맥주 양조 과정에서
질소의 역할
질소(N2)는 맥주 양조 공정 전반에 걸쳐, 특히 제품과 직접 접촉하는 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다:
1. 세정양조 설비는 자주 세척이 필요합니다. 예를 들어, 발효조에서는 효모가 중요한 역할을 수행할 수 있도록 완전히 무균 상태로 유지되어야 합니다. 따라서 탱크를 스팀으로 세정한 후에는 질소와 같은 불활성 가스를 주입합니다. 세정 과정에서 질소는 세정제가 주변 산소와 반응하지 않도록 사용됩니다.
2. 이동맥주는 양조 과정에서 여러 개의 탱크를 거치게 됩니다. 한 탱크에서 다른 탱크로 맥주를 이동시키는 가장 효율적이고 위생적인 방법은 일반적인 펌프가 아닌 압력 이송 방식입니다. 질소가 액체를 한 탱크에서 다른 탱크나 최종 포장 용기로 밀어내며, 이 과정에서 산소가 유입되지 않습니다.
질소로 맥주를 이송할 경우 탄산에 영향을 주지 않는다는 점도 장점입니다. 반면 이산화탄소로 이송할 경우, 이산화탄소는 질소보다 물에 약 100배 더 잘 녹기 때문에 맥주의 맛에 영향을 줄 수 있습니다.
3. 발효효모만이 양조 공정에서 산소의 이점을 얻기 때문에, 발효조로 맥아즙이 투입되기 전에는 용존 산소(O2) 농도를 모니터링하고 제어합니다. 냉각된 맥아즙을 받기 전에 불활성 가스로 탱크를 퍼지하면 용존 산소(DO) 수준이 일정하게 유지됩니다. 또한, 탱크를 비울 때는 잔류 성분의 산화를 방지하기 위해 빈 공간을 불활성 가스로 대체해야 합니다.4. 숙성이 과정에서는 맥주가 안정화 될 시간을 갖습니다. 발효 후 산소는 맥주의 맛과 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로, 숙성 탱크를 채우기 전에 질소를 불어넣어 안의 공기를 밀어냅니다. 또한, 숙성과 탱크 비움 시 불활성 가스 커버를 적용해 산소 유입을 방지합니다.
5. 탄산화숙성 탱크 안에는 가스를 아주 작은 기포로 뿜어내는 '탄산 발생기'가 들어있습니다. 이 기포들은 맥주 위로 떠오르기 전에 음료 속에 골고루 녹아듭니다. 질소를 넣어 탄산을 더 풍부하게 만들면, 맥주의 맛과 향은 물론 보기에도 훨씬 좋아집니다. 6. 포장유통기한 연장과 품질 유지를 위해, 캔과 병은 충전 직전 또는 직후 불활성 가스로 퍼지하여 산소를 제거합니다. 또한, 케그는 세척 후 질소 등 불활성 가스로 퍼지 및 충전하여 외부 공기 유입을 방지합니다.
7. 맥주 추출질소와 같은 가스는 맥주 통에서 추출구까지 맥주를 밀어내는 추진제로 사용됩니다. 또한, 맥주를 따를 때 거품 유지력을 높여주는 역할도 합니다.
질소(N2)와 이산화탄소(CO2)는 모두 맥주 양조 공정 전반에 걸쳐 사용할 수 있는 불활성 가스입니다. 그러나 질소는 CO2에 비해 다음과 같은 뚜렷한 장점이 있습니다:
비용 절감: CO2는 N2보다 가격이 높고, 에탄올 및 암모니아 공정 등 다양한(그리고 예측이 어려운) 공급원에 의해 가격 변동이 심합니다. 이로 인해 지역적 또는 글로벌 공급 부족에 취약합니다. 최근 몇 년간 전 세계적으로 CO2 가격이 크게 상승했습니다.
제품 품질: CO2는 1700 mg/L 기준으로 N2보다 물에 약 100배 더 잘 녹습니다. 즉, 질소는 맥주의 CO2 균형을 방해하지 않고 사용할 수 있습니다.
공정 품질: CO2는 N2보다 더 많은 물질과 반응하며, 습기가 있을 경우 부식성을 띨 수 있습니다.
효율성: 질소는 공기보다 가벼워, 불활성화에 필요한 N2 가스의 양이 적습니다.
안전성: 낮은 밀도로 인해 N2는 상승하며, CO2처럼 바닥이나 지하실 등에 머무르지 않습니다.
지속 가능성: N2와 달리 CO2는 온실가스로, 마이크로브루어리의 환경 영향을 증가시킵니다. 또한, CO2 폐기에 대한 엄격한 규제가 적용되는 경우가 많습니다.
순도: 음료용 CO2는 일반적으로 99.9%의 순도를 가지며, 나머지 0.1%에는 벤젠, 아세트알데히드 등 화학공정에서 유래한 기타 물질이 포함될 수 있습니다. 0.1%의 농도는 풍미를 더하는 홉의 양보다 약 5배 높아, CO2 사용 시 품질 및 맛의 안정성이 저하될 수 있습니다. 99.9% 순도의 N2 역시 0.1%의 잔류가 있지만, 이는 공기 중 가스만 포함하며 화학물질은 없습니다.
양조장이 질소를 어떻게 조달하느냐에 따라 운영 효율성과 비용에 큰 차이가 발생할 수 있습니다. 전통적으로 많은 양조장은 공급업체로부터 N2를 구매했으나, 최근에는 현장 질소 생성이 점점 더 보편화되고 있습니다. 현장 질소 생성의 좋은 점 6가지를 소개합니다.
질소 발생기는 초기 투자비가 필요하지만, 현장에서 질소를 생산하는 것이 구매하는 것보다 훨씬 경제적입니다. 즉, 투자금 회수가 빠릅니다.
공급업체로부터 질소를 구매할 경우, 가스 주문, 저장, 빈 실린더 교체 등 다양한 관리가 필요합니다. 이러한 작업은 추가 인력을 필요로 하며, 인력 자원을 더 효율적으로 활용할 수 있는 여지가 줄어듭니다.
구매 질소는 매우 높은 순도를 자랑하지만, 이로 인해 비용이 높아집니다. 대부분의 응용 분야에서는 이 정도의 순도가 필요하지 않으므로, 현장 질소 발생기를 사용하면 실제로 필요한 N2 순도를 직접 설정할 수 있습니다.
구매 질소는 대형 고압 실린더로 공급되므로, 무게가 무겁고 압력이 높아 사고 시 심각한 위험을 초래할 수 있습니다. 현장 질소 발생 시스템에서는 이러한 위험이 없습니다.
운송에서 발생하는 탄소 배출을 줄이면 양조장의 환경 영향을 줄일 수 있습니다. 가장 쉬운 첫 단계는 외부에서 질소를 구매하는 대신 현장 생산으로 전환하는 것입니다.
확장을 계획 중이라면, 현장 질소 생산 시스템을 통해 증가하는 수요에 유연하게 대응할 수 있습니다.
지속 가능성은 이제 생산 현장의 최우선 과제가 되었습니다. 모두가 에너지 사용을 줄이고 친환경적으로 전환해야 할 필요성이 커지고 있습니다.
에너지 효율성과 이로 인한 탄소 기반 배출 감소는 매우 중요한 역할을 합니다. 이는 단순히 고객의 요구나 정부의 규제 때문만이 아니라, 미래 세대를 위한 우리의 책임이기도 합니다.
마이크로브루어리의 경우, 지속 가능성은 생존과도 직결됩니다. 기후 변화로 인해 보리 공급이 위협받을 수 있고, 물은 점점 더 소중한 자원이 될 전망입니다.
이미 많은 양조장이 대체 에너지로 전환하거나 탄소 포집 기술을 도입하는 등 다양한 노력을 기울이고 있습니다.
소규모 양조장에는 이러한 투자가 부담이 될 수 있으므로, 에너지 소비 자체를 줄이는 것도 좋은 방법입니다. 특히 질소 생성은 압축공기에 의존하므로, 비효율적인 압축기는 많은 에너지를 소모하게 됩니다.
하지만 에너지 소비가 많은 곳에서는 절감 효과도 큽니다. 최신 기술을 활용하면 에너지 효율을 높일 수 있습니다.
효율적인 압축기는 수익성 향상뿐 아니라 친환경 경영에도 기여할 수 있습니다.
또한, 지속 가능성을 높일 수 있는 한 가지 방법은 압축공기 생성 시 발생하는 버려지는 열(폐열)을 모아서 맥주를 끓이거나 데우는 데 다시 사용하는 것 입니다.
