Brevet FR2541302A1 — publié le 19840824

RECHAUFFEUR DE VIN POUR FERMENTATION MALOLACTIQUE -#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-#-# La bonne exécution des fermentations d'achèvement des vins rouges nécessite entre autres choses le maintien des températures autour de 20 degrés après les écoulages (fin octobre-novembre) Il- a été constaté depuis quelques années des difficultés à maitri -ser les fermentations malolactiques lorsque les écoulages sont effectués en cuverie métallique essentiellement (ce qui n'exclut pas pour autant la cuverie béton).Divers procédés ont été proposés et mis en oeuvre 1 - Chauffage de cuvier (air ambiant) 2 - Chauffage des cuves (sous cuvesappareils;radiants, etc...) 3 - Chauffage des cuves par échangeur incorporé (double paroi, circulation d'eau chaude) 4 - Chauffage du vin par canne chauffante électrique immergée 5 - Chauffage du vin dans la cuve (par échangeur de type "interne immergê" avec circulation d'eau chaude "drapeau") 6 - Chauffage du vin dans un échangeur "externe" avec retour en cuve 7 - Chauffage du vin par thermofrigo-pompe. Ces divers procédés présentent des avantages et des inconvénients dont le tableau rappelle les principaux N APPLICATIONS AVANTAGES INCONVENTENTS 1 Générateur d'air Facilité de mise Grande déperdition de cha chaud, électrique. en ceuvre.Automa- leur par le batiment (tem gaz ou fuel -ticité de onc- pérature de l'air ambiant -tionnement à 20-24 ).Dans certains cas, risques d'odeurs gaz de combustion 2 2 # Radiants électri- Facilité de mise # Déperdition de chaleur dans -ques ou à gaz en oeuvre l'air ambiant.Efficacité douteuse parfois claquage des cuves béton. 3 Echangeur incor- Facilité, auto- Investissement très onéreux -poré circulation -maticité (1 échangeur par cuve). d'eau chaude 4 Canne chauffante Faible coût d'in- Puissance souvent insuffi électrique vestissement - sante.Nécessité puissance Manipulations électrique installée impor tante dans les grands cuvi ers.Risque de goût de cara @@lisation. 5 Echangeur interne Economie d'éner- Manipulation de l'échangeur circulation d'eau -gie - coût d'in- Surveillance température ou chaude (drapeau) -vestissement ac- thermo-régulation.Dégagement . :: ceptable - distri nécessaire au dessus des # :: bution d'eau cha cuves -de couplée.Peut fonctionner en refroidisseur 6 Echangeur externe Economie d'éner- Manipulation du vin.Manipu : circulation d'eau -gie-coût d'inves- lation circuits vin. : : chaude -tissement accepta- (changement de cuves) -ble.Distribution d'eau chaude couplé@ Peut fonctionner en refroidisseur 7 7 # Thermo-frigo- . Possibilité re- : Matériel couteux pour seule. : : pompe fonction- :-froidisseur et ; ment production chaleur. -nant en chauffage: clarification : Compresseur frigo peu utile: : : du vin par canne : vins par le froid: pour seulement refroidir : : plongeante ou : Economiseur d'eau: vins rouges. en fermentation: : : externe : en refroidissement alcoolique. Manipulations : : : des fermentations: vins ou canalisations pour : : : alcool; autorégu-: changements de cuves -lation La présente invention concerne : le chauffage du vin par échangeur externe et circulation d'eau chaude. Il s'agit d'un prototype conçu pour un volume de production de 5 000 hl/ant Le vin étant en cuve métallique à l'intérieur d'un cuvier bien isolé thermiquement. Puissance -installée : chaudière de 50 000 Kcal (puissance catalogue) Principe : Le vin (A) est envoyé dans un échangeur (B) constitué de 60 m de tuyau inox DM 40, immergés dans un bassin d'eau. Celle-ci est maintenue à 600 par cyclage, dans une chaudière (C) à chauffage central fonctionnant au propane (D). La chaudière a été prévue avec distribution d'eau chaude pour le lavage général (coût supplémentaire de 5 000 Frs). La circulation dMau chaude est activée par un accélérateur (4) raccordé sur le bassin d'eau Le bassin d'eau en partie basse est aménagé d'un robinet de vidange (G). Quant à l'échangeur, il se compose d'un double serpentin circulaire en parallèle@chaque spire est assemblée par un fer plat inox soudé ; le serpentin est en deux parties de deux diamètres différents pour avoir la longueur voulve (1.10 m de diamètre pour la première partie ; 0.85 m de diamètre pour la seconde). Les deux parties sont assemblées par un raccord union en acier inoxydable ; sur la partie supérieure du bassin, se situent un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie (F) prouvent associer ou isoler les deux circuits d'échange. Le serpentin est aménagé d'un vidange (G) qui passe à l'extérieur du bac avec un robinet à boisseau sphérique et une presse étoupe vissée sur un raccord soudé sur le bac qui fait l'étanchéité avec un joint torique. DETAILS TECHNIQUES DU SCHEMA Appareillage : - A : cuve à vin metallique (375 hl) - B : échangeur - C : chaudière - D * stockage propane (2 jeux de 3 tubes de 35 kg) - E : pompe à vin 175/350 hl/heur* - F collecteur d!entree et collecteur de sortie pouvant associer ou isoler es deux circuits d'échange - G : purge des échangeurs et purge du bassin - H : régulateur thermique sur cha@dière - I : thermomètre de contrôle des températures d'entrée et de sortie du vin et de l'eau - J : thermomètre de contrôle de température moyenne du vin en cuve. Circuits - 1 : vin à réchauffer - 2 : double serpentins, en parallèle, inox DM 40 dans le bassin d'eau métallique - 3 : vin réchauffé (22 ) - 4 ; eau chaude avec accélérateur de circulation "standard" - 5 : eau refroidie - 6 : apport d'eau compensant l'évaporation DESCRIPTION DU DISPOSITIF Le schéma résume les divers circuits et équipements constitutifs du dispositif, complétés par les commentaires qui suivent - afin de faciliter le travail de manutention aux changements de cuve, les canalisations (DM 50) et les vannes sont équipées d'embo@ts symétriques (raccords pompiers) et ultérieurîment, le retour 3 passant actuellement par les chandelles de remontage sera constitué d'une cana- lisàtion générale rigide avec raccords et vannes (1 jeu pour deux cuves). - pour traiter éventuellement deux cuves simultanément et indépendamment les deux réseaux de serpentins (circulaires concentriques) peuvent être connectés séparément grce aux collecteurs équipés de vannes séparatrices. Polyvalence L'appareillage peut servir au démarrage des fermentations alcooliques en envoyant du moOt tamisé dans l'échangeur. L'appareillage peut servir à refroidir les vins en t - cyclant de l'eau froide ou de l'eau glacée dans le bassin, - en immergeant l'évaporateur d'une machine frigorifique suffisamment puissante (6Q 000 Frigories/heures environ). Le bassin est un bac de 1.50 m au carré, en acier ordinaire, revêtu intérieurement de peinture époxydique et calorifugé (cotés et couvercle) par des plaques de polystirène de 2 cm d'épaisseur COUT DE L'ENSEMBLE DE L'APPAREILLAGE Prix hors taxes en ordre de marche 1979 : 30 000 Fris, en sus bouteilles de propane st pompe à vin (celle du cuvier) et canalisation. Inclus : le conduit de fumée, hauteur 8 m. RESULTAT DES MESURES - Période d'intervention : du 2 au 13 Novembre 1979 - Nombre de cuves : 4 cuves de 376 hl plus une cuve de 95 hl plus une cuve de 114 hl plus une cuve de 183 hl (total 1.900 hl) - Volant thermique du vin en cuve : température basse 17-18 (prise en charge). Température haute 220 (réchauffage) - Vitesse de "montée" en température du vin dans les grandes cuves 1 degrè/heure. - Période de refroidissement du vin en cuve abandonné à lui-même 9 à 10 jours (de 22 à 17 ) - Nombre d'intervention par grande cuve @ 2 fois. Autres mesures : - Températures ambiantes du cuvier durant la période d'intervention moyenne : 14.65 = - extrême : 17 en début 13.5t vers la fin (au 23 Octobre 20 ) - En début de réchauffage, il fallait stopper la pompe à vin, car l'eau du bassin se refroidissait trop rapidement (débit probable de la pompe 126 hl/heure, qui pour une élévation de la température de 17 à ?2 2 dépassait les possibilités de production calorique de la chaudière). L'eau de la chaumière était "montée" en température, pendant une heure avant le début de réchauffage du vin CONCLUSI: Il n'a pas été fait de mesure sur la consommation de propane, mais au niveau du service, il apparaît que la chaudière délivre sensiblement la puissance calorique pour laquelle elle a été vendue, aux pertes près (37600 litres x 1 degré x 1 heure = 37600 Kcalories/heure). Compté tenu de la forme, de la dimension des cuves, de l'isolation du cuvier, du taux de remplissage du cuver à vin, l'intervention journalière (et diurne) sur deux cuves permettrait en 9 jours d'intervenir sur 18 cuves. Bien entendu cette capacité de travail est liée aux conditions climatiques. La puissance installée parait donc satisfaisante pour faire face au 5000 hl de vin prévus ultérieurement. Dans un cuvier thermiquement mal isolé, le vin se refroidirait plus rapidement et obligerait à des interventions plus rapporchées, réduisant les possibilités de l'appareillage vis-à-vis du volume de production. L'isolation du cuvier d'un coût non négligeable est compensée par une économie de chauffage (investissement de l'appareillage et carburant par la di@minution des pertes de chaleur vers l'atmosphère). REVENDICATIONS 1 - Réchauffeur de vin pour fermentation malolactique se caractérisant par un échahgeur immergé dans un bassin d'eau où la température de cette dernière est maintenue à 600 par cyclage, dans une chaudière à chbuffage central fonctionnant au propane. 2 - Le système décrit dans la revendications 1 sert aussi à refroidir les vins ; l'appareillage est caractérisé par le cyclage d'eau froide dans le bassin.