Brevet FR2557990A1 — publié le 19850712

La présente invention concerne un procédé de pilotage de distilLation alcoolique, notamment pour la production d'une eau de vie telle que du cognac, ainsi qu'une installation adaptée à sa mise en oeuvre. Ainsi qu'on le sait, une distillation alcoolique consiste essentiellement à chauffer une masse à distiller, à recueillir les vapeurs chargées en alcool ainsi dégagées, à les refroidir en sorte d'obtenir un distillat liquide, et à verser ce dernier, en fonction de son degré instantané en alcool, dans l'un d'une pluralité de récipients correspondant à des gammes différentes de degré en alcool. Dans le cas particulier de la préparation du cognac, à partir de vin, on procède couramment à une distillation de type charentaise, c'est-à-dire à une double distillation. La première consiste à chauffer du vin, et permet d'obtenir trois types de distillats ç les tetes (30 premiers litres), le brouillis et les queues Le brouillis est ensuite redistillé au cours d'une deuxième distillation pour contenir quatre types de distillats ç les têtes, le coeur, les secondes et les queues. Le coeur, après vieillissement, deviendra du cognac. Tous les autres distillats sont redistillés soit avec le vin, soit avec le brouillis. Toute la qualité de la distillation réside en la précision des coupes (une coupe est la séparation de deux distillats), et en la vitesse de coulage (écoulement des différents distillats), laquelle dépend de la puissance de chauffe du liquide à distiller et de son refroidisse ment ultérieur. C'est dans ces opérations de coupe et de réglage de la puissance de chauffe (et de refroidissement) que réside toute la tradition de l'art de la distillation. Jusqu'à présent, ces coupes sont opérées manuellement par le distillateur, soit empiriquement, en fonction de la couleur du distillat par exemple, soit de manière plus précise en fonction du degré en alcool. De manière connue, la mesure du degré en alcool du distillat est effectuée dans un tube en U appelé portealcoomètre, dans l'une des branches verticales duquel plonge un densimètre-alcoomètre qui émerge d'autant plus du distillat que la densité de ce dernier est élevée : le densimètre comporte une colonne graduée émergeant plus ou moins du distillat et dont la lecture donne une évaluation du degré instantané en alcool du distillat (degré GL généralement). Le distillateur relève régulièrement les valeurs indiquées par les alcoomètres des installations dont il a la charge et agit en conséquence, le moment voulu, sur des vannes de coupe associées et/ou sur le dispositif de chauffe de l'installation. Un filtrage du distillat est généralement effectué à l'entrée des canalisations spécifiques de chacun des distillats.De façon périodique, après un nombre prédéterminé de cycles de chauffe, le distillateur effectue un nettoyage du serpentin de refroidissement de l'installation : il démonte, pour ce faire, le porte-alcoomètre à la sortie du serpentin et fixe temporairement, à la place, un tuyau par lequel il refoule un liquide de nettoyage. Un tel système de mesure, quoique simple à mettre en oeuvre, à monter et à démonter, nécessite que le distillateur soit là pour chaque coupe et chaque réglage du dispositif de chauffe ou de refroidissement, quel que soit le moment de la journée, et qu'il passe régulièrement contrôler les alcoomètres pour ne pas "rater" le moment optimal pour chaque opération. Il en résulte pour lui l'obligation d'assurer des permanences de surveillance ; les opérations de coupe sont néanmoins imprécises et non reproductibles. La présente invention vise à pallier les inconvénients précités grâce à une automatisation des opérations de coupe et/ou de réglage du dispositif de chauffe de l'installation, ou encore de son dispositif de refroidissement, grâce à une prise en compte automatique du degré en alcool du distillat. Il a bien été proposé par la Detanderesse, dans sa demande de brevet 83.15211 dérasée le.23 septembre 1983, dans le cadre très général d'une installation de traitement de spiritueux, d'appréhender la valeur instantanée du degré en alcool du distillat liquide par la mesure de la densité de ce dernier. Mais cette configuration, dans le cas d'une installation de distillation, conduit à un dispositif alcoomètre jugé parfois assez complexe qui, dans le mode de réalisation préféré proposé dans cette demande, nécessite la mise en oeuvre de deux capteurs de pression à haute sensibilité, décalés verticalement, dont le coût peut paraître prohibitif. L'invention vise à pallier également ces inconvénients grâce à la mise en oeuvre de capteurs de coût modéré et à la simplification de la structure du tronçon de l'installation dans lequel circule le distillat liquide avant d'être versé, de façon sélective, dans les récipients de récupération appropriés. L'invention propose à cet effet un procédé de pilotage de distillation alcoolique selon lequel on chauffe une masse à distiller, on recueille les vapeurs chargées en alcool ainsi dégagées, on les refroidit en sorte d'obtenir un distillat liquide, et on verse ce dernier, en fonction de son degré en alcool, dans l'un d'une pluralité de récipients correspondant à des gammes différentes de degré en alcool, caractérisé en ce que l'on détermine le récipient destiné à recevoir le distillat liquide à partir de la mesure de la température instantanée des vapeurs chargées en alcool. On appréciera que la mesure de la température des vapeurs chargées en alcool fait appel à des capteurs ou sondes dont le coût est modéré, lesquels ne sont pas disposés sur le trajet du distillat liquide. Sous réserve de suivre en continu l'évolution de cette température l'invention permet avantageusement de commander automatiquement, outre la sélection des récipients de récupération appropriés, la puissance de chauffe de la masse à distiller et/ou la puissance de refroidissement des vapeurs chargées en alcool. En vue d'une optimisation du contrôle de la puissance de chauffe, l'invention préconise tout particulièrement, dans le cas d'un chauffage par combustible, de réguler l'échappement des fumées résultantes en fonction de leur composition chimique, en sorte d'optimiser le rendement énergétique de la combustion. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention propose une installation de distillation, du genre comportant une chaudière contenant-la masse à distiller, de préférence munie d'un brûleur alimenté en gaz ou autre combustible, une canalisation recueillant les vapeurs chargées en alcool, reliée à un serpentin de refroidissement immergé dans un réfrigérant, un boîtier de sélection à commande électrique (électrovannes) et une pluralité de récipients de récupération, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une sonde de température disposée dans ladite canalisation reliée à une unité de traitement et de commande assurant le pilotage dudit boîtier de sélection. Selon les caractéristiques avantageuses de llinvention, cette unité de traitement et de commande assure également le pilotage du brûleur, et le débit de renouvellement du réfrigérant, voire assure la régulation de l'échappement des fumées en fonction de leur composition chimique, prise en compte par des sondes appropriées. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est unevue latérale d'une installation de distillation de type charentaise selon l'invention et - la figure 2 est un graphique illustrant schématiquement la corrélation entre la température des vapeurs chargées en alcool et le degré en alcool du distillat liquide dans une installation du type de la figure 1. La figure 1 illustre de façon schématique à titre d'exemple, la structure d'une installation de distillation du type charentaise pour l'obtention du cognac. Cette installation con. prend essentiellement une chaudière ou cucurbite A contenant le vin à distiller, surmontée d'un chapi; > as B renflé destiné à condenser les matières faiblement volatiles tout en laissant passer les vapeurs chargées en -alcool. Ce chapiteau se poursuit vers le haut par un col de cygne C prolongé par une canalisation C' destinée à véhiculer les vapeurs chargées en alcool. Cette canalisation traverse (ou contourne, selon les cas), une bonbonne D formant chauffe-vin dans laquelle les vapeurs d'alcool cèdent-une partie de leur chaleur à la charge destinée à être distillée lors du cycle de chauffe suivant. La canalisation C' se raccorde ensuite à un serpentin de réfrigération E baignant dans un réfrigérant F :les vapeurs d'alcool s'y condensent et pénètrent dans un tronçon de sortie 30 ici en forme de U. Le distillat ainsi formé s'écoule d'abord à partir du fond du tronçon 30, dans un bassin de tête 34, puis, à la sortie dudit tronçon en U au travers d'un boîtier de sélection des distillats 33, comportant des vannes de sélection à commande électrique, où il est orienté vers les cuves de brouillis 12, ou de coeur 13 puis de secondes 11 selon le type de chauffe effectué, puis vers la cuve des têtes et des queues 10. La cucurbite A est disposée au-dessus dlun foyer 6 équipé d'un brûleur 7. A sa partie supérieure aboutit une canalisation de lavage 9, tandis que sa partie inférieure est munie d'une vanne de vidange 3 et d'une prise de marc 37. Une canalisation de charge 18 équipée d'une vanne de charge 19 relie le fond du chauffe-vin D à la cucurbite A : ces derniers sont équipés de niveaux 1 et 24, respectivement. La canalisation de charge 19 comporte une vanne 38 pour la vidange du chauffe--vin D. Le bassin de tête 34 est en communication avec un tube de niveau 40 qui lui est parallèle, et comporte en son extrémité inférieure une vanne de vidange 41. De manière avantageuse, un flotteur (non représenté) est disposé dans le tube de niveau 40 du bassin de tête, destiné à signaler, par coopération avec une cellule photo-électrique (également non représentée), l'obtention d'un niveau de remplissage prédéterminé du bassin de tête 34, et à commander alors, de façon appropriée, les vannes associées au bassin de tête, ainsi que le brûleur 7. De façon classique, le tronçon 30 en forme de U est muni en son fond d'un orifice de sortie des têtes associé à une vanne de sélection des têtes et à une canalisation des têtes menant au bassin des têtes, et un orifice de vidange associé à une vanne de vidange du tronçon 30. Le distillat arrive dans ce tronçon ou tube en U, en descend la première branche et remonte, si les deux vannes associées sont fermées, dans sa seconde branche, gui comporte en son extrémité supérieure un rebord annulaire formant trop-plein d'où le distillat déborde pour se déverser dans une gouttière annulaire qui aboutit au boîtier se délection 33. Ce trop-plein assure une mise à l'air des distillats, ce qui permet le dégagement de gaz dissout susceptibles de donner lieu à de mauvais goûts. Les fumées résultant de la combustion au brûleur 7 du combustible, du gaz par exemple, qui y parvient sont recueillies de façon classique par une cheminée G. Le réfrigérant F dans lequel baigne le serpentin E, de l'eau généralement, est régulièrement renouvelé, avec un débit commandé par un jeu de vannes 35. Selon l'invention, une sonde de température 50 est disposée à la sortie du chapiteau B, ici dans le col de cygne C, et est reliée à une unité de traitement et de commande U qui en enregistre les indications, de préférence en continu et qui est munie de lignes de pilotage aboutissant respectivement au boîtier de sélection 33, au jeu de vannes 35 du réfrigérant, et au brûleur de chauffe 7 par l'intermédiaire d'un élément de commande de puissance de chauffe 8. Des sondes d'analyse chimique 60 sont en outre disposées dans la cheminée G pour analyser en continu la teneur de ces gaz, en CO, C02 et O2 principalement. Une trappe réglable 65 y est en outre disposée pour réguler le tirage de cette cheminée selon les indications données à l'unité de traitement et de commande U par les sondes 60. L'usage d'un microprocesseur dans l'unité U, par exemple de type MOTOROLA 68 705 P3, permet de stocker les diverses valeurs de consigne pour les diverses opérations de coupe et de réglage du brûleur et du réfrigérant et d'y comparer les valeurs instantanées fournies par la sonde 50. A chacune des valeurs de consigne est bien sûr associée l'adresse de l'appareil, tel qu'électrovanne, qu'il faut commander en conséquence. L'introduction des valeurs de consigne se fait avantageusement dans les unités utilisées pour les degrés en alcool. Il s'agit couramment de degrés GL (GAY-LUSSAC). L'élément de commande de puissance de chauffe 8 associé au brûleur 7 est avantageusement adapté à asservir en puissance le brûleur 7 avec une puissance de consigne variant dans le temps en fonction de la température des vapeurs chargées en alcool. Par programmation de L'unité de traitement et de commande U, le distillateur peut ainsi tenir compte, dans l'automatisation de son installation, de son art de la distillation, au moins par tiellement. Compte-tenu du caractère automatique, selon l'invention, de la mesure du degré instantané en alcool du distillat par l'intermédiaire de la température des vapeurs chargées en alcool, il est possible d'opérer des opérations de coupe (voire de réglage de la puissance de chauffe du brûleur)qui sont précises et reproductibles. En fonctionnement, le distillateur commence par indiquer le type de chauffe à réaliser. Dès lors, llauto- risation de s'allumer est donnée au brûleur 7, tandis que la vanne d'entrée du bassin de tête 34 s'ouvre. Lorsque le niveau des têtes est atteint dans le tube de niveau 40 du bassin des têtes, (il peut être différer t suivant les chauffes de vin ou de brouillis), la vanne d'entrée se ferme, la vanne de vidange 41 s'ouvre, et la vanne de sélection d'un premier type de distillat s'ouvre. Lorsque le premier degré de coupe est atteint, cette vanne se ferme et une autre vanne de sélection s'ouvre, et ainsi de suite, tandis que le brûleur 7 est quant à lui piloté en fonction de seuils de degrés d'alcool éventuellement différents de ces degrés de coupe. A la fin du cycle de chauffe, après que les diverses coupes requises aient été effectuées, l'extinction du brûleur 7 en fin de chauffe est avantageusement programmée à un degré iminimum prédéterminé, vers 1,5 C par exemple. Une sonnerie spécifique est avantageusement enclenchée alors pour attirer l'attention du distillateur sur ce que la distillation est finie. La figure 2 illustre de façon très schématique l'allure des courbes de corrélation à un moment donné, entre la température des vapeurs chargées en alcool (sonde 50) et le degré en alcool du distillat liquide (tronçon 30) telles que la Demanderesse a pu les mettre en évidence. Il s'agit de courbes à décroissance continue dont la concavité est tournée vers le bas. La Demanderesse a pu établir que ces courbes dépendent principalement de la pression atmosphérique et de l'installation de distillation utilisée, et qu'une variation de pression (p1 à p2) se traduit, en première approximation, par une translation parallèlement à l'axe des températures, tandis qu'un changement d'installation (1 à 2) entraîne principalement une translation parallèlement à l'axe des degrés GL. L'étalonnage de l'unité de traitement et de commande U se fait par exemple par enregistrement simultané des deux paramètres (avec un dispositif de relevé du degré en alcool monté pour l'occasion dans le tronçon 30) pour une valeur donnée de la pression atmosphérique. On introduit en outre des fonctions d'extrapolation appropriées, par extrapolation linéaire par exemple, adaptées à corriger la courbe ainsi obtenue en fonction de la pression atmosphérique sous laquelle se déroule un quelconque cycle ultérieur de distillation. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu a titre indicatif et que de nombreuses variantes peuvent cotre proposées par l'homme de l'art, notamment en ce qui concerne la nature et l'emplacement des divers éléments de mesure et de commande. REVEDXDICATIONS 1. Procédé de pilotage de distillation alcoolique selon lequel on chauffe une masse à distiller. On recueille les vapeurs chargées en alcool ainsi dégagées, on les refroidit en sorte d'obtenir un distillat liquide, et on verse ce dernier, en fonction de son degré en alcool,dans l'un d'une pluralité de récipients correspondant à des gammes différentes de degré en alcool, caractérisé ce que l'on détermine le récipient destiné à recevoir le distillat liquide à partir de la mesure (50)de la température instantanée des vapeurs chargées en alcool. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enregistre en continu la température des vapeurs chargées en alcool. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on régule la puissance de chauffe de la masse distiller à partir de la mesure de la température instantanée des vapeurs chargées en alcool. 4. Procédé selon la revendication 3, selon lequel on chauffe la masse à distiller par combustion d'un combustible, caractérisé en ce que l'on analyse en continu les fumées ainsi dégagées et qu'on régule en conséquence leur échappement. 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on régule le refroidissement des vapeurs chargées en alcool à partir de la mesure de leur température instantanée. 6. Installation de distillation adaptée à la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1-, du genre comportant une chaudière contenant la masse à distiller, une canalisation recueillant les vapeurs chargées en alcool ainsi dégagées, reliée à un serpentin de refroidissement immergé dans un réfrigérant, un bottier de sélection à commande électrique, et une pluralité de récipients de récupération, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une sonde de température (50) disposée dans ladite canalisation (C, C') reliée à une unité de traitement et de commande (U) assurant le pilotage dudit boîtier de sélection (30). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la chaudière (A) est chauffée par un dispositif de chauffe (7, 8) placé sur le contrôle de ladite unité de traitement et de commande (U). 8. Installation selon la revendication 7, dans laquelle le dispositif de chauffe comporte un brûleur pour un combustible produisant des fumées s'échappant par une cheminée, caractérisée en ce qu'elle comporte des sondes (60) d'analyse des fées et une trappe réglable (65) commandée par l'unité de traitement et de commande (U) en fonction des indications desdites sondes. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle le réfrigérant est renouvelé au travers de vannes, caractérisée en ce que ces vannes sont pilotées par l'unité de traitement et de commande (U).