Brevet FR2381478A1 — publié le 19780922

L'invention a pour objet un procédé pour la fermenta ticn en milieu aqueux de fruits tels que des cerises de café, des fèves de cacao et des noix de kola, caractérisé en ce que : a) les fruits, préalablement épierrés et dépulpés, sont amenés en fLottation dans de l'eau à des cuves de fermentation; b) on élimine les fruits flottant à la surface de 11 eau; c) on active, s'il y a lieu, par brassage, la fermentation, qui débarrasse les noyaux des fruits de leur chair en raison du fait que celle-ci s'hydrolyse et se détache, et'on refroidit, s'il y a lieu, le mélange de fruits et d'eau pendant sa remontée au cours du brassage; d) on élimine par lavage les eaux sales chargées de mucilage; et e) les noyaux sont évacués des cuves, séchés et traités de façon classique pour oestre commercialisés. L'invention concerne également un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, constitué essentiellement par une batterie de cuves dont chacune comprend en combinaison une cuve proprement dite, un cuveau et un bassin surmontant cette cuve et ouverts à l'atmosphère, un lessiveur formé de deux tubes concentriques dont l'un, central, débouche au fond du cuveau tandis que l'autre, extérieur, est ouvert à son extrémité supérieure dans la cuve et fermé à son extrémité inférieure, une valve hydraulique reliée au bassin et permettant l'échappement dans l'atmosphère des gaz de fermentation, et une colonne de remontage reliant la partie inférieure de la cuve au cuveau et munie d'un échangeur de température. Une cuve de ce genre est connue par le brevet français no 1 267 311. Par ailleurs, une cuve du type général précité, de forme cylindrique dans sa partie principale et terminée par un fond conique oblique percé d'une porte étanche actionnée par un vérin et située au-dessus d'un transporteur d'évacuation des matières solides qui restent dans la cuve de fermentation est connue par le second certificat d'addition no 2 219 228 au brevet français no 1 463 016. Enfin, une porte étanche du type précité, percée d'un orifice d'évacuation d'eau sale muni d'une vante et qui comporte intérieurement une grille, est connue par le 1er certificat d' addition no 2 080 275 au brevet français no 1439116. Un appareillage suivant l'invention comprenant au moins une cuve du type général décrit précédemment est caracté risé en ce qae : a) une pompe amène dans la cuve les fruits préalablement épierrés et dépulpés, en flottation dans de I'eau,par une première tuyauterie de remplissage munie d'une vanne et qui débouche dans la paroi séparant le cuve au de la cuve; b) un orifice de trop-plein muni d'une vanne et ménagé à la partie supérieure de la cuve permet l'éjection des fruits flottant à la surface de l'eau, gracie à l'envoi d'eau par une tuyauterie d'éjection munie d'une vanne et qui débouche dans la partie inférieure de la cuve; c) une seconde tuyauterie de remplissaSe, également munie d'une vanne, amène de l'eau propre dans le cuveau; d) si les gaz de fermentation sont insuffisants pour assurer le remontage, une canalisation munie d'une vanne amène un gaz comprimé tel que de l'air ou un ga inerte à la partie supérieure de la cuve, au-dessus du niveau maximal du mélange de fruits et d'eau; et e) la grille située à l'intérieur de la porte étanche est équipée d'un racleur motorisé de nettoyage. On va maintenant décrire, plus en détail et avec référence aux dessins annexés, un exemple de réalisation de l'invention appliqué à la fermentation de cerises de café. Sur ces dessins La figure 1 est une vue très schématique d'une cuve faisant partie d'un appareillage suivant l'invention et de quelques éléments annexes. La figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle montrant la porte de la cuve de la figure 1. Sur ces dessins, et principalement sur la figure 1, orFoit qu'une unité de fermentation d'un appareillage suivant l'invention est une cuve cylindrique verticale 1, du type général connu par les brevets etu|addition|précités, à fond conique oblique 2 et comportant au-dessus de son extrémité supérieure une cloison horizontale 3 légèrement conique, ménageant ainsi un cuveau supérieur 4. Àu centre de ce cuveau est placé un lessiveur 5 constitué d'un tube central 6 entouré d'ù tube extérieur 7 fermé à sa partie inférieure et formant ainsi un siphon.A caté du cuveau supérieur 4 est ménagé un bassin 8 recevant une valve hydraulique 9 constituée, comme le lessiveur, de deux tubes con centfiques 10, il mais de plus petit diamètre que les tubes 6 et 7. Le tube intérieur 10 traverse le fond du bassin 8 et comporte un robinet 12. Un robinet 13 Xait communiquer le bassin 8 avec l'extérieur de la cuve 1. Une tuyauterie de remplissage 14 équi pée d'une vanne 15 est piquée sur la cloison. supérieure 3 de la cuve 1. Un tube de remontage 16 mtt eicommunication le bas de la cuve 1 et le cuveau supérieur 4. La cuve est supportée par un b- ti 17.Une porte étanche 18 actionnée par un vérin 19 est placée au-dessus d'un transporteur 20 qui sert à évacuer les éléments solides restant dans la cuve 1 après achèvement de la fermentation et vidange du liquide contenu dans ia cuve 1, d'une façon qui sera décrite plus en détail ci-après. la porte 18 est munie intérieurement d'une grille 21 (figure 2) et comporte un orifice d'évacuation 22 muni d'une vanne 23. D'après l'invention, une tuyauterie 24 (figure 1) amène, dans le sens de la flèche F, à ui1e pompe 25 qui la relie à la tuyauterie de remplissage 14, les cerises de café, préalable nient épierrées et dépulpées, en flottation dans de l'eau. Etl ou tre, une seconde tuyauterie de remplissage 25 Aasslaquelle est interposée une vanne 27 débouche dans le cuveau 4 peut amener de l'eau propre depuis une source indiquée schématiquement en 28. Une tuyauterie d'éjection 29 munie d'une vanne 30 et alimentée par la même source 28 permet d'envoyer de l'eau propre dansa partie inférieure conique 2 de la cuve 1. Sur une paroi latérale de la cuve 1 est ménagé un orifice de trop-plein 31 muni d'une vanne 32. le trop-plein se déverse depuis un seuil 33 ménagé dans la cuve et qui en détermine le niveau maximal de remplissage. Etant donné que la fermentation des cerises de café ne dérage que peu de gaz carbonique, il est nécesssairevpour favoriser le remontage par le tube 16, de pouvoir injecter de l'air comprimé (ou le cas échéant un gaz inerte). A cet effet, une Ca- nalisation 34 reliée à une source de eaz comprimé et munie d'une vanne 35 débouche dans le cuveau 4. Enfin, la grille 21 de la porte étanche 18 peut entre nettoyée à l'aide d'un racleur rotatif 36 actionné par un moteur 37. Comme on l'a indiqué précédemment, le processus de fermentation est le suivant : les cerises de café, préalablement épierrées et dépulpées, sont transférées, en flottation dans de l'eau, à des cuves de fermentation telles que la cuve 1. Une premitre opération consiste à éliminer les cerises qui flottent à la surface de l'eau. Ensuite, la fermentation, activée par un brassage, débarrasse les grains de café, entourés de leur parche, de la chair du fruit, qui s'hydrolyse et se détache. Un lavage élimine les eaux sales chargées de mucilage, et le café en parche evac-;é a la cuve peut ensuite être séché et débarrassé de sa parcile pour être commercialisé comme café vert. Le fonctionnement de l'installation est le suivait : La pompe 25 remplit la cuve 1 d'eau et de cerises en flottation, jusqu'à ce que le niveau de trop-plein 33 soit atteint : le remplissage est alors terminé. L'élimination des cerises flottantes indésirables s' effectue en envoyant de l'eau dans la partie inférieure 2 de la cuve 1 à I'aide de la tuyauterie 29. le débordement au seuil de trop-plein élimine les cerises flottant à-la surface de l'eau, par l'orifice 31,après ouverture de la vanne 32. La fermentation ne dégageant que peu de gaz carbonique, les remontages s'effectuent à l'aide d'air comprimé arrivant par la canalisation 34, la valve hydraulique 9 et le lessiveur 5 étant chargés d'eau et les vannes 32 et 15 étant fermées. La pression de ltair force l'eau et les cerises à remonter dans le cuveau supérieur 4 par le tube de remontage 16.En même temps, lteau qui emplit la valve hydraulique 9 est peu à peu chassée du tube extérieur 11 et transférée par le robinet 12 de la valve dans le bassin supérieur 8. lorsque l'eau est entièrement chassée du tube extérieur de la valve 9, le joint hydraulique n'existe plus, et l'air s'échappe dans l'atmosphère, en entrarnant l'eu qui reste dans le tube intérieur 1C de la valve 9. La pression baissant dans la cuve 1, l'eau et les cerises remontées dans le cuveau 4 redescendent dans la cuve par le lessiveur 5, provoquant un brassage intense dans la cuve. le cuveau 4 s'étant vidé et la surpression intérieure dans la cuve 1 ayant disparu, l'eau du bassin 8 regarnit la valve 9, et le cycle recommence. Au bout de plusieurs heures de tels remontages, le café est débarrassé de sa chair, qui a été hydrolysée et a produit un mucilage en suspension dans l'eau. On procède alors à l'évacuation de cette eau sale par l'orifice 22. L'eau passe à travers la grille 21 située dans la porte 18, en entraînant le mucilage, Les grains de café ne pou vant pas traverser la grille, le racleur 36 la nettoie en perma pence pendait l'opération de vidange de l'eau. La cuve est ensuite remise en eau propre par arrivée d'eau en 26, 27 jusqu'au niveau de trop-plein 33. la répétition des opérations de remontage a l'air comprime produit un lavage du café. le traitement est alors terié; l'eau de lavage est évacuée comme przeédemment wlsar l'orifice 22. la porte 18 est en suite ouverte par le vérin 19, et le café en parche est évacué par gravité pour être acheminé en 20 vers un séchoir.Toutefois, il est préférable, après le dernier soutirage d'eau, d'attendre quelques heures avant d'ouvrir la porte 18, afin de laisser le temps à l'eau mouillant les grains de 8 s'évacuer complètement par l'orifice 22 dont la vante 23 est laissée ouverte. On réduit ainsi la quantité de combustible nécessaire au séchage définitif. Ce cycle d'opérations peut être entièrement automati sé par une programmation des phases et par l'utilisation d'élec trovannes. L'invention peut s'appliquer également à la fermenta tion des fèves de cacao et de noix de kola, moyennant quelques modifications de détail. La fermentation du cacao produisant un grand dégagement de gaz carbonique, il est pratiquement inutile d'utiliser la canalisation d'air comprimé 34, mais la réaction étant fortement exothermique, il peut entre nécessaire de prévoir un refroidissement et, à cet effet, de prévoir dans le tube de remontage 16 un échangeur de température, à la façon décrite no tamment dans les brevets françsis no 1 267 311 et nO 1 463 016 précités. Par contre, dans le cas de noix de kola, il peut être utile d'améliorer la fermentation par l'envoi d'un gaz comprimé. Le procédé et l'appareillage suivant l'invention pré sentent l'avantage de ne nécessiter qu'une installation de cons truction relativement facile et donc économique, et d'affiner les qualités organoleptiques du café. REVEN CATI ONS 1 - Procédé pour la fermentation en milieu aqueux de fruits tels que des cerises de café, des fèves de cacao et des noix de kola, caractérisé en ce que : a) les fruits, préalablement épierrés et dépulpés, sont amenés en flottation dans de 1' eau à des cuves de fermentation; b) on élimine les fruits flottant à la surface de l'eau; c) on active, s'il y a lieu, par brassage, la fermentation qui débarrasse les noyaux des fruits de leur chair en raison du fait que celle-ci sthydrolyse et se détache, et l'on refroidit, s'il y a lieu, le mélange de fruits et d'eau pendant sa remontée au cours du brassage; d) on élimine par lavage les eaux sales chargées de mucilaoe; et e) les noyaux sont évacués des cuves, séchés et traités de faó tlas3ique pour être commercialisés. 2 - Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, constitué essentiellement par une batterie de cuves dont chacune comprend en combinaison une cuve proprement dite, un cuveau et un bassin surmontant cette cuve et ouverts à l'atmosphère, un lessiveur formé de deux tubes concentriques dont l'un, central, débouche au fond du cuveau tandis que l'autre, extérieur, est ouvert à son extrémité supérieure dans la cuve et fermé à son extrémité inférieure, une valve hydraulique reliée au bassin et permettant I'échappema;;t dans l'atmosphère des gaz de fermentation, une colonne de remontage, munie eventuellement d'un échangeur de température, reliant au cuveau la partie inférieure de la cuve, qui est cylindrique dans sa partie principale mais se termine par un fond conique oblique percé d'une porte étanche qui est actionnée par un vérin, est percée d'un orifice d'évacuation d'eau sale muni d'une vanne, comporte intérieurement une grille, et est située au-dessus d'un transporteur d'évacuation des matières solides qui restent dans la cuve, et caractérisé en ce que :: a) une pompe amène dans la cuve les fruits préalablement épierrés et dépulpésjen flottation dans de l'eau, par une première tuyauterie de remplissage munie d'une vanne et qui débouche dans la paroi séparant le cuveau de la cuve proprement dite.; b) un orifice de trop-plein muni d'une vanne et ménagé à la partie supérieure de la cuve permet l'éjection des fruits flottant à la surface de l'eau grâce à l'envoi d'eau par une tuyauterie d'éjection munie d'une vanne et qui débouche dans la partie inférieure de la cuve; c) seconde tuyauterie de remplis sage, également munie d'une vanne, amène de l'eau propre dans le cuveau; d) si les gaz de fermentation sont insuffisants pour assurer le remontage, une canalisation munie dune vanne amène un gaz comprimé tel que de l'air ou un gaz inerte à la partie super- ieure de la cuve; et e) la grille située à l'intérieur de la porte étanche est équipée d'un râcleur motorisé de nettoyage