Brevet FR2405300A1 — publié le 19790504

L'invention concerne les cuves de fermentation à fonctionnement automatique pour installations de vinification, cette appellation désignant des cuves comprenant une cUve principale destinée à contenir le moût, une cuve supérieure superposée à la cuve principale, des moyens permettant d'amener périodiquement une partie du liquide du fond de la cuve principale à la cuve supérieure et de décharger périodiquement ce liquide de la cuve supérieure dans la cuve principale de manière à arroser le chapeau qui flotte sur le moût contenu dans la cuve principale et à permettre d'extraire de ce chapeau des substances utiles à la coloration et à l'obtention d'un vin de haute qualité. Le problème qui est à la base de l'invention est de réaliser d'une part un cycle de fonctionnement optimal programmé cas par cas en fonction des divers facteurs qui influent sur la qualité de la vinification et d'autre part, de réaliser une cuve automatique qui puisse astre aussi utilisée après la phase de la vinification qui consiste à arroser le chapeau. Ce problème n'a pas e été résolu dans les cuves automatiques connues dans lesquelles le cycle d'arrosage des pépins est fonction uniquement de la pression des gaz engendrés par la fermentation du moût dans la cuve principale. Ces gaz, poussant sur la surface du moût, permettent le transvasement de celui-ci dans la cuve supérieure et ensuite le déchargement dans la cuve principale à travers des valves commandées par le moût lui-même. Toutefois, la formation des gaz de fermentation se produit de façon irrégulière et aléatoire, étant fonction des caractéristiques physiques ambiantes et des caractéristiques physico-chimiques du mort. Après la phase d'arrosage des pépins, le moat doit être transvasé selon la technique connue dans d'autres récipients pour l'achèvement du cycle de vinification car il n'est pas possible d'utiliser les cuves de fermentation pour conserver ensuite le produit. Ces cuves de fermentation restent donc inutilisées la majeure partie de l'année. En vue de résoudre le problème technique ci-dessus, l'invention a pour objet une cuve de vinification de type automatique caractérisée par le fait que - le fond de la cuve supérieure est formé d'un élément séparé de la paroi latérale de la cuve de fermentation et supporté de manière à ne pas interrompre la continuité de cette paroi - les moyens servant à transvaser le liquide du fond de la cuve principale à la cuve supérieure sont constitués par une électropompe commandée par un temporisateur programmable - les moyens servant à décharger périodiquement le liquide de la cuve supérieure dans la cuve principale sont constitués par une valve de fond actionnée par un dispositif de commande - le fond de la cuve supérieure est muni d'un tube communiquant dans le bas avec la chambre contenant le gaz engendré par la fermentation dans la cuve principale et muni dans le haut d'un barboteur - le fond de la cuve supérieure est muni d'un tube de trop-plein communiquant dans le bas avec le liquide contenu dans la cuve princt- pale et arrivant, dans la cuve supérieure, en dessous de la cuvette du barboteur. L'invention offre l'avantage de pouvoir aussi utiliser la cuve de fermentation comme récipient du type toujours plein" puisque le fond de la cuve supérieure, à la fin du cycle d'arrosage du chapeau, peut être extrait de la cuve de fermentation et remplacé par un couvercle flottant. En outre1 le cycle d'arrosage du chapeau, comprenant le transvasement et le déchargement périodiques du moût, est indépendant de la pression des gaz engendrés par la fermentation; il peut être programmé pour les diverses exigences et on le met en oeuvre en maintenant seulement à l'intérieur de la cuve principale une légère surpression nécessaire pour améliorer la qualité du produit final. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap paraîtront dans la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, donnés purement à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels les figures 1, 2 et 3 montrent en coupe longitudinale une cuve de fermentation à fonctionnement automatique, en trois phases différentes du cycle de fonctionnement la figure 4 est une coupe longitudinale de la cuve des figures 1 à 3, dans son utilisation comme récipient à couvercle flottant la figure 5 est une coupe axiale partiellement arrachée et à plus grande échelle d'une variante de la cuve de fermentation des figures 1 à 4 la figure 6 est une coupe axiale d'une variante de la figure5. Sur la figure 1, on a indiqué dans son ensemble par 1 une cuve de fermentation du moût, munie dans le bas de pieds de soutien 2. La cuve 1,qui présente une section transversale circulaire, comprend une paroi latérale mince 3 et un fond 4 en forme de calotte dont la convexité est tournée vers le bas et qui est muni d'un robinet 5. On a indiqué par 6 un élément séparateur en forme de calotte, supporté à l'intérieur de la partie supérieure de la cuve I de la façon décrite ci-après. L'élément séparateur 6 est muni à sa périphérie extérieure d'une rainure 7 dans laquelle est logée une garniture annulaire 14 pouvant être gonflée grâce à un groupe pneumatique 28. Le séparateur 6 est muni en son centre d'un conduit cylin- drique 8 se dirigeant axialement vers le bas. Le séparateur 6 subdivise la cuve 1 en deux chambre, une chambre inférieure 10 constituant la cuve principale et une chambre supérieure 11 constituant la cuve supérieure, superposée à la cuve principale et ouverte vers l'atmosphère. Le séparateur 6, qui constitue le fond de la cuve 11, est muni d'un tube cylindrique axial 12 qui communique avec la cuve 10 et est situé dans la cuve 11. Le tube 12 est muni à son extrémité supérieure d'un barboteur 13 comprenant une cuvette 13a qui contient de l'eau et un chapeau supérieur 13b. Le séparateur 6 est traversé par un tube cylindrique axial 15 débouchant en bas dans la partie inférieure de la cuve 10 et en haut dans la cuve il, jusqu'à une hauteur correspondant au niveau maximal adrnis pour le liquide dans cette cuve. On a indiqué par 16 une structure rigide de soutien solidaire du séparateur 6. La structure de soutien 16 supporte un moteur à réducteur 17 servant à commander, au moyen d'une tige 18, une valve de fond 19 conçue pour ouvrir et fermer le conduit 8. Le moteur à réducteur 17 est mis en action par un temporisateur programmable T. La structure de soutien 16 est reliée dans le hant à un câble 20 auquel est suspendu le séparateur 6. Le cible 20 passe sur des poulies de renvoi portées par un bati 20a et aboutit à un treuil de manoeuvre 21. On a indiqué par 22 une électropompe commandée par le temporisateur T. On a indiqué par 23 un conduit d'aspiration de la pompe 22, communiquant avec la partie inférieure de la cuve 10, et par 21i le conduit de refoulement qui se termine dans le haut, à proximité du bord supérieur de la paroi 3, par un élément tubulaire en U, 25, de préférence démontable ou tournant, tourné vers l'intérieur de la cuve 11. Sur le conduit de refoulement 24 pourront être appliqués des dispositifs de chauffage ou de refroidissement du liquide qui parcourt ce conduit. La cuve décrite ci-dessus fonctionne comme suit. Pendant la première phase du cycle de fonctionnement (figure 1), la cuve 10 est remplie, jusqu'à un niveau prédéterminé, de moût dont la zone supérieure est constituée par le chapeau. La valve de fond 19 est fermée. Le gaz de fermentation dégagé dans la cuve 10 sort à travers le barboteur 13 qui est conçu pour maintenir une légère surpression à l'intérieur de la cuve 10. A la deuxième phase (figure 2), l'électropompe 22, actionnée de façon programmée par le temporisateur T, aspire une partie du mofit liquide de la partie inférieure de la cuve 10 à travers le conduit 23 et la transfère, à travers les conduits 24 et 25, dans la cuve supérieure 11. La durée de fonctionnement de la pompe est commandée par le temporisateur T. Le tube 15 permet, à cette phase, qu'en cas de réglage erroné du temporisateur, le mobt s'écoule à nouveau dans la cuve 10 avant d'atteindre le niveau de la cuvette 13a du barboteur 13. Quand le temporisateur interrompt le fonctionnement de la pompe (figure 3), la valve de fond 19 est ouverte par le moteur à réducteur 17 commandé par le temporisateur T, permettant au moût recueilli dans la cuve il de s'écouler dans la cuve 10 et d'arroser les pépins. Le cycle décrit se répète jusqu'à obtention de la vinification désirée. A la fin des cycles (figure 4), on peut extraire le séparateur 6 au moyen du treuil 21 en agissant sur le câble 20 et le remplacer par un couvercle flottant 26 muni de façon usuelle d'une garniture annulaire gonflable 27 qui est gonflée au moyen du groupe pneumatique 28. De cette manière, la cuve 1 peut être utilisée comme simple récipient, même après le processus de vinification. Dans la variante représentée par la figure 5, la cuve supérieure Il présente une paroi latérale 30 qui se prolonge au-dessus de la garniture d'étanchéité pneumatique 14 et présente un rebord 31 qui s'appuie sur le bord supérieur de la cuve principale 10. Au-dessus de ce rebord 31, la cuve supérieure 11 présente une partie terminale cylindrique 32 ayant un diamètre intérieur égal à celui de la cuve principale 10. Dans la partie cylindrique susdite 32 de la cuve supérieure 11 est monté un couvercle 33 muni d'une valve d'échappement 34 et d'un raccord 35 conçu pour être relié, par l'intermédiaire d'une tuyauterie flexible 36, au conduit de refoulement de moult 24 venant de la cuve principale 10. Le couvercle 33 est en outre muni d'une garniture annulaire flexible périphérique 37 pouvant être gonflée au moyen du groupe pneumatique 28 dont est munie la cuve de fermentation 1. La valve de fond 19 dont est muni le fond 6 de la cuve supérieure est commandée au moyen d'un vérin pneumatique 38 alimenté par le même air à basse pression qui alimente la garniture d'étanchéité 14 de la cuve supérieure 11 et la garniture d'étanchéité 37 du couvercle 33. On a indiqué par 50 la tuyauterie d'arrivée de l'air venant du groupe pneumatique qui alimente, par l'intermédiaire de trois ramifications 51, 52 et 53, la garniture 14, la garniture 37 et le vérin pneuMatique 38. Le fonctionnement de cette cuve de fermentation est analogue à celui de la cuve décrite ci-dessus. La fonction du couvercle 33, qui ferme la cuve supérieure 11, est de permettre la formation, à l'intérieur de cette cuve, d'une atmosphère protectrice d'anhydride carbonique provenant de la cuve principale 10 en passant par le barboteur. On évite ainsi que l'humidité du moat qui continue d'adhérer aux parois de la cuve supérieure Il ne puisse s'aigrir au contact de l'air. En effet, dans le fonctionnement, il se formera dans la cuve supérieure 11 un milieu d'anhydride carbonique provenant de la chambre inférieure 10 en passant par le barboteur 13 et qui constitue un milieu protecteur. Le couvercle 33 dont est munie la cuve supérieure Il peut servir à fermer la cuve de fermentation 1 après démontage de la cuve supérieure 11, lorsque la cuve de fermentation 1 est ensuite utilisée comme récipient du type "toujours plein". Evidemment, dans cette utilisation ultérieure, le raccord 35 destiné au tube flexible 36 d'amenée du moût sera fermé par un bouchon et la valve d'échappement 34 sera également fermée. Les dimensions du barboteur 13 dont est muni le fond 6 de la cuve supérieure 11 sont telles que si l'on enlève le chapeau supérieur 13b du barboteur 13, l'ouverture de communication avec la cuve principale 10 à travers le barboteur 13 constitue un passage d'homme pour la commande du fonctionnement aussi bien que pour l'introduction de la vendange foulée. Dans la variante représentée par la figure 6, on a indiqué un dispositif servant à commander l'ouverture de déchargement de la cuve supérieure et utilisable en remplacement du moteur à réducteur 17 commandé par le temporisateur T prévu ci-dessus. Selon ce mode d'exécution, la commutation du circuit pneumati que dans le vérin de commande 38 de la valve 19 est obtenue au moyen d'une électrovalve commandée par un pressostat 39 qui, dans l'exemple représenté, est appliqué à la paroi latérale 3 de la cuve de fermentation 1. La chambre du pressostat 39 sensible à la pression est reliée par une tuyauterie flexible 40 à un récipient 41 à parois flexibles, par exemple en caoutchouc, disposé sur le fond de la cuve principale et rempli d'air à une faible pression. Quand le niveau du liquide atteint une hauteur préétablie, la hauteur de colonne agissant sur le récipient flexible 41 provoque, en vertu de la compression de l'air, le fonctionnement du pressostat 39. On évite ainsi que le pressostat 39 ou la tuyauterie 40 qui le relie au fond 6 de la cuve supérieure il ne puisse être endom- magné , comme il arriverait si l'on utilisait directement le moût pour commander le pressostat 39. Naturellement, au lieu d'air, on pourrait utiliser dans le récipient flexible 41 un autre fluide, y compris un liquide comme l'eau. Selon une autre variante non représentée par les dessins, la valve d'échappement 34 de la cuve supérieure 11 pourrait aussi être munie d'un dispositif manuel servant à en commander ltouver- ture, particulièrement dans le cas de petites installations, ou bien on pourrait utiliser un dispositif à siphon pour provoquer le déchargement du moût du récipient supérieur quand un niveau préétabli est atteint. En outre, dans certains cas, la cuve de fermentation pourrait être dépourvue de pompe servant à amener le moût de la cuve in férieure à la cuve supérieure et le conduit de refoulement 24 porté par la cuve pourrait en pareil cas être muni, dans le bas, d'un raccord pour le branchement d'une pompe séparée. Evidemment, cette pompe séparée devra être reliée au tableau de commande de l'appareillage contenant les dispositifs de temporisation T. Naturellement, sans rien changer au principe de l'invention, on pourra faire varier largement les particularités de construction et les modes d'exécution de l'invention, relativement à ce qui est décrit purement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Cuve de fermentation à fonctionnement automatique pour installations de vinification, comprenant une cuve principale destinée à contenir le moût, une cuve supérieure superposée à la cuve principale, des moyens permettant d'amener périodiquement une partie du liquide du fond de la cuve principale à la cuve supérieure et de décharger périodiquement ce liquide de la cuve supérieure dans la cuve principale de manière à arroser le chapeau qui flotte sur le moût contenu dans la cuve principale, caractérisée par le fait que - le fond de la cuve supérieure est formé d'un élément séparé de la paroi latérale de la cuve de fermentation et supporté de manière à ne pas interrompre le continuité de cette paroi - les moyens servant à transvaser le liquide du fond de la cuve principale à la cuve supérieure sont constitués par une électropompe commandée par un temporisateur programrnable - les moyens servant à décharger périodiquement le liquide de la cuve supérieure dans la cuve principale sont constitués par une valve de fond actionnée par un dispositif de commande - le fond de la cuve supérieure est muni d'un tube communiquant dans le bas avec la chambre contenant le gaz engendré par la fermentation dans la cuve principale et muni dans le haut d'un barboteur - le fond de la cuve supérieure est muni d'un tube de trop-plein communiquant dans le basavec le liquide contenu dans la cuve principale et arrivant, dans la cuve supérieure, en dessous de la cuvette du barboteur. 2.- Cuve selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fond de la cuve supérieure est supporté dans le haut par un câble relié par une extrémité à un dispositif de levage et par l'extrémité opposée à une structure rigide solidaire du fond, le contour du fond étant muni d'une garniture annulaire gonflable. 3.- Cuve selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la valve de fond est actionnée périodiquement au moyen d'un moteur à réducteur commandé par ledit temporisateur et interposé entre le câble de soutien et le fond de la cuve supérieure. 4.- Cuve selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un groupe pneumatique conçu pour gonfler la garniture annulaire portée par le fond de la cuve supérieure et la garniture annulaire portée par un couvercle flottant destiné à être monté dans la cuve de fermentation en remplacement du fond de la cuve supérieure à la fin du premier cycle de vinification. 5.- Cuve selon la revendication 1, caracitisée par le fait que la cuve supérieure présente une paroi latérale munie d'un rebord d'appui sur le bord supérieur de la cuve principale et une partie terminale cylindrique placée au-dessus du rebord et ayant un diamètre intérieur égal à celui de la cuve principale, et que la partie terminale est fermée par le même couvercle qui est utilisé comme couvercle flottant pour la fermeture de la cuve principale après enlèvement de la cuve supérieure. 6.- Cuve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le couvercle de fermeture de la cuve supérieure est muni d'un raccord destiné à la liaison ,au moyen d'une tuyauterie flexible, avec le conduit de refoulement du moût venant de la cuve principale, ainsi que d'une valve d'échappement. 7.- Cuve selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que la commande de la valve de fond est assurée par un vérin pneumatique alimenté à basse pression par le même air qui alimente la garniture d'étanchéité du couvercle de fermeture de la cuve supérieure. 8.- Cuve selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait que les circuits pneumatiques de commande du vérin sont commandés par une électrovalve commandée par un pressostat sensible au niveau du liquide dans la cuve supérieure. 9.- Cuve selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le pressostat est plié par l'intermédiaire d'une tuyauterie à un récipient flexible étanche appuyé sur le fond de la cuve supérieure, ce récipient contenant un fluide qui provoque l'actionnement du pressostat sous l'effet des déformations du récipient, dues aux variations du niveau du liquide. 10.- Cuve selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le fluide contenu dans le récipient flexible est un liquide, par exemple de l'eau. 11.- Cuve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la valve d'échappement du récipient supérieur est munie d'un dispositif manuel permettant dén. commander l'ouverture. 12.- Cuve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le barboteur prévu au fond de la cuve supérieure a la dimension voulue pour pouvoir servir de passage d'homme après enlèvement de son chapeau. 13.- Cuve selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le conduit de refoulement du moût de la cuve principale à la cuve supérieure est muni d'un raccord pour la liaison avec une pompe séparée de la cuve de fermentation mais reliée électriquement au tableau de commande de la cuve.