Brevet FR2599379A1 — publié le 19871204

La présente invention est relative à un dispositif réfrigérant d'un type nouveau destiné à être utilisé par un viticulteur pour définir et contrôler la température appa ravissant au sein d'une masse de vendange pendant sa fermentation. On sait qu'après avoir été vendangées, les grappes de raisin sont déversées en vrac dans une cuve où cette masse est soumise à diverses opérations pour sa vinification. Afin d'obtenir la meilleure extraction et cnservation des composants nobles Gu vin à partir de la vendange,pour conduire les fermentations au mieux, il est très important de pouvoir porter et/ou maintenir suivant les stades de la vinification, le contenu des cuves à diverses températures. Le respect de ces températures et une faible disparité selon les régions de la cuve sont difficiles à obtenir. Par ailleurs, à ses différents stades d'élaboration, le vin est un produit vivant complexe, riche, fragile, que l'on ne peut, sans dommages, mettre en contact avec des parois à des températures trop éloignées de l'optimum, accélérer à des vitesses excessives ou soumettre à de trop fortes tensions de cisaillement entre des surfaces métalliques ou non. Pour essayer de con-rôler et piloter la température au sein de la vendange pendant ces opérations, divers procédés sont connus, parmi lesquels - Refroidissement par arrosage extérieur des cuves. Cela est parfois insuffisant. De plus on observe des disparités importantes ces températures dans la cuve. - Passage du "jus" dans un échangeur. Les pompes utilisées pour cela sont surtout centrifuges. Elles amènent des accelérations/vitesses qui nuisent à qualité du vin il en est de même des températures parfois trop élevées ou trop basses au contact des parois de l'échangeur. - Cuves à serpentins incorporés aux parois de la cuve. Cela entraîne un coût important et une disparité des températures. - Epingles. Leur utilisation est très incommode pour "entrer" et" sortir" de la cuve. De plus elles font apparaître une répartition douteuse des températures. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant un dispositif permettant à la fois - d'assurer une répartition homogène des températures au sein de la vendange - une'grande facilité d'utilisation - un bas prix de revient. Le dispositif selon l'invention comprend une source d'un fluide réfrigérant qui circule à travers des tubes échangeurs rigides destinés à être plongés au sein de la masse de vendange, et il est caractérisé en ce que les tubes sont disposés sous la forme de doigts verticaux dont chacun possède à sa partie supérieure une arrivée et un retour de fluide réfrigérant, l'arrivée d'un tube étant reliée au retour d'un tube voisin et vice-versa,pour constituer un ensemble rigide de doigts intercalés en série sur le circuit du fluide. Suivant une autre carctéristique de l'invention, l'ensemble des doigts est réparti suivant les génératrices d' un cylindre rigidifié à son sommet, par une couronne, si bien que l'appareil se présente sous la forme d'une araignée qu'on peut introduire verticalement de haut en bas dans la masse de vendange, ou retirer par une remontée en sens inversé. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 montre en perpective l'ensemble des doigts de l'araignée d'un dispositif selon l'invention. Figure 2 montre schématiquement l'ensemble du dispositif en cours d'utilisation. Figure 3 montre l'extrémité inférieure d'un doigt réfrigérant. Figures 4, 5, 6, 7, sont des coupes respectivement suivant IV - IV, V - V, VI -VI, VII-VII (Figure 3) Figure 8 est une vue de dessus illustrant la circulation induite par le gradient de température autour de la couronne. Figure 9 montre comment une seule "araignée" selon l'invention peut être utilisée pour traiter plusieurs cuves où la vinification est effectuée simultanément. Le dispositif illustré sur les dessins comprend un échangeur 1 ou "araignée", dont les doigts verticaux ri gides 2 sont fixés , à leur partie supérieure ,sur une couronne horizontale 3. Chaque doigt 2 est constitué par une juxtaposition de deux tubes 4 et 5 reliés à leur extrémité inférieure 6.Ainsi , chaque doigt 2 possède , à son sommet,une arrivée de fluide 7 et un retour de fluide 8 , si bien que sur toute sa longueur un fluide qu'on y envoie circule.:comme indiqué par les flèches 9 et 10 ..Cette circulation à contre-courant présente ainsi le doigt 2 comme un élément d'échangeur thermique qui, par des raccords supérieurs tels que 11 ( figure 1) est branché en série avec les autres doigts 2 de l'araignée 1 .L'ensemble de cet échangeur est relié par une canalisation d'alimentation 12 et une canalisation de retour 13 à un circuit 24 de fluide réfrigérant d'un type en lui-même connu. L'extrémité inférieure 6 de chasue doigt 2 peut êtreréalisée par coudage d'un tube à 1800 .Elle peut aussi être réalisée par soudage en place d'un sabot 14 (figures 3 à 7) Ainsi , les deux tubes 4 et 5 sont emboîtés et. soudés dans le sabot creux 14 qui définit ,vers le bas , une forme en pointe 18 , facilitant l'enfoncement (figure 9 , flèches 15) des doigts 2 de l'échangeur 1 , au sein de la masse de vendange 16 contenue dans une cuve telle que 17 Bien entendu , les tubes 4 et 5 peuvent avoir une section transversale circulaire ( figure 3) , carrée ou ovale (figure 4). Conformément à la figure 8 , les doigts 2 ou épingles d'échange de température sont disposés en sorte que le fluide caloporteur les parcourant , décrive un cylindre et crée ainsi dans la masse 16 un courant de convection circulaire autour de l'axe de la couronne 3 ( flèches 19). Le plat ou tube circulaire plat de la couronne 3 assurant la rigidité de l'ensemble est fixé au plus haut afin de ne pas gênrer l'introduction ou l'extraction de l'araignée 1.Des renforts en partie médiane sont également conçus pour ne pas gêner la pénétration de l'échangeur. L'espace entre les doigts 2 est optimisé pour 1' échange de température à effectuer tout en laissant libre parcours des grappes , et aussi afin de permettre de pénétrer à travers les grilles qui pressent ia vendange 16 par le dessus. Le diamètre, le noncre et la forme des tubes des doigts circuiaires, carre ou autre, munis ou non d' a lettes, peuvent être adaptés selon la taille des cuves 17 et les pro cesses de vinification, Afin de faciliter le transport et le stockage, 1' échangeur ou araignée 1 peut être fabriqué en deux parties réunies par raccords rapides sur les tubes et clipsage de renfort supérieur. Les sections de passage, raccordements et matériaux inoxydable de l'échangeur 1 sont conçus pour pouvoir être alimentés au choix - en eau chaude pour chauffer la vendange - en eau glacée pour réfrigération - en détente directe du fluide frigorigène Le rôle des sabots 14 estiégalement de permettre une bonne protection de la couronne contretles chocs en cours d'utilisation ou de stockage. Les avantages du dispositif selon l'invention sont sont essentiellement les suivants - Possibilité de contrer en continu la température du contenu de cuves de vinification~17 sans un passage obligé du jus à travers des pompes et échangeurs extérieurs. - Le dispositif peut être introduit ou extrait de la vendange sans efforts ou difficultés excessifs et donc aisément transportable d'une cuve 17 à une autre 20 ou 21 (Figure 9). - Possibilité d'introduction ou d'extraction à travers la grille de pressage fréquemment utilisée pour enfoncer la vendange dans le jus. - Création d'un courant de convexion horizontal (flèches 19) grâce à la différence continue de température autour de la couronne 3. Cette circulation a le triple avantage: - de faciliter l'échange de température - de permettre une meilleure égalisation des tem pératures dans la cuve 17 - d'être plus facile à engendrer et à entretenir qu'un courant vertical ordinaire de convexion. C'est d'ailleurs la seule agitation naturelle et douce d'un milieur comportant du jus au fond et des raisins au-dessus. Le dispositif assure un refroidissement ou un réchauffage précis, doux et continu de l'ensemble de la masse 16 contenue dans la cuve 17, à la différence des échangeurs extérieurs susceptibles de "brutaliser" le jus. REVENDICATIONS 1 - Dispositif comprenant un circuit (24) d'un flui de réfrigérant qui circule à travers des tubes échangeurs ri gides destinés à être plongés au sein de la masse de vendange (16), caractérisé en ce que les tubes sont disposés sous la forme de doigts verticaux (2) dont chacun possède à sa partie supérieure une arrivée (7) et un retour (8) de fluide réfrigé rant , l'arrivée (7) d'un doigt (2) étant reliée au retour (8) d'un doigt voisin et vice-versa, pour constituer un ensem ble rigide de doigts t2) intercalés en série sur le circuit (14)-du fluiae. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caracté risé en ce que l'ensemble des doigts (2) est réparti suivant les génératrices d'un cylindre, rigidifié à son sommet par une couronne (3), si bien que l'appareil se présente sous la forme d'une araignée (1) qu'on peut introduire verticalement de haut en bas (flèches (15)) dans la masse de vendange (1.6) ou retirer par une remontée en sen inverse. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des reven dictions précédentes, caractérisé en ce que chaque doigt (2) est constitué par deux tubes d'arrivée (4) et de retour ( qui communiquent à leur extrémité inférieure (6) par le moyeu d un Sabot creux (14) qui les relie de façon étanche. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chaque Sabot creux (14) a une forme en pointe (18) dirigée vers le bas. 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la circulation cylindrique du fluide caloporteur dans la succession des doigts (2) crée au sein de la masse de vendange (16) un courant de convexion circulaire (flèches 19).