Brevet FR2279039A1 — publié le 19760213

La présente invention concerne une installation de refroidissement d'alambic, destinée à refroidir, en circuit fermé, l'eau du bac dans lequel est installé le serpentin de condensation de l'alambic. Le refroidissement du serpentin d'alambic s'effectue actuellement dans un bac rempli d'eau. Les calories apportées par la condensation des vapeurs d'alcool à l'intérieur du serpentin sont évacuées grSce å la circulation d'eau à l'int4rieur de ce bac. Pour ce faire, on alimente en eau froide le bac par sa-base, tandis qu'un trop-plein évacue l'eau réchauffée à la partie haute. Le refroidissement s'effectue donc en eau perdue, ce qui présente plusieurs inconvénients, en particulier une consommation importante d'eau, une pollution thermique par rejet d'eau chaude et le dépot de calcaire sur la tuyauterie du serpentin du fait qu'il est difficile de décarbo nater l'ensemble de l'eau utilisée. Des essais ont été faits pour effectuer le refroidissement du serpentin par circulation d'eau en circuit fermé. Pour ce faire, on installait une tour de réfrigération dans laquelle on faisait circuler l'eau du bac; les différents essais, s'ils permettent de réduire la consommation d'eau et d'éviter le rejet d'eau chaude, présentent des inconvénients auxquels il est difficile de pallier, et qui sont essentiellement : la variation de la température de l'eau refrigérée en fonction de la température du bulbe humide de l'air, qui dépend uniquement des conditions atmosphériques, la formation d'algues dans les tours, etc... La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et se propose de créer une installation de refroidissement d'alambic ne nécessitant pas de modification de structure des bacs actuellement en service et se présentant sous la forme d'armoires frigorifiques à raccorder au bac de refroidissement. A A cet effet, l'invention concerne une installation de refroidissement d'alambic, destinée à refroidir, en circuit fermé, l'eau du bac dans lequel est installé le serpentin de condensation de l'alambic, installation carac terise en ce qu'elle se compose d'un circuit frigorifique à détente directe et d'un circuit de réfrigération d'eau à batterie de refroidissement par air, le circuit de détente du fluide frigorigène étant immergé dans la zone inférieure du bac, la prise et le rejet d'eau du circuit de réfrigération étant dans la zone supérieure du bac, Ainsi, comme l'installation de refroidissement d'alambic comporte un circuit frigorifique a détente directe, il est possible d'obtenir, dans la zone inférieure du bac, la température désirée pour l'eau, cette température ne dépendant plus de la température du bulbe humide de l'air, mais de la température d'évaporation du fluide frigorigène, température que l'on peut faire varier à volonté. Suivant une autre caractéristique, l'invention concerne une installation de refroidissement d'alambic, caractérisée en ce que le circuit situé à l'intérieur du manchon comprend un échangeur de récupération de frigories, le retour des gaz détendus circulant dans une tuyauterie concentrique à la tuyauterie d'amenée du fluide frigorigène liquide. Ainsi, la mise en place d'un manchon central à l'intérieur du bac permet, sans modification du bac (c'est-àdire sans soudure ni perçage), de placer le dispositif de réfrigération. Suivant une autre caractéristique, l'invention concerne une installation de refroidissement d'alambic, caractérisée en ce que la régulation du circuit frigorifique se compose d'une vanne de régulation asservie, d'une part, à un thermostat de contrôle de température d'évaporation dans la boucle de détente, et, d'autre part, d'une thermistence placée dans le porte-alcoometre. Ainsi, la régulation de température est entièrement automatique et n'est plus sujette aux variations de température extérieure ou aux variations de température de l'eau d'alimentation comme dans les dispositifs connus. Cet avantage permet donc de réduire la surveillance de la distillation. La présente invention sera décrite plus en détail â l'aide des divers modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins, dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique en élévation du bac dans lequel est installé le serpentin de condensation de l'alambic; - La figure 2 représente le profil thermique de l'eau dans le bac, pour la distillation du Cognac; - La figure 3 représente le profil thermique de l'eau dans le bac, pour la distillation du bouillis; - La figure 4 est un schéma d'installation de refroidissement d'alambic selon l'invention; - La figure 5 est une variante de réalisation de cette même installation de refroidissement d'alambic; - La figure 6 est un schéma de distribution de froid depuis une installation centrale de refroidissement. La figure,1 représente le bac dans lequel est installé le serentiS,Ee condensation de l'alcool. A l'intérieur du bac est disposé un serpentin 1 qui a pour but de condenser progressivement les vapeurs d'alcool provenant de l'organe vaporisateur. Le distillat coule par la pipe 2 dans un porte-alcométre 3, dans lequel est disposé un thermomètre 4. Les bacs classiques d'alambics comportent une entrée d'eau de réfrigération 5 en bas du bac et une sortie 6 d'eau chaude, par trop-plein. Le débit d'alimentation en eau froide est modulé en fonction de la température affichée par le thermometre 4, cette température devant être, dans le cas d'une bonne chauffe, de 130 pour les brouillis et de 180 pour le Cognac. Le relevé des profils thermiques de l'eau dans le bac montre qu'il existe trois masses d'eau dont l'inférieure AB et la supérieure CD sont a' température sensiblement constante, la zone inférieure AB étant constituée d'eau froide, tandis que la zone CD est constituée d'eau chaude. Dans la zone BC, la température varie2stres rapidement de la valeur minimale à la valeur maximale. Ces deux diagrammes de température sont représentés, sur les figures 2 et 3, en regard du bac. Sur la figure 2, on peut voir que, lors de la distillation du Cognac, la température de l'eau, dans la zone inférieure AB, est de 180, tandis que dans la zone supérieure CD, elle est environ de 800, la variation entre B et C étant a' peu près linéaire. La figure 3 représente le profil thermique de l'eau du bac dans le cas d'une chauffe de brouillis. Dans la zone AB', l'eau est une température voisine de 130 et, dans la zone CD' > elle est å environ 800, la variation entre B' et C' étant également sensiblement linéaire. Sur ces deux diagrammes, on voit que les trois masses deau sont sensiblement d'égale épaisseur. La figure 4 représente le schéma d'une installation selon l'invention. Sur cette figure, le bac Pi n'est plus refroidi par circulation d'eau perdue; la réfrigé ration est effectuée grâce a' l'installation objet de l'invention, installation qui se compose des éléments suivants un circuit frigorifique a' détente directe dont les différents organes de production sont installés à l'intérieur d'une armoire A1, un circuit de réfrigération d'eau dont les organes sont disposés å l'intérieur d'une armoire A2, et du bac Pi aménagé pour recevoir la boucle de détente du fluide frigorigène, ainsi que la prise et le rejet d'eau réfrigérée. Pour ce faire, le bac Pi est équipé d'un manchon central 10 plongeant aux deux tiers environ dans le bac Pi (c'est-à-dire au niveau B), et étanche à l'eau. A l'intérieur de ce manchon, circulent les tuyauteries d'amenée et de retour de fluide frigorigène; ces tuyauteries traversent la base du manchon pour former la boucle 6 de refroidissement dans la zone inférieure du bac. Un échangeur de récupération 7 est disposé a' l'intérieur de ce manchon : il se compose d'une tuyauterie de retour des gaz détendus, de grand diamètre, à l'intérieur de laquelle une tuyauterie concentrique, de plus petit diamètre, est disposée et dans laquelle circule le fluide frigorigène comprimé qui est ainsi refroidi par les gaz détendus sortant de la boucle.Une vanne 8 règle le débit de fluide frigorigène entrant dans la boucle : cette vanne est asservie, d'une part, à un thermostat 9 de prise de température d'évaporation du fluide frigorigène, d'autre part, à une thermistence 11, disposée dans le porte-alcoomètre 12. La thermistence permet dé régler avec précision la température de chauffe qui, comme il a été dit plus haut, est de 13 dans le cas d'un brouillis ou de 180 dans le cas d'un Cognac. Le bac est équipé, dans son tiers supérieur, d'une prise d'eau chaude 25, et d'un rejet 24 d'eau réfrigérée. Des tuyauteries de liaison, des armoires A1 et A2 au bac Pi, sont prévues; ces tuyauteries 4, 5 et 22, 23 sont disposées de telle façon qu'elles ne nécessitent aucune modification des bacs d'alambics actuellement en service. L'armoire A1, dans laquelle se trouve installé le groupe frigorifique, comprend un compresseur 1 dont l'étage haute pression débite dans un condenseur à air 2 qui assure la condensation du gaz haute pression dans une bouteille 3. L'alimentation de la boucle de détente, située dans le bac Pi, se fait grâce à la tuyauterie 4, le retour s'effectuant par la tuyauterie 5 vers l'admission du compresseur 1. L'armoire A2 comprend les équipements de réfrigération d'eau qui se composent d'une batterie de refroi dissement à air 20, constituée d'un échangeur à air dont les tuyauteries à ailettes sont traversées par l'eau à refroidir, les frigories nécessaires étant fournies par une circulation d'air accélérée au moyen de moto-ventilateurs. La circulation d'eau est assurée gracie à un accélérateur 21; la prise d'eau 25 se situe au niveau supérieur D du bac, l'eau étant amenée vers la-batterie de refroidissement par la tuyauterie 23, tandis que le rejet 24 se situe au niveau C du bac, l'eau étant amenée par une tuyauterie 22.La régulation du circuit de réfrigération est assurée par un thermostat 26 contrôlant la température de sortie de l'eau de la batterie de-refroidissement; ce thermostat agit, en cascade, sur la mise en marche des ventilateurs 20. La figure 5 représente une variante de réalisation de l'installation de refroidissement de l'alambic. Dans ce mode de réalisation, la détente du fluide frigorigène s'effectue dans un bac intermédiaire 10; le fluide est amené de l'armoire A1, (identique à l'armoire décrite à la figure 4), vers une boucle de détente 6, située à l'intérieur du bac 10, par des tuyauteries d'amenée et de retour 4 et 5. La détente du fluide est régulée grâce à une vanne 7, asservie, d'une part, à la température d'évaporation par l'intermédiaire d'un ther mostat 8, et, d'autre part, à la température de la saumure (ou de l'eau glycolée) contenue par le bac 10, â l'aide d'un thermostat 9. Une telle disposition permet de faire fonctionner, de façon continue, 'l'armoire frigorifique A1, les frigories étant stockées grâce à l'eau glycolée du bac 10 qui peut autre refroidie à des températures de l'ordre de - 5 Celsius. Un second circuit permet de refroidir l'eau contenue dans le bac 10 grâce à un échangeur*34 dans lequel circule l'eau refroidie dans un circuit comprenant une batterie de refroidissenent à air 30 et une pompe de circulation 31. Une régulation automatique net en service ce circuit d'eau réfrigérée > 2S 33, de préférence au circuit 4, 5, lorsque la température exterieure permet d'obtenir de l'eau à suffisamment basse température au niveau de l'échangeur 34. Ce dispositif permet d'obtenir des frigories à bas prix de revient, compte tenu en particulier du fait que la campagne de distillation prend place durant les mois d'hiver. Un circuit de réfrigération, composé d'une batterie de refroidissement 20, d'un accélérateur 21 et des tuyauteries d'amenée et de retour 22, 23, est mis en place comme précédemment (figure 4) et refroidit l'eau du tiers supérieur du bac Pi. On notera d'ailleurs qu'il est possible de coupler les batteries 20 et 30 sur la même carrosserie d'un échangeur à air et d'utiliser une ventilation unique. Le circuit de refroidissement en eau glacée du bac Pi se compose d'une tuyauterie d'amenée d'eau glacée 42 et d'une tuyauterie de retour 43; cette eau glacée est produite dans un échangeur 40 situé à l'intérieur du bac 10 contenant la saumure (ou l'eau glycolée) à une température inférieure ou voisine de 00 Celsius. L'eau des tuyauteries est pulsée par une pompe 41 vers la boucle 44 située dans la zone inférieure du bac Pi, boucle qui remplace la boucle de détente directe précédemment décrite (figure 4). La régulation automatique du refroidissement est assurée par une thermistance 51, disposée dans le porte-alcoometre 52; la thermistance 51 agit par laminage du débit d'eau glacée dans la vanne 4g située sur la tuyauterie d'amenée 42. Ce mode de réalisation présente l'avantage, d'une part, de produire des frigories à prix de revient réduit lorsque les conditions atmosphériques sont satisfaisantes grâce à la batterie de refroidissement 30, et, d'autre part, de stocker ces frigories à l'intérieur d'un bac 10 par refroidissement de saumure obtenu soit par l'intermédiaire du circuit de réfrigération d'eau décrit ci-dessus, soit par l'intermédiaire du circuit frigorifique. La figure 6 représente un ensemble de bacs Pil, Pi2, Pi3 d'alambics, alimentés par l'installation de refroidissement composée des armoires A1 et A2. Le circuit de fluide frigorigène a seul été représenté; le schéma de principe serait le même pour liteau réfrigérée produite par l'armoire A2. La tuyauterie d'amenée de fluide frigorigène 4 alimente en parallèle les bacs Pil à Pi3, tandis que la tuyauterie de retour 5 collecte l'ensemble des gaz provenant de chacune des boucles de détente situées dans ces bacs. Chacun des bacs Pi à Pi3 est équipé du manchon et des différents dispositifs décrits à la figure 4, inclus dans ce manchon; en particulier, les équipements de régulation sont autonomes pour chaque bac, ce qui fait qu'un bac Pil peut distiller, par exemple, du brouillis å une température de chauffe de 130, tandis que le bac Pi2 distille du Cognac à une température de chauffe de 180, sans inconvénient aucun. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1 ' invention. REVENDICATIONS 10) Installation de refroidissement d'alambic, destinée à refroidir, un circuit fermé, l'eau du bac dans lequel est installé le serpentin de condensation de l'alambic, installation caractérisée en ce qu'elle se compose dfun circuit frigorifique à détente directe et d'un circuit de réfrigération d'eau à batterie de refroidissement par air, le circuit frigorifique comprenant un groupe frigorifique au moins à condenseur à air et au moins un circuit de détente immergé dans la zone inférieure du bac composé d'une boucle de détente à régulation automatique dont les tuyauteries d'amenée et de retour du fluide frigorigene sont disposées dans un manchon central, étanche-à l'eau, plongeant aux deux tiers environ dans le bac, la tuyauterie de retour des gaz détendus étant concentrique à la tuyauterie d'amenée du fluide frigorigène liquide dans au moins une partie du manchon, le circuit de réfrigération d'eau comprenant une batterie au moins de refroidissement à air constituée d'un échangeur à air équipé de ventilateurs de soufflage, dont les tuyauteries à ailettes sont traversées par l'eau à refroidir sous l'impulsion d'un accélérateur de circulation d'eau, le fonctionnement du circuit de réfrigération étant régulé automatiquement, la mise en service des ventilateurs s'effectuant en cascade. 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la régulation de la température de condensation dans le serpentin d'alambic se compose d'une thermistance placée dans le porte alcoomètre contrôlant l'ouverture d'une vanne de régulation placée sur la boucle de détente. 30) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un bac intermédiaire de stockage de frigories produisant de l'eau glacée, la circulation de cette eau dans la boucle immergée dans le bac de distillation assurant le refroidissement de l'eau du bac de l'alambic, la régulation de la température de condensation dans le serpentin d'alambic se composant d'une thermistance placée dalle porte alcoomètre contrôlant l'ouverture d'une vanne de régulation placée sur la boucle immergée. 40) Installation de refroidissement alambic selon la revendication l, caractérisée en ce qutun échangeur immergé dans le bac intermédiaire, couplé à un deuxième circuit de réfrigération d'eau, assure, en remplacement du circuit frigorifique, le refroidissement de l'eau glacée durant les heures froides de la journée. 5 ) Installation de refroidissement d'alambic selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'installation de production de froid est groupée dans une ou plusieurs armoires qui alimentent un ou plusieurs bacs de refroidissement de serpentin d'alambic.