Brevet FR2590024A1 — publié le 19870515

La présente invention a pour objet des procédés et des appareils pour mesurer Le degré alcoolique d'une boisson, par exemple de mélanges multicomposants (Liqueurs, vins, bières) et/ou les valeurs qui y sont liées, par exemple la densité primitive d'une bière. La secteur technique de L'invention est celui de la construction des appareils de mesure électroniques. On sait que L'indice de réfraction d'une boisson alcoolique par exemple le vin, ou d'une boisson alcoolisée, par exemple une liqueur, varie avec la teneur en alcool et on mesure Le degré alcoolique ou titre volumique avec un réfractomètre. Toutefois, l'indice de réfraction d'une solution alcoolisée comprenant des matières sèches dissoutes, par exemple une Liqueur, est directement proportionnel à la teneur en matières sèches. On sait d'autre part, que la masse volumique ou la densité d'un mélange hydro-alcoolique est inversement proportionnelle à son titre alcoolique. On comprend donc qu'un mélange de plusieurs composants, telle une liqueur comprenant essentiellement de l'eau, du sucre et de l'alcool, verra son indice de réfraction augmenter lors d'un ajout de sucre et, inversement, sa masse volumique diminuer tors d'un ajout d'alcool. Dans le cas de la bière, il est important de mesurer avec précision non seulement le degré alcoolique, mais aussi la densité primitive qui est le rapport entre L'extrait sec et -le degré alcoolique. L'objectif de la présente invention est de procurer un procédé et des appareils électroniques qui permettent d'obtenir en continu, une mesure instantanée et très précise du degré alcoolique d'une boisson et, dans le cas de la bière, une mesure instantanée de la densité primitive. Cet objectif est atteint par un procédé général selon lequel on mesure l'indice de réfraction (n) et La masse volumique (p) de Ladite boisson et on calcule le degré alcoolique (A) ou la densité primitive (Dp)en appliquant une formule qui combine ces deux mesures. De préférence, on mesure ou on calcule l'indice de réfraction (n) et La masse volumique (p) à une température de 2O0C et on calcule le degré alccolique (A) ou la densité primitive (Dp) en appliquant une formule de la forme A ou Dp = an - bP + c dans laquelle a, b et c sont des constantes qui dépendent de la nature de la boisson ou de la bière. Pour mesurer le degré alcoolique (A) du vin, on applique la formule suivante A = 850 n - 417 S - 715,85. Pour mesurer le degré alcoolique (A) d'une liqueur composée d'eau sucrée et d'alcool, on applique La formule suivante A = 885 n - 250 s - 932,75. Pour mesurer La densité primitive (Dp) d'une bière, on applique la formule suivante Dp = 0,666 n - 435 p + 424,85. Un appareil selon L'invention comporte - un thermomètre électronique; - un réfractomètre ; - un densimètre électronique; - et des circuits électroniques comportant une mémoire qui contient un ou plusieurs ensembles de valeurs numériques de trois constantes (a,b,c) correspondant à La nature de ladite boisson et une unité centrale de calcul qui est programmée pour calculer à partir des valeurs mesurées L'indice de réfraction (n) et la densité volumétrique (p) de ladite boisson pour une température de 20"C et pour calculer le degré alcoolique (A) de ladite boisson ou la densité primitive (Dp) d'une bière en appliquant une formule qui combine lesdites valeurs calculées de l'indice de réfraction (n) et de la densité primitive (p). L'invention a pour résultat des appareils électroniques capables d'afficher en continu la valeur numérique du degré alcoolique d'une boisson telle que du vin, une liqueur ou de la bière, ou de la densité primitive de la bière. Les appareils selon L'invention peuvent être branchés en ligne sur une canalisation dans laquelle circule le liquide à mesurer. Les appareils selon l'invention corrigent les valeurs du degré alcoolique obtenues en mesurant l'indice de réfraction en appliquant à ces valeurs une correction tenant compte de la densité volumique du liquide, ce qui permet d'obtenir des mesures du degré alcoolique avec une précision de L'ordre de + 0,1", tandis que les mesures obtenues à partir du seul indice de réfraction ont une précision de L'ordre de + 0,5"C. Les appareils selon L'invention permettent également d'obtenir une mesure continue de la densité primitive d'une bière. La description suivante se réfère au dessin annexé qui resente, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation d'un appareil selon L'invention. Le repère 1 représente une canalisation dans laquelle circule en continu une boisson alcoolique par exemple du vin ou de la bière. Le repère 2 représente un appareil électronique, de tout type connu, qui mesure en continu la température du liquide et qui délivre un signal électrique analogique proportionnel à cette température. Le repère 3 représente un réfractomètre de tout type connu, qui mesure en continu l'indice de réfraction n du liquide et qui délibre un signal électrique analogique proportionnel audit indice de réfraction. Le repère 4 représente un densimètre électronique, de tout type connu, par exemple un densimètre à épingle ou à tube vibrant qui mesure en continu ou par échantillonnage, la masse volumique du liquide et qui émet un signal électrique analogique proportionnel à Ladite masse volumique. Les thermomètres électroniques, les réfractomètres et les densimètres sont des appareils électroniques bien connus et il n'est pas nécessaire de les décrire plus en détail, d'autant plus qu'ils epuvent présenter des formes de réalisation très différentes. Un appareil selon l'invention comporte, en outre, des cirduits électroniques 5. Les circuits électroniques représentés schématiquement comportent un circuit d'interface 6 qui reçoit les signaux électriques provenant des trois appareils de mesure 2, 3 et 4. Si ces signaux sont sous forme analogique, le circuit d'interface 6 comporte des convertisseurs analogiques à numérique qui échantillonnent les signaux et qui les transforment en valeurs numériques exprimées en code binaire. En variante, les convertisseurs analogiques à numérique peuvent faire partie des appareils de mesure 2, 3 et 4. Les circuits électroniques 5 comportent une unité centrale qui est composée, de façon connue, d'un microprocesseur 7 comportant à la fois une unité de calcul et une mémoire vive,d'une mémoire morte 8 dans laquelle sont enregistrées Les constantes nécessaires aux calculs et le programme des opérations à effectuer et d'un translateur 9 qui cadence Les opérations successives de l'uni té de calcul. Un appareil selon L'invention comporte, en outre, un afficheur lumineux 10 sur lequel apparat en continu le résultat de La mesure. Il peut comporter également une imprimante 11 ou une autre unité de sortie par exemple un enregistreur à cassettes, permettant d'imprimer ou d'enregistrer les mesures. L'unité centrale est programmée pour corriger les valeurs mesurées de L'indice de réfraction et de la masse volumique en fonction de la température afin de calculer les valeurs de l'indice de réfraction et de la masse volumique pour une température de 20"C. La mémoire morte 8 de l'appareil contient des valeurs enregistrées de plusieurs constantes a, b, c qui doivent être utilisées dans les calculs et qui dépendent de la nature du liquide. Généralement, un appareil selon l'invention est installée à poste fixe, par exemple dans une brasserie ou dans une cave et il reçoit constamment un liquide de même nature. Dans ce cas, il suffit d'enregistrer dans la mémoire morte 8 Les valeurs des constantes a, b, c correspondant à la nature du liquide sur lequel l'appareil est destiné à opérer. Dans le cas où L'appareil est un appareil portatif pouvant être utilisé pour effectuer des mesures sur des liquides de nature différente, on peut enregistrer dans la mémoire morte 8 plusieurs ensembles de valeurs des constantes, chaque ensemble correspondant à un liquide de nature déterminée par exemple le vin, une liqueur, une bière et, dans ce cas, l'appareil comporte un clavier qui permet d'envoyer dans l'appareil un code correspondant à la nature du liquide. Le programme enregistré dans la mémoire 8 commande Les opérations arithmétiques nécessaires pour calculer le degré alcoolique A d'un vin ou d'une liqueur en appliquant une formule de la forme: A = an - bp + c, dans laquelle n et p sont les valeurs respectives des mesures de l'indice de réfraction et de la masse volumique à 20" mesurées par les appareils 3 et 4 et corrigées en fonction de la température mesurée par L'appareil 2 et a, b, c sont les constantes enregistrées dans la mémoire 8. Dans le cas d'un vin courant, ayant un degré alcoolique compris entre 80 et 14" les valeurs des constantes utilisées sont a - 850 b = 417 c = - 715,85. Dans le cas d'une liqueur composée d'un mélange d'un sirop et d'alcool, Les valeurs des constantes sont a = 885 b = 250 c = - 932,75. En appliquant ces valeurs, on obtient en continu une mesure du degré alcoolique d'un vin ou d'une liqueur avec une précision supérieure à + 0,1 alors que la précision des mesures du titre alcool Lique fournies par un réfractomètre est de L'ordre de i 0,5 seulement. Dans le cas de la bière, on peut obtenir le degré alcoolique en appliquant une formule de la même forme. On peut également mesurer la densité primitive Dp qui est le rapport entre l'extrait sec et le degré alcoolique et qui est le paramètre le plus utilisé pour caractériser les bières en utilisant une formule de la même forme. Les valeurs des constantes utilisées pour calculer la densité primitive d'une bière sont les suivantes a = 0,666 b = 435 c = + 424,85. En utilisant ces valeurs, on obtient en continu une mesure de la densité primitive avec une précision de L'ordre de + 0,1. Dans le cas de la mesure de la densité primitive de la bière, les valeurs numériques indiquées correspondent à un indice de réfraction n mesuré en indice Zeiss. En variante, on peut également mesurer La pression du liquide et effectuer une correction de l'indice de réfraction et de la masse volumique pour obtenir Les valeurs correspondant à la pression atmosphérique. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure du degré alcoolique d'une boisson ou de la densité primitive d'une bière, caractérisé en ce que l'on mesure l'indice de réfraction (n) et La masse volumique (p) du liquide et on calcule le degré alcoolique ou la densité primitive (Dp) en appliquant une formule qui combine ces deux mesures. 2. Procédé selon La revendication 1, caractérisé en ce que l'on mesure ou L'on calcule L'indice de réfraction (n) et La masse volumique (p) à une température de 20"C et on calcule Le degré alcoolique (A) ou la densité primitive (Dp) en appliquant une formule de la forme A ou Dp = an - bp + c dans Laquelle a, b et c sont des constantes qui dépendent de La nature de la boisson ou de la bière. 3. Procédé selon la revendication 2 pour mesurer le gré alcoolique (A) d'un vin, caractérisé en ce que l'on applique la formule suivante A = 850 n - 417 p - 715,85. 4. Procédé selon la revendication 2 pour mesurer le degré alcoolique (A) d'une liqueur, caractérisé en ce que l'on applique la formule suivante : A - 885 n - 250 p - 932,75. 5. Procédé selon la revendication 2 pour mesurer La densité pripitive (Dp) de la bière, caractérisé en ce que lton applique la formule : Dp = 0,666 n - 435 p + 424,85. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on mesure en continu, La température, L'indice de réfraction et la masse volumique de Ladite boisson et on corrige les mesures de l'indice de réfraction et de la masse volumique en fonction de La température pour obtenir les valeurs de l'indice de réfraction et de la masse volumique du liquide à 20"C. 7. Appareil pour mesurer Le degré alcoolique (A) d'une boisson ou la densité primitive (Dp) d'une bière, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison - un thermomètre électronique (2); - un réfractomètre (3); - un densimètre électronique (4); - et des circuits électroniques (5) comportant une mémoire (8) qui contient un ou plusieurs ensembles de valeurs numériques de trois constantes (a, b, c) correspondant à La nature de ladite boisson et une unité centrale de calcul (7) qui est programmée pour calculer à partir des valeurs mesurées, L'indice de réfraction (n) et La densité volumétrique (p) de Ladite boisson pour une température de 20"C et pour calculer Le degré alcoolique (A) de Ladite boisson ou la densité promitive (Dp) d'une bière en appliquant une formule qui combine Lesdites valeurs calculées de L'indice de réfraction (n) et de la densité primitive (p). 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte également un capteur de pression de ladite boisson et ladite unité centrale de calcul est programmée pour calculer à partir des valeurs mesurées de L'indice de réfraction, de la masse volumique de la température et de la pression, les valeurs de l'indice de réfraction (n) et de la masse volumique (p) correspondant à la température de 200C et à la pression atmosphérique et pour calculer le degré alcoolique (A) de ladite boisson ou la densité primitive (Dp) d'une bière en appliquant une formuLe qui combine lesdites valeurs calculées de l'indice de réfraction (n) et de la masse volumique (p).