Brevet FR2491948A1 — publié le 19820416

DESCRIPTION La présente invention est relative à un procédé dé et une installation d'économie d'énergie des chau diètes à moût utilisées en brasserie. Les chaudières de moût sont caractérisées par des enceintes dans lesquelles le moût destiné à la fabrication de la bière est soumis à un chauffage gé néralement par de la vapeur d'eau détendue, qui élève la température du moût jusqu'à 1000 C et vaporise de 5 à 10 ,' en poids de l'eau contenue dans le moût entrant, l'eau étant le principal constituant du moût. Divers procédés ont été proposés pour assurer le chauffage du moût et la vaporisation partielle de cette eau. C'est ainsi qu'il est connu d'utiliser comme surface d'échange la partie basse de la chaudière à moût, celle-ci étant pourvue d'une double enveloppe à l'intérieur de laquelle la vapeur d'eau provenant de la chaudière se condense. Il est aussi connu d1utili- ser un échangeur auxiliaire à travers lequel passe le moût, qui a été prélevé de la chaudière à moût, qui chauffe le moût à une température supérieure à 1000 C, c'est-à-dire à celle correspondant à ltéquilibre liquide/ vapeur à la pression atmosphérique par l'inter" médiaire de la vapeur provenant de la chaudière haute pression, et de faire détendre le moût ainsi rechauffé dans la chaudière à moût, le refroidissement brutal du moût jusqu'à la température d'équilibre liquide/vapeur entraînant la vaporisation d'une partie de l'eau contenuedans le moût. Généralement la vapeur qui s'échappe de la chaudière à moût n'est pas récupérée. Dans certains cas, il existe des condenseurs qui récupèrent énergie de cette vapeur s'échappant de la chaudière à moût et la transforme en eau chaude à des températures voisines de 800 C. Malheureusement il est difficile de valoriser cette eau chaude, les besoins thermiques d'une brasserie nécessitant le plus souvent une énergie calorifique à une tempe rature plus élevée, comme c'est le cas pour le chauffage de la chaudière à moût. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et à cet effet, elle a pour objet un procédé d'économie d'énergie des chaudières à moût du type dans lequel on aspire une partie ou la totalité de la vapeur d'eau 8 8échappant de la chaudière à moût, on comprime cette vapeur d'eau dans un dispositif statique utilisant comme énergie de compression de la vapeur d'eau haute pression, on condense la vapeur d'eau comprimée pour céder la chaleur provenant de la vapeur d'eau aspirée et celle provenant de la chaudière re à vapeur d'eau haute pression pour chauffer et évaporer le moût, la compression et la condensation pouvant s'éffectuer dans différents étages successifs. Elle a également pour objet une installation économie d'énergie des chaudières à moût du type comprenant une canalisation d' aspiration d'une partie ou de la totalitelde la vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût, un ou plusieurs dispositifs de compression statique du type éjecteur pour comprimer à une pression supérieure à la pression atmosphérique la vapeur d'eau aspirée par de la vapeur d'eau haute pression, provenant.dt.une chaudière a vapeur d'eau haute pression, un ou plusieurs condenseurs qui condensent tout ou partie de la vapeur d'eau comprimée sortant de chaque éjecteur, chauffant ainsi le moût jusqu'à une température supérieure à 1000 C. Ce procédé et cette installation présentent comme avantage le fait qu'on utilise la vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût pour effectuer le chauffage permettant la vaporisation de cette vapeur d'eau, qu'on comprime cette vapeur d'eau dans un appa- reil statique, qu'on utilise selon les cas plusieurs étages de compression pour augmenter la quantité de vapeur d'eau aspirée, donc la chaleur recupérée et pour diminuer la surface d'échange entre le moût et la vapeur d'eau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre : le dessin annexé est donné uniquement à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue schématique d'une installation suivant un mode de réalisation conforme à l'invention. L'installation représentée dans la figure 1 sert à économiser l'énergie utilisée dans une chaudière à moût. La chaudière à moût est représentée en(l)et comporte une canalisation (13) et une vanne (20) de remplissage de moût, une canalisation (19) et une vanne (21) d'extraction de moût, une cheminée (22) à l'intérieur de laquelle s'échappe la vapeur d'eau (18), un circuit de réchauffage à échangeur intermédiaire composé d'une canalisation (3) pour prélever le moût, d'une pompe (2) pour assurer la circulation du moût, d'un ensemble de tubes à l'intérieur desquels circule le moût et à l'extérieur desquels arrive de la vapeur d'eau par la canalisation (23) et sort de la vapeur d'eau par la canalisation (26) et les condensats par la canalisation (12), cet ensemble constituant l'échangeur (4), d'un ensemble de tubes à l'intérieur desquels circule le moût et å l'extérieur desquels arrive la vapeur d'eau par la canalisation (24) et sort les condensats par la canalisation (14), cet ensemble constituant l'échangeur (15), et d'unecanalisation (6) pour introduire le moût chauffé dans la chaudière à moût (1) par l'intermédiaire du dispositif de détente (5). A l'intérieur de la cheminée (22) se trouve la canalisation (7) comportant une ouverture pour permettre le passage d'une partie de la vapeur provenant de la chaudière à moût et un séparateur (8) du type cyclone ou du type métal tissé pour éviter les en trainements de moût liquide avec la vapeur aspirée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ce séparateur peut se trouver à l'extérieur de la cheminée. La vapeur d'eau sortant du séparateur est diZ rigée par la canalisation(9) vers le dispositif statique de compression (10) du type éjecteur qui comporte une tuyère de détente de vapeur d'eau haute pression reliée par la canalisation(25) à la chaudière à vapeur d'eau haute pression (11), une chambre de mélange vapeur détendue/vapeur aspirée, un venturi de compression de mélange dont le refoulement est relié par la canalisation (23) à l'échangeur (4). La vapeur d'eau sortant de cet échangeur (4) par la canalisation (26) est reliée à l'éjecteur (16), alimentée en vapeur haute pression par la canalisation (17) et la chaudière vapeur d'eau haute pression (11) et refoulant vers l'échangeur par la canalisation (24). Le fonctionnement de cette installation est le suivant La vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût est utilisée pour le chauffage du moût grâce au système de prélèvement (7) et de filtration (8) pour éviter les entraînements du moût, et grâce à l'éjecteur (10) qui élève sa pression, par l'intermédiaire de la vapeur d'eau haute pression provenant de la chaudière à vapeur d'eau haute pression de la brasserie (11), permettant ainsi à la vapeur d'eau pro venant de la chaudière à moût de se condenser à une température plus élevée que celle du moût à chauffer à travers l'échangeur (4). Dans l'exemple figure 1, deux étages de compression sont indiqués, une partie de la vapeur se condensant dans l'échangeur, l'autre partie étant comprimée par l'éjecteur (16) fonctionnant toujours grâce à la vapeur d'eau haute pression provenant de la chaudière à vapeur d'eau haute pression (11). avant d'être totalement condensée dans l'échangeur (15), permettant à la température du moût de s'élever à une température plus élevée que celle obtenue après l'é- changeur (4). L'échangeur (15) est muni d'un orifice assurant l'Wvacuation des incondensables provenant de la chaudière à moût. Comme variante de l'invention, on peut utiliser le restant de la vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût en la comprimant dans un dispositif statique de compression du type éjecteuret en l'utilisant pour d'autres besoins de chauffage dans la brasserie, le chauffage des locaux, la pasteurisation, le traitement des emballages etc... Le procédé et l'installation décrits dans le présent brevet présentent un intérêt énergétique important, car ils permettent de réduire de 20 % à 60 % la consommation de chaleur utilisée dans la chaudière à moût, ce pourcentage variant en fonction de la pression et de la température du moût après les échangeurs. Par rapport à une compression mécanique de vapeur d'eau, l'invention a comme avantage d'utiliser un appareil statique sans pièce mobile donc sans usure et de nécessiter comme énergie de compression de la chaleur soue forme de vapeur haute pression qui est intégralement transmise pour le chauffage du moût alors qu'une compression mécanique ne transmet au moût, sous ferme de chaleur, que l'énergie mécanique actionnant le compresseur bien qu'il ait fallu environ deux fois et demi plus d'énergie thermique pour produire cette énergie mécanique. Par rapport à un condenseur à eau chaude sur la vapeur s'échappant de la chaudière à moût, cette inven- tion permet de récupérer et d'utiliser une chaleur à un niveau de température plus élevée utilisable directement pour le chauffage du moût ou pour d'autres applications. REVENDICATIONS 1. Procédé d'économie d'énergie des chaudières à moût du type dans lequel on aspire une partie ou la tota lité de la vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût, caractérisé en ce qu'on comprime cette vapeur d'eau aspirée par action de vapeur d'eau haute pres sion dans un dispositif de compression statique et on condense la vapeur d'eau comprimée pour chauffer le moût. 2. Procédé d'économie d'énergie suivant la revendication 1., caractérisé en ce qu'on effectue la compression dans plusieurs étages avec des pressions différentes. 3. Procédé d'économie d'énergie suivant l'une quelcon que des revendications 1. et 2., caractérisé en ce qu'on réalise des condensations à plusieurs niveaux correspondant à des températures et des pressions différentes de condensation. 4. Procédé d'économie d'énergie suivant l'une quelcon que des revendications 1. à 3., caractérisé en cè qu'on utilise la vapeur d'eau comprimée comme source de chaleur pour d'autres applications. 5. Installation pour la mise en oeuvre du procédé sui vant l'une quelconque des revendications 1. à 4. caractérisée en ce qu'elle comporte une tuyauterie (7) d'aspiration de la vapeur d'eau s'échappant de la chaudière à moût (1), au moins un dispositif de com pression statique (10) utilisant de la vapeur d'eau haute pression pour comprimer la vapeur d'eau prove nant de la chaudière à moût, et au moins un condenseur (4) pour céder au moût et à d'autres utilisations la chaleur de condensation provenant de la vapeur aspirée et de la vapeur d'eau haute pression. 6. Installation suivant la revendication 5., caracté risé en ce que le dispositif de compression stati que est un éjecteur (10) comportant une tuyère de détente de la vapeur d'eau haute pression, une chambre de mélange de la vapeur d'eau aspirée et de la vapeur d'eau haute pression détendue, et un ven turi de compression du mélange.