner une mauvaise odeur et un mauvais goût des boissons. Le CO2 produit par le processus de fermentation dans les brasseries ou par le processus de synthèse de l'ammoniac dans les usines pétrochimiques contient une petite quantité de sulfure d'hydrogène.
Par exemple, les brasseries (fabricants de bière) ont un processus de fermentation dans leur chaîne de production, où la bière est fabriquée à partir de malt, de houblon, d'eau et de levure. La levure crée la fermentation, où le sucre (dextrose) se décompose en éthanol et CO2 en l'absence d'oxygène.
C6H12O6 (dextrose) → 2C2H5OH (éthanol) + 2CO2 (dioxyde de carbone)
Dans le processus de fermentation, la levure consomme du sucre et expulse une grande quantité de CO2 qui peut être « récupéré » et utilisé pour la bière. Malheureusement, pendant le processus de fermentation, elle produit également des sulfures toxiques et odorants qui peuvent remonter dans les tuyaux et contaminer le CO2 récupéré. Afin de continuer à utiliser le sous-produit de CO2 récupéré tout en évitant la contamination de la bière en bouteille par des toxines malodorantes, le gaz récupéré est soumis à un processus de désodorisation montré dans la Figure 3 ci-dessous. Cependant, une percée de sulfure peut se produire si le gaz CO2 n'a pas passé suffisamment de temps dans le dépurateur. Les employés sont parfois chargés de tester l'odeur du CO2 récupéré, mais c'est une pratique malsaine et il est très discret de prévenir vigoureusement la contamination du produit.
Une autre pratique est la mesure par lots avec chromatographie en phase gazeuse réalisée en laboratoire, mais elle ne fournira jamais de données en temps réel, par conséquent, il pourrait être très difficile de découvrir rapidement le problème de contamination. Enfin, la mesure par lots est très coûteuse et le CO2 contaminé, qui dépasse les normes de pureté, est simplement vendu à bas prix ou jeté.
La surveillance continue est une solution très rentable, car elle peut immédiatement prévenir l'utilisation de CO2 contaminé dans la mise en bouteille de la bière ainsi que fournir des retours aux ingénieurs de contrôle des processus pour le temps de traitement de l'élimination du soufre. HORIBA peut fournir un analyseur de sulfure dans le gaz de base CO2 comme solution de surveillance continue pour prévenir la contamination par le sulfure dans les produits de brasserie.
Figure 3 : Le processus de récupération du CO₂ dans la brasserie
Les gaz associés aux mauvaises saveurs de sulfure peuvent être mesurés sous forme de sulfure d'hydrogène avec une sensibilité élevée
Mesure très sensible des mauvaises saveurs de sulfure après oxydation dans l'analyseur (0-10 ppb).
*Veuillez nous contacter pour mauvaises saveurs de sulfure à mesurer.
Les calendriers de maintenance sur site peuvent être établis à l'avance en fonction de la date et de l'heure souhaitées, permettant un étalonnage efficace.
Plusieurs points d'échantillonnage peuvent être commutés pour la mesure.
[Haute sensibilité] Détecteur de goût désagréable de sulfure APSA-370 avec convertisseur spécial CU-1
Tableau 2 : Spécifications de l'APSA-370+Special CU-1
Contrôle de la qualité du dioxyde de carbone ainsi que mauvaises saveurs !
Analyseur de gaz dioxyde de carbone (CO 2) pour boissons VA-5001R
Analyseur de gaz multicomposants
Analyseur de sulfure d'hydrogène dans l'air ambiant
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