Dwutlenek węgla jest używany w wielu gałęziach przemysłu, szczególnie w przemyśle spożywczym i napojowym do produkcji napojów gazowanych. Dwutlenek węgla jest zwykle uzyskiwany jako produkt uboczny syntezy amoniaku. Innym ważnym źródłem dwutlenku węgla jest proces fermentacji w browarze. W tych gałęziach przemysłu klienci stają przed wyzwaniem możliwych zanieczyszczeń ze względu na różne źródła wsadu wykorzystywane do produkcji czystego dwutlenku węgla.
W procesie produkcji napojów, dodanie zewnętrznych składników zapachowych i/lub zmiany w równowadze aromatów mogą powodować powstawanie zapachów zwanych „obcymi aromatami”, które pogarszają jakość produktu poprzez pogorszenie jego smaku.
W przypadku piwa, warzenie to złożony proces fermentacji. Różni się od innych przemysłowych procesów fermentacji, ponieważ smak, kolor, aromat, klarowność, czy też piana, stanowią część gotowego produktu. Nieprzyjemne aromaty mogą powstać podczas normalnego procesu fermentacji, ale mogą również pochodzić z zanieczyszczeń we wstrzykniętym dwutlenku węgla. Przedstawicielem problematycznych źródeł nieprzyjemnych aromatów jest siarkowodór (H2S) powstający podczas procesu fermentacji. Aby zminimalizować jego tworzenie w procesie produkcyjnym, kontrolowany jest dobór warunków fermentacji i szczepów drożdży. Poniższa tabela 1 przedstawia normę dla dwutlenku węgla klasy napojowej (przygotowaną w odniesieniu do dokumentów Europejskiego Stowarzyszenia Gazów Przemysłowych (EIGA)). Wymagana czystość dwutlenku węgla wynosi 99,9%, całkowite zanieczyszczenia siarką to maksymalnie 0,1 ppm.
Powszechnie stosowaną metodą analizy czynników o nieprzyjemnym aromacie jest ręczne pobieranie próbek do analizy gazu metodą chromatografii w laboratorium. Istnieje potrzeba ciągłego monitorowania nieprzyjemnych aromatów siarczkowych w celu szybszego wykrywania zanieczyszczeń i lepszej kontroli jakości produktów końcowych.
Tabela 1: Norma dotycząca limitów czystości CO₂ dla napojów (opracowana na podstawie dokumentów EIGA)
Dwutlenek węgla (CO2) dla przemysłu spożywczego i napojów jest wytwarzany na dwa różne sposoby. W przypadku gazowanych napojów bezalkoholowych, takich jak Cola, jest on wytwarzany jako produkt uboczny procesu syntezy amoniaku w zakładzie petrochemicznym. Następnie CO2 jest oczyszczany w oczyszczalni gazu producenta, a na końcu sprzedawany producentom napojów.
Rysunek 1: Proces produkcji dwutlenku węgla jako produktu ubocznego w zakładach petrochemicznych
W browarze dwutlenek węgla jest wytwarzany jako produkt uboczny podczas procesu fermentacji drożdży. Browary zapobiegają przedostawaniu się CO2 do atmosfery, wykorzystując gaz do swoich produktów.
Rysunek 2: Proces produkcji dwutlenku węgla jako produktu ubocznego fermentacji w browarach
Siarkowodór, to gaz, który ma charakterystyczny nieprzyjemny zapach zgniłych jaj, co może prowadzić do nieprzyjemnego zapachu i złego smaku napojów. CO2 powstający w procesie fermentacji w browarze lub w procesie syntezy amoniaku w zakładzie petrochemicznym zawiera niewielką ilość siarkowodoru.
Na przykład browar (producent piwa) ma proces fermentacji na swojej linii produkcyjnej, gdzie piwo jest wytwarzane ze słodu, chmielu, wody i drożdży. Drożdże prowadzą fermentację, w której cukier (dekstroza) rozkłada się na etanol i CO2 przy braku tlenu.
C6H12O6(dekstroza) → 2C2H5OH (etanol) + 2CO2(dwutlenek węgla)
W procesie fermentacji drożdże zużywają cukier i wydalają dużą ilość CO2, który można "odzyskać" i wykorzystać do produkcji piwa. Niestety, proces fermentacji wytwarza również toksyczne, wonne siarczki, które mogą wraz z pianą przedostać do rurociągów i zanieczyszczać odzyskany CO2. Aby nadal wykorzystywać odzyskany produkt uboczny w postaci CO2, ale uniknąć zanieczyszczenia butelkowanego piwa nieprzyjemnymi toksynami, odzyskany gaz jest poddawany procesowi dezodoryzacji pokazanemu na rysunku 3 poniżej. Jest jednak możliwe przedostanie się / przebicie siarczków, jeśli gaz CO2 nie spędził wystarczająco dużo czasu w płuczce. Pracownicy są czasami proszeni o przeprowadzanie testów wąchania regenerowanego CO2, ale jest to niezdrowa praktyka i zbyt wybiórcza, aby czujnie zapobiegać zanieczyszczeniu produktu.
Inną praktyką jest pomiar partii za pomocą chromatografii gazowej przeprowadzany w laboratorium, który nigdy jednak nie dostarczy danych w czasie rzeczywistym, w związku z czym szybkie znalezienie problemu z zanieczyszczeniem może być bardzo trudne. Wreszcie, pomiar partii jest bardzo drogi, a zanieczyszczony CO2, w przypadku przekroczenia normy czystości jest po prostu tanio sprzedawany lub zrzucany.
Ciągłe monitorowanie jest bardzo opłacalnym rozwiązaniem, ponieważ może natychmiast zapobiec stosowaniu zanieczyszczonego CO2 w butelkowaniu piwa, a także przekazywać informacje zwrotne inżynierom kontroli procesu dotyczące czasu przetwarzania gazu i usuwania siarki. HORIBA może dostarczyć analizator siarczków w gazie bazowym CO2jako rozwiązanie do ciągłego monitorowania w celu zapobiegania zanieczyszczeniu siarczkami w produktach browarniczych.
Rysunek 3: Proces odzyskiwania CO₂ w browarze
Gazy związane z aromatami siarczkowymi można z wysoką czułością mierzyć jako siarkowodór.
Wysoka czułość pomiaru składników siarczkowych o nieprzyjemnym zapachu, utlenionych w konwerterze i zmierzonych przez analizator (0-10 ppb).
*Skontaktuj się z nami w sprawie pomiaru składników gazu powodujących aromat siarczkowy.
Harmonogramy konserwacji na miejscu można z wyprzedzeniem ustalić na dowolną datę i godzinę, co pozwala na efektywną kalibrację.
Można przełączać się między wieloma punktami pobierania próbek w celu dokonania pomiarów.
[Wysoka czułość] Analizator siarczków APSA-370 ze specjalnym konwerterem CU-1
Tabela 2: Dane techniczne APSA-370 + konwerter CU-1
Kontrola jakości dwutlenku węgla i niepożądanych zapachów!
Analizator dwutlenku węgla (CO2) do napojów VA-5001R
Wielokanałowy analizator gazów
Analizator siarkowodoru
Masz pytania lub prośby? Skorzystaj z tego formularza, aby skontaktować się z naszymi specjalistami.
![[Wysoka czułość] Analizator siarczków APSA-370 ze specjalnym konwerterem CU-1](https://static.horiba.com/fileadmin/Horiba/_processed_/5/9/csm_APSA-370_CU-1_picture_04_4449e61d50.jpg "[High Sensitivity] Sulfide Off-Flavor Monitor APSA-370 with special converter CU-1")
