Brevet FR2552567A1 — publié le 19850329

La présente invention concerne un dispositif alcoomètre de pilotage pour installation de traitement de spiritueux, notamment production d'eau de vie par dis tillation, destiné à la commande, dans cette installation, d'au moins un appareil qu'il convient d'asservir en fonctionnement au degré en alcool du liquide circulant dans un tronçon de canalisation de mesure. L'invention s'applique tout particulièrement, mais non exclusivement, à. la production par distillation d'une eau-de-vie telle que d# cognac. On procede couramment dans ce cas à une distillation. de type charantaiset à partir de vin. Le principe de la distillation. charentaise consiste en deux distillations successives. La première résultant de la distillation du vin, permet d'obtenir trois types de distillats : les tètes (3.0 premiers litres), le brouillis et les queues. Le brouillis est ensuite redist#1é. au cours d'une deuxième distillation pour obtenir quatre types de distillats : 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. C'est dans ces opérations de coupe et de réglage de la puissance de chauffe que réside toute la tradition de l'art de la distillation. Jusqu'S -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''le quel 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, 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 grâce à un relevé automatique du degré en alcool du distillat. Elle vise également à optimiser la structure du tronçon d'installation dans lequel est effectué ce relevé. De manière plus générale, l'invention propose un dispositif alcoomètre de pilotage pour installation de traitement de spiritueux, notamment production d'eaude-vie par distillation, destiné à commander, dans cette installation, au moins un appareil en fonction du degré en alcool du liquide circulant dans un tronçon de canalisation de mesure, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble détecteur sensible à la densité dudit liquide circulant dans le tronçon de mesure et un élément de comparaison adapté à repérer la position de la valeur instantanée de la densité par rapport à au moins une valeur de consigne et à délivrer audit appareil à commander un signal de commande électrique représentatif de cette position. De préférence, le dispositif alcoomètre de pilotage de l'invention comporte deux capteurs de pression décalés en hauteur, adaptés à effectuer une mesure différentielle instantanée de la densité du distillat, associés à un comparateur adapté à comparer cette densité à une valeur de consigne et à déclencher une opération de coupe au moment opportun, par action sur l'électrovanne de coupe adéquate, et/ou à modifier le réglage du dispositif de chauffe de l'installation. L'invention préconise, dans le cas d'une installation de distillation, que le dispositif alcoomètre soit précédé d'un dispositif de filtrage, de préférence dans la première branche d'un tube en U formant portealcoomètre, et qu'en outre ce porte-alcoomètre soit monté en permanence à la sortie du serpentin de refroidissement, par l'intermédiaire d'un raccord en T autorisant un branchement, permanent ou non, du tuyau d'amenée du liquide de nettoyage. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure i est une vue latérale d'une installation de distillation de type charentaise équipée d'un dispositif alcoomètre selon l'invention - la figure 2 est une coupe longitudinale du porte-alcoomètre de l'installation de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue latérale du raccord en T à la suite duquel est monté ie porte-alcoomètre de la figure 2. 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 comprend essentiellement une cucurbite A contenant le vin à distiller, surmontée d'un chapiteau 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 de vin 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 porte-alcoomètre 30 en forme de U.Le distillat ainsi formé s'écoule d'abord, à partir du fond du portealcoomètre 30, dans un bassin de tête 34, puis, à la sortie du tube en U au travers d'un boitier de sélection des distillats 33 où il est orienté vers les cuves de brouillis 12, ou de coeur 13 puis de secondes 11 selon le typé de chauffe effectué, puis vers la cuve des têtes et des queues 10. La cucurbite A est disposée au-dessus d'un 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. Selon l'invention, un dispositif alcoomètre de pilotage (voir figure 2) est associé au porte-alcoomètre 30 en vue de commander automatiquement, en fonction du degré instantané en alcool, des électrovannes de sélection des distillats ainsi que, le cas échéant, le brûleur de chauffe 7, par l'intermédiaire d'un élément de commande de puissance de chauffe 8. 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. La figure 2 représente plus en détail le portealcoomètre 30 équipé d'un dispositif alcoomètre selon l'invention. Ce porte-alcoomètre a la forme d'un tube en U dont le fond 50 est muni d'un orifice 51 de sortie des têtes associé à une vanne de sélection des têtes (non représentée) et à une canalisation des têtes (non représentée) menant au bassin des têtes, et un orifice de vidange 52 associé à une vanne de vidange du portealcoomètre 30. Le distillat arrive dans ce porte-alcoomètre par un orifice d'arrivée 53, descend la première branche 30A du tube en U, et remonte, si les deux vannes associées aux orifices 51 et 52 sont fermées, dans la seconde branche 30B de ce tube, et quitte le porte-alcoomètre 30 par un orifice de sortie 54. La branche 30B du porte-alcoomètre comporte en son extrémité supérieure un rebord annulaire 55 formant trop-plein d'cd le distillat déborde pour se déverser dans une gouttière annulaire 56 comportant ledit orifice de sortie 54. Grâce à ce trop-plein, le niveau du distillat à la sortie du tube en U est sensiblement stabilisé. Cette mise à l'air des distillats permet le dégagement de gaz dissous. Dans le mode de réalisation préféré schématisé en traits mixtes à la figure 2, un dispositif alcoomètre selon l'invention délivre en continu un signal analogique représentatif de la valeur instantanée de la densité du distillat. Pour cela, ce dispositif procède à une analyse différentielle de la pression dans le porte-alcoomètre 30 grâce à deux capteurs de pression 90 et 91 disposés à des hauteurs différentes. Dans l'exemple représenté, ces capteurs sont disposés dans une même branche 30B du portealcoomètre ; ils sont avantageusement adaptés à relever en outre la température du distillat.Ces capteurs 90 et 91 sont reliés à un élément de calcul 92, tel que microprocesseur, qui, par différence des pressions mesurées, obtient la valeur de la densité du distillat et, après correction en fonction de la température, on déduit le degré instantané en alcool qui est avantageusement affiché, ainsi que la température, de préférence à distance, sur un tableau de visualisation récapitulant les paramètres des diverses installations concernées (degré en alcool, température, position des vannes, réglage du brûleur ...). Le fait d'utiliser une pression différentielle est fondamentale. En effet, l'écoulement du liquide n'est pas parfaitement stable, de ce fait le niveau du liquide au porte-alcoomètre, c'est-à-dire la hauteur de liquide au-dessus d'un capteur de pression oscille de plusieurs millimètres en quelques secondes et fausse la mesure de la densité. Le fait d'utiliser deux capteurs et donc la différence entre deux hauteurs subissant les mêmes oscillations, permet d'éliminer les erreurs dues aux oscillations, L'usage d'un microprocesseur, 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 d'y comparer les valeurs instantanées fournies par les capteurs 90 et 91. 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 du degré en alcool du distillat dans le porte-alcoomètre 30. Par programmation de l'élément de calcul 92 formé par exemple d'un microprocesseur, le distillateur peut ainsi tenir compte, dans l'automatisation de son installation, de son art de la distillation, au moins partiellement. Compte-tenu du caractère automatique, selon l'invention, de la mesure du degré instantané en alcool du distillat, il est possible d'opérer des opérations de coupe (voire de réglage de la puissance de chauffe du brûleur) qui soient précises et reproductibles. Pour en tirer parti, on comprend aisément qu'il convient que le distillat considéré soit le plus propre possible, d'où la présence, en amont du dispositif alcoomètre, d'éléments de filtrage. Dans l'exemple de la figure 2, la branche 30A du porte-alcoomètre est munie d'une nervure interne 70 qui sert d'appui à deux porte-filtres 71 et 72 recouverts d'un élément 73 formant entonnoir destiné à diriger le distillat en écoulement bien à l'intérieur des deux filtres 74 et 75, successivement. Le filtre interne 74 a de préférence des mailles plus fines que le filtre externe. Lorsque le dispositif alcoomètre est monté dans la branche 30A du porte-alcoomètre, la nervure 70 est ménagée plus haut que ce dernier. De manière à ne pas nécessiter de démontage pour les opérations de nettoyage du serpentin E, le portealcoomètre de la figure 2 est relié à la sortie dudit serpentin par l'intermédiaire d'un raccord en T. La figure 3 illustre un raccord 80 de ce type comportant des tubulures d'entrée 81 et de sortie 82 de distillat et une tubulure de nettoyage 83. La tubulure de sortie 82 est adaptée à se raccorder à l'arrivée 53 du porte-alcoomètre. Elle est munie d'une vanne de fermeture 84. De même, la tubulure de nettoyage 83 est muni d'une vanne 85. Ces vannes ne doivent être ouvertes (ou fermées) qu'en alternance : écoulement de distillat dans le sens 81-82, ou du liquide de nettoyage dans le sens 83-81. Pour assurer en permanence cette inversion dans les positions des vannes 84 et 85, celles-ci sont disposées dans un même plan et sont commandées en simultanéité par un ensemble de deux leviers de commande 86 et 88, respectivement, accouplés par une traverse 87. Si, dans la figure 3, la vanne 84 est ouverte et la vanne 85 fermée, une rotation vers le bas du levier-86 entraînera la fermeture de la vanne 84 ainsi que, simultanément, l'ouverture de la vanne 85 grâce à la traverse 87. Les tubulures 81, 82 et 83 sont filetées extérieurement. La tubulure d'entrée 81 présente avantageusement un pas de vis externe inverse grâce à quoi elle peut être aisément rapportée à la sortie du serpentin par rotation d'un écrou à double filetage (non représenté- adapté à se visser simultanément sur ladite sortie (à pas de vis normal) et ladite tubulure. De la sorte, il suffit de modifier le diamètre et le pas du filetage normal dudit écrou pour pouvoir relier un raccord en T donné à plusieurs tailles de serpentins. En fonctionnement, le distillateur commence par indiquer le type de chauffe à réaliser, Dès lors, l'autorisation 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 différent 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 niveaux 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 minimum prédéterminé, vers 1,50C par exemple. Une sonnerie spécifique est avantageusement enclenchée alors pour attirer l'attention du distillateur sur ce que la distillation est finie. il va de soi que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre indicatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'arE sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les capteurs ne sont pas nécessairement à la verticale l'un de l'autre, et le porte-alcoomètre peut admettre une autre forme que celle d'un U. il est à noter que dans le cas d'une mesure différentielle de pression, aucun niveau à ltair libre n'intervient. Un dispositif alcoomètre selon l'invention ne s'applique pas qu'à l'obtention de spiritueux par distillation mais s'applique également,par exemple, pour le contrôle de la modification (abaissement) du degré en alcool d'un liquide fortement alcoolisé. REVENDICATIONS 1. Dispositif alcoomètre de pilotage pour installation de traitement de spiritueux, notamment production d'eau-de-vis par distillation, destiné à commander dans cette installation au moins un appareil en fonction du degré en alcool du liquide circulant dans un tronçon de canalisation de mesure, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble détecteur (90, 91) sensible à la densité dudit liquide circulant dans le tronçon de mesure (30B) et un élément de comparaison (92) a d a p t é à repérer la position de la valeur instantanée de la densité par rapport à au moins une valeur de consigne et à délivrer audit appareil à commander (7, 33) un signal de commande électrique représentatif de dette position. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble détecteur (90, 91) délivre un signal analogique représentatif de la valeur instantanée de la densité du liquide. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble détecteur comporte deux capteurs de pression (90, 91) disposés à des hauteurs différentes dans ledit tronçon de mesure (30B). 4. Installation de distillation du genre comportant un serpentin de refroidissement (E) avec, à sa sortie, un porte-alcoomètre (30) avec un dispositif alcoomètre de pilotage selon lune quelconque des revendications i à 3, relié à des électrovannes de sélection de distillat (33). 5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle la masse à distiller est chauffée par un brûleur, caractérisée en ce que ledit dispositif alcoomètre de pilotage (90-92) est relié à un élément de commande de puissance de chauffe (8) associé audit brûleur (7). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit élément de puissance de chauffe (8) est adapté à asservir en puissance le brûleur (7) avec une puissance de consigne variant dans le temps en fonction du degré d'alcool instantané mesuré par le dispositif alcoomètre de pilotage (90-92). 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 du genre comportant un brûleur de chauffe, caractérisée en ce que le dispositif alcoomètre de pilotage (90-92) commande l'extinction du brûleur (7) lorsque le degré en alcool du distillat devient inférieur, en fin de chauffe, à une valeur de consigne d'arrêt. 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'au moins un élément de filtrage (71, 72) est disposé dans le porte-alcoomètre (30), en amont du dispositif alcoomètre de pilotage. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce aue le porte-alcoomètre (30) est relié à la sortie du serpentin de refroidissement par un raccord en T (80) ayant une tubulure d'entrée des distillats (81), une tubulure de sortie des distillats (82) muni d'une vanne de distillat (84), et une tubulure de nettoyage (83) muni d'une vanne de nettoyage (85), ces vannes admettant un ensemble de commande (86 , 87, 88) tel que lune soit fermée lorsque l'autre est ouverte, et réciproquement. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'orifice d'entrée des distillats (81) présente extérieurement un pas de vis interne, adapté à coopérer avec un écrou présentant deux pas de vis inverses l'un de l'autre, adapté à se visser simultanément sur la sortie du serpentin (E) et ledit orifice d'entrée (81). 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à-10, du genre comportant un bassin des têtes pour recevoir un volume prédéterminé de distillat en début de chauffe, caractérisée en ce que ledit bassin (34) comporte un flotteur qui, par coopération avec une cellule photo-électrique, provoque une première coupe de distillat. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte à distance un panneau de visualisation sur lequel sont reportées les positions de diverses électrovannes ainsi que, le cas échéant, le degré instantané en alcool du distillat.