Brevet FR2597587A1 — publié le 19871023

ECHANGEUR PERFECTIONNE NOTAMMENT POUR LA REGULATION THERMIQUE DES MOUTS DE RAISIN La présente invention a trait à un échangeur d'une nouvelle conception destiné plus particulièrement à la régulation de la température des mouts de raisin au cours de leur fermentation et, d'une manière plus générale, au contrôle de la température de tous liquides soumis à des contraintes de régulation de température tels que bière, lait, sirop, etc... On sait qu'il est nécessaire, en particulier pour les mouts de raisin, de maitriser la température au cours de la fermentation. Actuellement divers procédés sont utilisés, mais ont en commun de faire appel, pour leur mise en oeuvre, à une installation lourde, complexe, coûteuse et nécessitant des manipulations importantes. Le but de l'invention est de proposer un nouveau type d'échangeur destiné à être immergé dans le moût à contrôler pour lui apporter des calories ou en retirer, à la fois simple, de faible coût et facile à utiliser, en sorte de permettre au plus grand nombre de viticulteurs d'effectuer eux-mêmes, à domicile, la fermentation des moûts de raisin, de manière efficace. A cet effet, l'invention a pour objet un échangeur per~ectionné notamment pour la régulation thermique des moûts de raisin, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un conduit du type à anneaux de profil carré, arrondi ou similaire, en matériau relativement rigide mais susceptible d'être cintré, enroulé en un serpentin de forme générale cylindrique, relié à ses extrémités à des canalisations d'amenée et d'évacuation du fluide de régulation, ledit serpentin étant enroulé sur un support vertical constitué d'un croisillon rigide à la périphérie duquel sont ménagés des moyens de réception et retenue des spires du serpentin. Ledit croisillon est avantageusement formé de deux plaques solidaires à angle droit, dont les bords verticaux externes sont munis d'une série d'encoches à distance. Par ailleurs, afin d'améliorer encore les échanges thermiques en facilitant les mouvements de convection dans le moût entre les spires superposées du serpentin, des pièces d'écartement sont insérées verticalement entre les spires dans les intervalles entre les branches du croisillon support. Un tel échangeur est particulièrement peu onéreux du fait que le serpentin annelé peut être réalisé à partir de tuyaux existant dans le commerce, par exemple en polypropylène de 25mm de diamètre extérieur et remarquablement efficace grâce à la très grande surface d'échange procurée par les nombreux replis formés par les anneaux. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 représente un schéma d'une installation de contrôle de la fermentation de moût de raisin comportant un échangeur conforme à l'invention - Figure 2 représente une vue en élévation d'un mode de réalisation de l'échangeur de la figure 1 - Figure 3 est une vue de dessus de l'échangeur de la fi gure 2, et - Figure 4 est une vue partielle en coupe axiale du con duit de l'échangeur. La figure 1 représente schématiquement une installation comprenant un échangeur 1 conforme à l'invention, plongé dans une cuve 2 contenant un moût de raisin en fermentation. L'orifice d'entrée de fluide de régulation thermique dans l'échangeur est relié par une canalisation 3 à un robinet 4 de distribution d'eau, par exemple de la ville, par l'intermédiaire d'un boîtier 5 de commande électronique et d'un chauffe-eau à gaz 6 alimenté à partir d'une bouteille 7. L'orifice de sortie du fluide de régulation, en l'occurrence l'eau de la ville, est relié par une canalisation 8 par exemple àun caniveau 9. Le boîtier 5 comporte un dispositif d'affichage nUmbrique: 10 des températures maximales régnant dans la cuve 2 et détectées par une sonde thermométrique il immergée dans le moût au voisinage de l'extrémité supérieure de l'échangeur 1. Un commutateur 12 à deux positions permet un fonctionnement automatique ou manuel du boitier 5. Un inverseur 13 permet le fonctionnement de l'échangeur 1 en réchauffeur du moût ou au contraire en refroidisseur. Un contacteur 14 permet de passer sur la position affichage et mise en mémoire des températures maximales et minimales désirées, qui sont ajustées par des verniers 15 et 16, un système électronique numérique envoyant un signal lorsque la température désirée est atteinte, ce qui permet le pilotage d'une électrovanne de débit 17. Enfin, une vanne manuelle 18 permet d'ajuster le débit d'eau de climatisation afin d'obtenir le meilleur rendement pour utiliser la totalité des calories absorbées lors de l'échange. Si l'on veut réchauffer le moût, le chauffe-eau 6, qui est par exemple un chauffe-eau classique, apporte les calories nécessaires. L'échangeur 1 a une forme générale cylindrique et est disposé verticalement dans la cuve 2. Les figures 2 à 4 illustrent un mode de réalisation de cet échangeur. Celui-ci est constitué essentiellement d'un serpentin enroulé hélicoidalement et formé d'un conduit en matériau relativement rigide mais se prêtant néanmoins au cintrage. Un tel serpentin peut avantageusement être réalisé à partir d'un simple tuyau du commerce tel que celui représenté sur la figure 4. I1 s'agit d'un tuyau 19 en polypropylène à haute résistance en température (entre -20 C et +1200c), de 25mm de diamètre extérieur et constitué d'anneaux 20 individuels conférant au tuyau une forme de soufflet. Le profil ou section des anneaux 19 peut varier bien entendu et être par exemple sensiblement carré comme représenté sur la figure 4, ou de forme arrondie, sinusoldale, etc... l'essentiel étant que le profil des anneaux 20 assure une très importante surface d'échange entre l'intérieur et l'extérieur du tuyau 19. Un tel tuyau est très bon marché et se révèle remarquablement efficace comme échangeur thermique. En outre, il est d'un faible poids ce qui facilite la manipulation et le transport de l'échangeur. Le tuyau 19 est enroulé et fixé sur un support formé d'un croisillon constitué de deux plaques rectangulaires solidaires 21 disposées à angle droit et dressées verticalement en étant fixées sur un socle 22 en forme de disque ou cercle. Les deux plaques 21 sont par exemple en polychlorure de vinyl et emboîtées-collées par leur axe médian qui définit l'axe vertical de l'échangeur. Les plaques 21 sont encastrées à leurs extrémités inférieures dans le socle 22. Les bords longitudinaux externes des plaques 21 sont munis d'encoches 23 espacées et recevant les différentes spires du serpentin qui ne sont donc pas jointives afin de faciliter les mouvements de convection du moût entre les spires. La forme des encoches 23 est telle que les spires sont engagées à force dans les encoches où elles s'y trouvent ainsi clipsées. Le tuyau 19 est engagé dans les encoches au droit de la partie de diamètre réduit séparant deux anneaux 20. En outre, en vue de faciliter encore devantage la circulation du moût entre les spires, celles-ci sont décalées radialement de manière alternée grâce à des barrettes d'écartement 24 disposées verticalement en passant entre les spires successives comme représenté sur la figure 2. Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3 il est prévu quatre barrettes 24 à équidistance des alignements d'encoches 23. L'extrémité supérieure du tuyau 19 est connectée à un raccord coudé 25 solidaire de l'une des plaques 21 et lui-même relié à la canalisation 8 d'évacuation. L'extrémité inférieure du tuyau 19 est connectée de la même manière (non représentée sur la figure 2) à la canalisation 3 d'amenée d'eau de régulation thermique. Le matériau des éléments 19,21,22,24,25,3 et 8 peut être divers pourvu qu'il soit resistant aux agressions éventuelles du-moût en fermentation et qu'il n'influe pas sur les qualités organoleptiques du produit fermenté. L'utilisation de l'eau du robinet 4, et plus avantageusement encore l'eau d'un puits dont la température est de l'ordre de 14"C, permet de rendre encore plus économique le fonctionnement de l'installation, mais on peut bien entendu utiliser tout liquide approprié comme agent de régulation thermique (en réchauffeur et/ou en refroidisseur) envoyé dans le conduit de l'échangeur 1. L'échangeur de l'invention est donc particulièrement simple, peu coûteux, facile à mettre en place et retirer dans une cuve quelconque du fait de son faible poids et remarquablement efficace. I1 est ainsi possible, de manière très avantageuse, d'installer de tels échangeurs dans les cuves recevant les premiers moûts de vinification. De plus, ces échangeurs se prêtent facilement à une automatisation complète pendant la période de fermentation, ce qui permet de libérer du personnel plus utile à d'autres tâches, notamment en période de vendange. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la structure support des spires de l'échangeur, les moyens d'écartement entre spires, les formes et dimensions des anneaux du tuyau constitutif dudit échangeur. REVENDICATIONS 1. Echangeur perfectionné notamment pour la régulation thermique des moûts de raisin, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un conduit (19) du type à anneaux de profil carré, arrondi ou similaire, en matériau relativement rigide mais susceptible d'être cintré, enroulé en un serpentin de forme générale cylindrique, relié à ses extrémités à des canalisations d'amenée et d'évacuation du fluide de régulation, ledit serpentin étant enroulé sur un support vertical constitué d'un croisillon rigide (21) à la périphérie duquel sont ménagés des moyens (23) de réception et retenue des spires du serpentin. 2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit croisillon est formé de deux plaques solidaires à angle droit (21), dont les bords verticaux externes sont munis d'une série d'encoches (23) à distance. 3. Echangeur suivant la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce que des pièces d'écartement (24) sont insérées verticalement entre les spires successives, dans les intervalles entre les branches du croisillon support (21) afin de décaler radialement alternativement lesdites spires.