Brevet FR2589163A1 — publié le 19870430

CUVE DE STABILISATION DU VIN PAR REFRIGERATION La présente invention a pour objet une cuve de stabilisation du vin par réfrigération, destinée en particulier, mais non exclusivement à éliminer le tartre du vin ou de toute autre boisson contenant de l'acide tartrique. Dans la suite de la description, on désignera par "vin" non seulement le vin proprement dit y compris le vin mousseux et le champagne, les vins ayant une valeur accrue en éthanol , mais également les jus de raisin et les alcools à base de vin. L'élimination du tartre sera appelée "stabilisation". On sait que le vin contient généralement de l'acide tartrique ainsi que ses sels et, en particulier le bitartrate de potassium, sous forme diluée. Ces sels précipitent surtout lors de la formation de l'alcool par fermentation, le tartre étant plus difficilement soluble dans les solutions alcoolisées que dans l'eau. Après mise en bouteilles, les baisses de température dans les caves lors du stockage ou du transport et la baisse d'acidité contribuent à la précipitation du tartre. Ce dépôt, bien que ne présentant aucun danger pour la santé, provoque des réclamations de la part de consommateurs non avertis et nuit à la commercialisation du produit. Afin de remédier à cet inconvénient, il est de pratique courante d'éliminer le tartre, avant que le vin ne soit mis en bouteilles, par une réfrigération adéquate et, par exemple en exposant le vin pendant une période de 5 à 30 jours à la température de stockage la plus basse, si possible proche de son point de congélation. Après cristallisation du tartre, celui-ci est séparé du vin par filtration. Cette méthode, naturelle mais lente, n'est pas toujours couronnée de succès dans la mesure où souvent la concentration en tartre n'est pas suffisante et la température pas assez basse. De plus, on doit s'attacher à ce que l'élimination du tartre intervienne dans les chais. On connaît par le brevet DE-OS 2 640 384 un procédé dans lequel, pour obtenir la stabilité recherchée on refroidit dans un premier temps le vin à la température voulue puis, on met en contact le vin avec une quantité relativement grande de tartre amené de l'extérieur de manière à réaliser un ensemencement du vin, le tartre dissous se fixant par addition sur le tartre ajouté . On obtient un résultat satisfaisant au bout d'un temps de deux heures environ. Le tartre ajouté et le tartre précipité peuvent alors être éliminés par filtration. Mais cette méthode ne permet pas de travailler en continu. La présente invention a pour objet une cuve de stabilisation des vins contre les précipitations tartriques par le froid, permettant le traitement du vin en continu par procédé de contact par ajout de tartre extérieur et avec réensemencement partiel par les cristaux déjà formés. Selon la présente invention, la cuve de stabilisation de vins par réfrigération comprenant une enceinte réfrigérée, des moyens de circulation et d'agitation du vin est caractérisée en ce qu' elle comprend un cône de décantation disposé à l'une des extrêmités de la cuve opposée à l'extremité par laquelle La cuve assure ainsi trois fonctions: -la réfrigération instantanée du vin à une température de -30C, par exemple; - le nourrissement des microcristaux de bitartrate de potassium, la formation de nucléis et le réensemencement par agitation mécanique; - La sédimentation des cristaux dans la cuve elle-même, cette sédimentation permettant d'éliminer une grande partie des cristaux, action qui est parachevée par une filtration extérieure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de deux modes particuliers de réalisation, donné-s uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent: - La Fig.1, une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une cuve de réfrigération; - La Fig.2, une vue d'un ensemble dans lequel est montée une cuve telle que celle qui est représentée sur la Fig.1; - Les Figs 3 et 4, dans les mêmes conditions un second exemple de réalisation. La Fig.1 représente en coupe une cuve selon l'invention. La cuve 1 est une cuve isotherme en acier inoxydable présentant une enveloppe extérieure, une couche d'isolation 2 par exemple en mousse polyuréthane et une paroi interne la reliée à des moyens de réfrigération. La cuve 1 comprend deux parties. Une partie supérieure 4 occupant sensiblement les 6/7èmes du volume total de la cuve, à l'intérieur de laquelle est introduit le vin à traiter, ce vin subissant d'une part un refroidissement et une agitation, et d'autre part l'induction et le nourrissement de micro-cristaux. La seconde partie 3 est réalisée par le fond conique de la cuve 1 qui n'est pas réfrigéré et cette partie est partiellement obturée par un cone de décantation 5 à sommet tourné vers le haut. Dans la partie 3, le vin n'est pas agité.Le vin est introduit dans la cuve comme cela sera expliqué ci-après à une température de l'ordre de 1,4 OC par exemple, par une canalisation 6. Il se mélange avec le vin froid contenu dans la cuve ce qui abaisse immédiatement sa température. L'ensemble est refroidi par exemple à - 30C au contact de la paroi réfrigérante la.Un agitateur central 8, entraîné par un arbre 12 solidaire de l'arbre de sortie d'un moto réducteur 9 entraîne le vin à l'intérieur de la cuve et assure d'une part les convexions nécessaires au refroidissement du vin par les parois réfrigérantes la, et d'autre part les convexions nécessaires au brassage du vin avec les cristaux introduits dans la cuve au démarrage du traitement et avec ceux qui sont induits spontanément par le refroidissement (convexion de sens ascendant vers le milieu de la cuve et descendant vers les parois comme indiqué par les flèches F de la Figure 1). Cet agitateur 8 permet également d'obtenir une rotation du vin autour de l'axe 12 de l'agitateur ce qui provoque un léger effet de centrifugation sur les cristaux les plus gros.Ces cristaux descendent ensuite le long de la paroi la, et pénètrent dans la partie basse de la cuve 3 en passant dans l'espace annulaire 21 formé entre la périphérie du cône de décantation 5 et la paroi de la cuve. Comme cela apparaît sur la Fig.1, la paroi la ne descend pas jusqu'à la partie inférieure de la cuve 1 mais s'arrête sensiblement à la hauteur du sommet du cône de décantation 5. L'agitateur 8 permet également en créant une dépression l'aspiration du vin chargé en micro-cristaux se trouvant dans la partie conique 3 de la cuve, ce vin étant renvoyé dans la partie supérieure 4 soumise à agitation. La fonction d'aspiration du vin se trouvant à la partie inférieure peut bien entendu être obtenue par un dispositif de pompage extérieur continu ou périodique. L'ensemencement du vin avec les micro-cristaux amplifie l'action des cristaux introduits au démarrage du traitement à l'intérieur de la cuve. La cuve 1 présente également une canalisation 7 de sortie du vin traité avant filtration. La vitesse d'aspiration du vin dans la canalisation 7 est prédéterminée et peut-être par exemple de l'ordre de 30 hectolitres par heure. Mais à cette vitesse, correspond une vitesse beaucoup plus faible du vin à l'entrée basse du cône de sédimentation 5 de sorte que, les cristaux sédimentant à des vitesses supérieures ne peuvent pas être entraînés avec le vin aspiré par le sommet du cône de décantation. Les cristaux descendent par gravité vers la partie inférieure conique 3. Les cristaux les plus lourds se déposent sur le fond alors que les autres sont réaspirés par la pompe interne 22 actionnée par l'arbre de l'agitateur, ou par un pompage extérieur. Il se réalise aussi dans la cuve une séparation par gravité entre les microcristaux et les gros cristaux, les microcristaux allant réensemencer le vin. Périodiquement, les gros cristaux sont évacués par la canalisation 24. La cuve selon l'invention fonctionne sensiblement à la pression atmosphérique; une légère surpression provenant de l'inertage d'azote qui est réalisé à travers le trou d'homme 11; bien entendu, il est prévu des boules de lavage 10 , la cuve 1 en position verticale reposant sur le sol par un piètement 13. La Fig.2 représente une cuve 1 avec ses équipements connexes. La paroi la est en liaison thermique avec un équipement frigorifique, par exemple à trois étages 26, 27, 28. Le mode de fonctionnement de l'ensemble est le suivant. Le vin à traiter, à une température de l'ordre de + 150C par exemple est aspiré par une pompe centrifuge 14, par exemple à réglage de débit, et refoulé vers un échangeur à plaques 15 dans lequel il est refroidi, par exemple de + 150C à + 1,4 OC par échange à contre-courant avec le vin traité et filtré. A la sortie de l'échangeur 15, lorsque la vanne 16 est ouverte, le vin est acheminé sur une vanne à trois voies 17 qui permet de le diriger, en fonctionnement continu, vers la canalisation 6 ou, au début des opérations, vers la canalisation 7, la cuve étant à ce moment remplie par le fond.Au cours du fonctionnement continu, le vin à traiter est comme il a été expliqué précédemment brassé dans la partie 4 de la cuve, refroidi par le vin se trouvant précédemment dans cette cuve et ensemencé avec des micro-cristaux qui se déplacent avec le vin aspiré à la partie inférieure de la cuve par la pompe 22. Sous cette double action, les cristaux de bitartrate de potassium sédimentent et se forment sur la paroi refroidie la à partir de laquelle ils glissent par gravité vers la partie 3 de la cuve 1. Après un passage d'une durée de 1 heure 30 à 2 heures par exemple, dans la partie 4 de la cuve, le vin chargé de cristaux de tartre passe à la périphérie du cône de décantation et se dirige dans le logement 3 formé par la surface inférieure de la cuve et la surface interne du cône 5. Les cristaux les plus lourds se déposent sur le fond et le vin est aspiré dans la canalisation 7 par la pompe centrifuge 18 associée au filtre à alluvions 19,23, la sortie du filtre 19 étant reliée à une vanne à trois voies 20-dont une sortie est elle-même reliée à l'échangeur à plaques 15 ; Lorsque le vin rentre dans l'échangeur à plaque à la température de -2 C, il en ressort à + 1106 C par échange à contre-courant avec le vin à traiter. La cuve étant une cuve atmosphérique, il est indispensable que les pompes d'aspiration 14 et de filtration 18 aient des débits identiques. La pompe d'entrée 14 est de préférence une pompe à deux vitesses (ou à vitesse variable) de façon que le débit maximum soit supérieur à celui de la pompe d'extraction 18 lorsque le filtre est neuf et que le débit minimum soit inférieur à celui de la pompe d'extraction 18 lorsque le filtre atteint un certain degré de colmatage. A cet effet, on prévoit de préférence un détecteur de niveau électronique à deux sondes disposé dans la cheminée 11 de la cuve, permettant l'inertage à l'azote et un dispositif 31 de trop plein. Comme indiqué en traits interrompus sur la Fig.2, les sondes sont connectées au circuit de commande de la pompe d'entrée 14. Généralement, le traitement dit continu est arrêté, notamment la nuit, ou pendant un changement de cuve ou encore pour regénérer le filtre, une installation à double filtre pouvant toutefois être prévue avec un système de vanne appropriée pour éviter cet arrêt. Le fonctionnement de la cuve n'est pas perturbé par de tels arrêts et aucun temps de remise en marche n'est requis. La veille de sa mise en route en continu, la cuve est remplie de vin à + 150 par exemple et ensemencé avec de la crème de tartre à 4 grammes par litre. Pendant la nuit, la température descend à - 30 C et le matin le filtre 19 est recyclé par la vanne trois voies 20 pendant quelques minutes pour refroidir le filtre et remettre en cuve le vin qui se trouve sous le cône de décantation dansla partie 3, vin qui a été refroidi mais non agité et ensemencé.Cette opération n'est toutefois réalisée qu'à chaque vidange totale de la cuve. Cette cuve peut également être utilisée en fonctionnement discontinu Les Figures 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation, les mêmes références désignant les mêmes éléments. Comme précédemment, la cuve 1 est cylindrique et présente deux surfaces d'extrémités coniques. Toutefois, dans ce mode de réalisation le cône 5 de sédimentation est disposé à la partie supérieure de la cuve, le vin entrant par la partie inférieure de celle-ci et étant extrait à la partie supérieure. Contrairement au cas précédent, la paroi la constituant un échangeur thermique à détente directe réfrigérant/vin descend jusqu'au fond de la cuve et épouse la partie conique inférieure de celle-ci. L'agitateur 8 est disposé dans le fond de la cuve et est entraîné comme précédemment par un arbre 12 connecté à l'une de ses extrémités à un moto-réducteur 9. L'extraction des gros cristaux de tartre et la vidange de la cuve sont effectuées par la canalisation 24 disposée au centre du fond de la cuve. Les 6/7èmes inférieurs du volume de celle-ci sont réservés au refroidissement et à l'induction et au nourrissement des micro-cristaux, le vin étant agité dans cette partie par l'agitateur 8. Le aèmedu volume disposé à la partie supérieure n'est ni réfrigéré ni agité. Comme indiqué par les flèches, l'agitateur 8 réalise les convexions nécessaires mais l'effet de rotation recherché dans le premier mode de réalisation n'est plus souhaité.En effet, sous l'effet de l'agitation le vin a tendance à remonter vers le haut de la cuve où il arrive en contact avec la surface inférieure du bol de sédimentation 5, surface à partir de laquelle il est naturellement entraîné vers le passage 21 prévu entre la surface interne de la cuve et le bord extérieur du cône 5. Comme précédemment, les gros cristaux qui par gravité se rassemblent dans le fond de la cuve sont évacués par la canalisation 24 alors que les petits cristaux se trouvant dans le vin se déposent naturellement contre la surface intérieure du bol 5 à partir de laquelle ils vont venir réensemencer le vin se trouvant dans la partie de cuve 4, soumise à l'agitation par l'ouverture centrale 21a entourant l'arbre moteur 12. Comme précédemment, en raison de la différence des vitesses du vin dans la canalisation 7 et dans l'espace 3, les microcristaux déposent sur la face interne du cône 5 alors que le vin aspiré en 7 ne comprend qu'une faible proportion de ces microcristaux qui seront éliminés par filtration. Comme cela apparait sur la Fig.4, le dispositif d'alimentation de la cuve en vin et d'extraction de celui-ci est relativement plus simple dans la mesure où l'introduction se fait toujours par le bas de la cuve. On retrouve sur cette Fig. les éléments principaux déjà mentionnés à savoir les deux pompes 14 et 18, le filtre à alluvions 19 et l'échangeur à plaque 15. Avantageusement, l'équipement frigorifique comprend plusieurs étages 26, 27, 28 et 29 ce qui permet éventuellement d'obtenir un refroidissement partiel de la cuve. Bien entendu, une sécurité de trop-plein 31 est prévue dans le trou d'homme 11. Ainsi, par utilisation de l'un des deux dispositifs qui viennent d'être décrits, le vin est traité par un seul passage dans l'appareil, un flux de vin entrant et un flux de vin sortant. Cela permet d'avoir un minimum de pompage et un minimum de cuves utilisées avec un fonctionnement optimalisé de l'échangeur à plaques. Le fonctionnement de la cuve peut être entièrement automatisé sans points critiques ni réglages manuels délicats, le fonctionnement pouvant être arrêté à tout moment. Les cuves ainsi constituées forment un ensemble compact complètement isolé, le refroidissement et la cristallisation se produisant dans la même enceinte ce qui permet d'éviter les déperditions thermiques et d'obtenir un coût de fonctionnement économique. Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés, et en particulier aux systèmes d'agitation des parties 4 qui peuvent être réalisés de multiples façons. REVENDICATIONS 10 Cuve de stabilisation de vins par réfrigération comprenant une enceinte réfrigérée, des moyens de circulation et d'agitation du vin caractérisée en ce que elle comprend un cône de décantation (5) disposé à l'une des extrêmités de la cuve opposé à l'extrêmité (6) par laquelle le vin à traiter est introduit. 20 Cuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que son volume est Séparé en deux parties (3,4), le volume de la partie (3) étant égal à environ un sixième du volume de la partie (4), les deux parties étant séparées par un cône (5) dont le diamètre de la périphérie dégage un espace (21) de passage du vin ensemencé. 30 Cuve selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la cuve présentant deux extrémités coniques ou bombées, une canalisation (24) d'extraction des cristaux de tartre est prévue à la partie inférieure centrale de la cuve. 40 Cuve selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'introduction du vin est effectuée par une canalisation (6) débouchant à la partie supérieure de la cuve, le cône (5) étant disposé à la partie inférieure de la cuve, son sommet orienté vers le haut, le vin après traitement étant aspiré par une canalisation (7) débouchant à l'intérieur du cône (5) et à la partie supérieure de celui-ci 50 Cuve selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisée en ce que le vin à traiter est introduit par une canalisation (6) à la partie inférieure de la cuve, le cône (5) étant disposé à la partie supérieure de celle-ci, son sommet étant orienté vers le bas, le vin après traitement étant aspiré par une canalisation (7) à la partie supérieure de la cuve. 60 Installation de traitement du vin comprenant une cuve selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une pompe centrifuge (14) un échangeur à plaques (15), une pompe centrifuge d'extraction (18) et un filtre à alluvions (19), l'échangeur à plaques (15) recevant d'une part le vin entrant et d'autre part le vin sortant. 70 Installation selon les revendications 4 et 6, caractérisée en ce que une vanne à trois voies (17) permet l'introduction du vin par la canalisation (7) lors de la mise en route, puis par la canalisation (6) en fonctionnement continu