Brevet FR2582668A1 — publié le 19861205

i PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA CUISSON DES MOOTS DE BIERE La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la cuisson en économisant l'énergie de moûts de bière contenant du houblon. Lors de la cuisson des moûts de bière (cuisson de substances parfu- mées au houblon), se déroulent des processus très complexes au cours desquels: - les substances amères du houblon se dissolvent et il se produit une transformation isomère; - les albumens coagulent; - les substances aromatiques indésirables émergent; - la concentration du moût est augmentée par évaporation de l'eau; - des substances réductrices et aromatiques sont formées; - des enzymes encore actives sont rendues inactives; - le moût est stérilisé. La cuisson dite classique du moût de bière (cuisson à la pression atmosphérique) réalise correctement les fonctions qui viennent d'être énumérées et permet d'obtenir les meilleurs moûts de bière, mais elle présente l'inconvénient d'être discontinue et onéreuse et, par dessus tout, d'utiliser beaucoup d'énergie; le chauffage et la cuisson d'un hectolitre de moût de bière exige 15 à 20 kg de vapeur. Au cours des années passées, on a développé diverses techniques en continu qui devaient améliorer l'efficacité du procédé et économiser l'énergie thermique. Un tel procédé est décrit dans DE-A-1 091 516; selon ce procédé, le moût est chauffé à 130 à 150 C et maintenu à cette tempéra- ture pendant 3 à 4 minutes. Ensuite, la pression du moût est réduite brutalement en plusieurs étages et la vapeur saturée apparaissant au cours de cette expansion brutale est utilisée pour réchauffer le moût frais entrant. De cette façon, une grande partie de l'énergie calorifique peut être conservée dans le cycle et ce n'est que dans le dernier étage o le moût est réchauffé à une température de 130 à 150 C que l'on doit intro- duire de la vapeur vive (énergie primaire). Avec ce procédé, on obtient une coagulation rapide de l'albumen, une bonne efficacité de l'isomérisation des substances amères et une économie d'énergie significative, le goût de la bière n'atteint cependant pas la qualité de celui des bières brassées selon la technique classique, et du fait de la pression de vapeur et de la température relativement élevée, on doit utiliser des équipements onéreux. Un autre inconvénient encore est dû au fait que pour assurer l'évacuation des dépôts qui se forment continuel- lement, le fonctionnement de l'installation doit être interrompu fréquem- ment. Selon DE-A-3 336 310, la dégradation de la saveur rencontrée précé- demment et due à la température élevée peut être évitée si l'on interpose, sur la ligne de préchauffage, après l'étage chauffé au-delà de 100 C mais avant l'étage à température élevée chauffé à la vapeur vive, un détendeur (vaporiseur). De cette facon, les substances nocives pour le bon goût de la bière sont éliminées du moût à une température encore relativement basse. Un autre avantage est dû au fait que, comparativement aux techniques connues, une meilleure vaporisation de l'eau peut être obtenue. La consom- mation d'énergie du procédé est cependant, en prévoyant la même durée à température élevée, plus importante que dans le cas de la technique conti- nue sans détendeur intermédiaire. Sur le plan économique, il serait ainsi très intéressant de disposer d'un procédé de cuisson de moût de bière fonctionnant en continu et écono- misant l'énergie si l'on pouvait éviter les inconvénients des procédes connus -en conservant leurs avantages- et si l'on pouvait fabriquer des bières qui, sur le plan de la qualité, ne soient pas inférieures à celles brassées selon les techniques classiques. L'un des buts de l'invention est précisément la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention repose sur la connaissance du fait que l'on peut brasser avec moins de dépense en énergie les bières brassées de facon classique pour en faire des bières qui ne soient pas de qualité inférieure, si l'on chauffe dans l'étage chauffé à la vapeur vive et présentant la température maximale, le moût a une température sensiblement plus faible que celle utilisée couramment, si l'on réduit sensiblement la durée de séjour à cette température par rapport aux durées connues mais si l'on maintient par contre, dans l'avant dernier récipient de détente, une durée de séjour sensiblement plus longue et si -afin d'utiliser la capacité calorifique du moût sortant du dernier récipient de détente- l'on ramène le moût au début de la ligne de préchauffage afin d'y préchauffer dans un échangeur de chaleur régénérateur, le moût frais entrant. L'objet de-l'invention est ainsi un procédé amélioré de cuisson continue de moût de bière avec économie d'énergie, dans lequel le moût de bière est préchauffé dans plusieurs étages, dont le dernier est porté à la température la plus élevée par de la vapeur vive, puis de mettre en oeuvre une détente en plusieurs étages et d'utiliser la vapeur saturée apparais- sant au cours de la détente pour le préchauffage. Selon ce procédé, on peut noter que l'on échauffe le moût à une température de 120 à 125 C dans l'étage à la température la plus élevée, qu'on le maintient à cette tempé- rature pendant une durée de 0,5 à 2 minutes, que dans la succession des récipients de détente montés en série, on assure dans l'avant dernier récipient de détente une durée de séjour de 20 à 40 minutes et que l'on utilise le moût sortant du dernier récipient de détente dans un échangeur régénérateur pour le préchauffage du moût entrant. L'objet de l'invention est en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et qui comporte des échangeurs de chaleur vapeur saturee/liquide montés en série, un étage final chauffé à la vapeur vive et des récipients de détente reliés aux échangeurs de chaleur à l'aide de conduites. Le dispositif se caractérise en ce qu'il comporte, avant les échangeurs de réchauffage vapeur saturée/liquide, un échangeur régénérateur dont l'un des côtés est relié à la conduite de moût frais entrant et dont l'autre côté ou chambre est relié au raccord de sortie de liquide du dernier récipient de détente. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparai- tront à la lecture de la description d'un mode de réalisation, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexe o la figure unique est une représentation schématique du circuit de cuisson de moût de bière selon l'invention. Si l'on se rapporte au dessin, le moût en provenance d'un filtre de trempage travaillant en discontinu ou d'un filtre fonctionnant en continu et du récipient de macération ou d'un récipient collecteur à une tempéra- ture d'environ 70 à 73 C, est refoulé à l'aide d'une pompe à puissance réglable continuellement dans un échangeur de chaleur régénérateur 1 o le moût est réchauffé à environ 80 C. Le moût passe ensuite dans le premier échangeur de chaleur vapeur saturée/liquide 2 o il est chauffé à 80 à 90 C à l'aide de la vapeur saturée en provenance du deuxième récipient de détente 7. Dans le deuxième échangeur de chaleur vapeur saturée/liquide 3 (qui valorise la vapeur du premier récipient de détente 6), la température du moût s'élève à 90 à 110 C. L'étage à la température la plus élevée se raccorde ensuite, puis l'échangeur de chaleur vapeur vive/liquide 4 dans lequel le moût est chauffé à 120 à 125 C. Ensuite, se branche le récipient de maintien 5 dans lequel le moût est maintenu pendant 0,5 à 2 minutes, avantageusement une minute, à une température de 120 à 125 C. Le moût sortant du récipient de maintien 5 s'écoule dans le premier récipient de détente 6. Le dispositif représenté sur le dessin comporte deux étages de détente, ce qui fait que le premier récipient de détente constitue, en fait, l'avant dernier. Le moût séjourne dans le récipient de détente 6 pendant 20 à 40 minu- tes, la vaporisation lente qui s'y développe provoque le même effet qu'un autre processus d'ébullition. Pendant ce séjour, la température du moût s'abaisse à 103 à 110 C. Dans le deuxième récipient de détente 7, la température du moût s'abaisse en-dessous de 100 C. A la sortie de ce deuxième récipient de détente 7, le moût est ramené au début de la ligne de réchauffage, dans l'échangeur de chaleur régénérateur 1 o il réchauffe le moût frais entrant et se refroidi ainsi à 85 C à 89 C. Le moût est ensuite conduit à cette température vers un autre processus de traitement. L'invention présente les avantages principaux suivants: la tempéra- ture de 120 à 125 C qui règne dans le dernier étage et la durée de maintien de 0,5 à 2 minutes à cette température ont amplement démontré qu'il n'était pas nécessaire de réchauffer le moût à 150 C et de le maintenir à cette température pendant 3 à 4 minutes, ce qui ne faisait que détruire les substances aromatiques. La durée de maintien de 20 à 40 minutes (dans le procédé connu: 120 à 134 C pendant 3 à 4 minutes), dans l'avant dernier récipient de détente à une température de 103 à 110 C a, pour conséquence, la transformation ou le réarrangement isomère des substances amères qui se réalisent avec un meilleur rendement. La qualité des bières brassées avec le procédé de l'invention est la même que celle des bières brassées de façon classique. Par suite de la température plus faible et de l'échangeur de chaleur régénérateur qui n'était pas utilisé auparavant, le procédé utilise une quantité d'énergie sensiblement moindre. Lorsque l'on pose que les besoins d'énergie des procédes classiques de cuisson de moût de bière (à la pression atmosphérique) sont égaux à 100%, les besoins en énergie du procédé selon l'invention sont égaux à environ 25% de cette quantité d'énergie, tandis que dans le procédé continu connu précédemment qui fonctionne avec des durées de séjour de 3 à 4 minutes à des températures de à 150 C, malgré la valorisation de la vapeur s'échappant des étages de détente, l'on utilise encore 33 à 35% de la consommation d'énergie du procédé classique. Un avantage supplémentaire est dû au fait que, par suite de la température et de la pression plus faibles, les dispositifs peuvent être réalisés de façon plus simple étant donné qu'il est bien connu que le coût des appareils à pression de fluide croit de façon exponentielle avec la pression. Par suite du séjour plus court dans l'étage le plus chaud, celui-ci (en général un serpentin de tube) peut être de taille plus rédui- te, ce qui constitue encore un avantage sur le plan des investissements. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 6 2582668 REVENDICATIONS 1.- Procédé de cuisson de moût de bière en continu et avec économie d'énergie, dans lequel le moût de bière est préchauffé dans plusieurs étages, est amené à la température la plus élevée dans un dernier étage, à l'aide de vapeur vive, puis est soumis à une détente dans plusieurs étages et o l'on utilise, pour le préchauffage, la vapeur saturée apparaissant au cours de la détente, caractérisé en ce que l'on chauffe le moût à une température de 120 à 125 C dans l'étage à la température la plus élevée, on le maintient à cette température pendant une durée de 0,5 à 2 minutes, l'on assure dans l'avant dernier récipient de détente de la ligne des récipients de détente montés en série, une durée de séjour de 20 à 40 minutes, et en ce que l'on utilise le moût sortant du dernier récipient de détente dans un échangeur de chaleur régénérateur pour le préchauffage du moût entrant. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendica- tion 1, comportant des échangeurs de chaleur vapeur saturée/liquide montés en série, un étage final chauffé à la vapeur vive et des récipients de détente reliés aux échangeurs de chaleur par des conduites, caractérisé en ce qu'il comporte, avant les échangeurs de préchauffage vapeur saturee/li- quide (2, 3), un échangeur de chaleur régénérateur (1) dont l'un des côtés est relié à la canalisation de moût frais entrant et dont l'autre côté est relié au raccord de sortie de liquide du dernier récipient de détente (7).