Brevet FR2600339A1 — publié le 19871224

PROCEDE DE CONTROLE THERMIQUE DU PROCESSUS DE VINIFICATION ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de contrôle thermique du processus de vinification et le dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. On sait que le processus de vinification met en jeu, dans une même cuve deux phases, une phase moût constituée par les grappes ou des grains de raisin, et une phase jus, dans lesquelles se produisent des phénomènes de fermentation, que l'on s'efforce de maitriser, afin d'op10 timiser le rendement quantitatif et surtout qualitatif du vin -obtenu. Cette optimisation pose toutefois de nombreux problèmes en raison des différences importantes existant-entre les températures de fermentation préférentielles pour chacune de ces phases. Lors du processus de fermentation de la phase moût, la tempé15 rature peut monter jusqu'à 40-45 C et il conviendrait de la maintenir aux environs de 30-32 C pour favoriser la finition de la maturation et la macération intracellulaire, ceci afin de mieux extraire la couleur, sans risquer un arrêt de cette fermentation, du fait d'une température trop élevée. Par contre, dans la phase jus, c'est une température de l'ordre de 20 18 C qui est la plus favorable pour assurer la transformation du sucre en alcool et le développement des arômes. Il faut, de plus, noter que la température de la vendange elle-même peut varier fortement selon qu'elle a été effectuée par temps chaud (risque de surchauffe des grappes) ou par temps froid (démarrage trop 25 lent de la fermentation) qui impose de chauffer au départ l'ensemble grappes-jus. Il existe actuellement sur le marché différents dispositifs de réfrigération et de chauffage des moûts et des jus. C'est ainsi que certains dispositifs effectuent ces opérations de 30 réfrigération ou de chauffage en pompant le jus en partie basse de la cuve et en le faisant passer dans un échangeur généralement en acier inoxydable pour le renvoyer sur le "chapeau" de grains se formant en partie haute de la cuve. Ces dispositifs présentent pourtant certains inconvénients. En 35 effet, la mise en mouvement des jus, par l'intermédiaire de pompes dont les qualités oenologiques sont souvent médiocres, dégrade souvent la qualité du vin. D'autre part, les phénomènes de surchauffe ou de suréfrigération liés à des débits anarchiques ou à des encrassements souvent mal maîtrisés sont des sources d'aléas. Dans le cas de cuves en acier inoxydable, on effectue souvent un refroidissement par ruissellement d'eau autour de la cuve. Il faut toutefois noter que, du fait du diamètre important des cuves, ce procédé ne saurait assurer un refroidissement à coeur des produits qu'elles renferment. Par ailleurs, les fortes aérations nécessaires pour favoriser l'éva10 poration de l'eau ne sont pas souvent respectées. Ce procédé permet plus un maintien en température qu'une véritable réfrigération; de plus, il agit sur l'ensemble de la matière contenue dans la cuve, sans qu'il soit possible d'agir sélectivement sur la phase moût et sur la phase jus. On utilise aussi des cuves en inox ceinturées de dispositifs de circulation d'eau glacée. Les inconvénients de ces dispositifs sont nombreux: on constate des phénomènes de surchauffe ou de surrefroidissement sur la surface d'échange; le diamètre important des cuves ne permet pas de garantir une efficacité véritable. Par ailleurs, le gradient des températures favorise trop les phénomènes de convection qui ne sont pas souhaitables si on veut optimiser la vinification par le biais de la stratification des températures. Enfin, selon certains procédés, on immerge dans la cuve des échangeurs appelés de façon plus générale "drapeaux". Ces échangeurs sont 25 immergés verticalement dans les cuves et reçoivent une circulation de fluide caloporteur qui crée un mouvement de convection. L'efficacité de ces systèmes est très contestée en raison de la conductibilité thermique faible de la phase moût, peu riche en jus. D'autre part, la manipulation de ces "drapeaux" d'un prix élevé est 30 malaisée à cause de leur poids, de leur encombrement, et de leur mauvaise résistance aux chocs. Enfin, et comme dans les procédés évoqués précédemment, ils favorisent les phénomènes de convection au détriment des phénomènes de stratification de températures. L'invention s'est donné pour but de proposer un procédé de contrôle thermique du processus de vinification qui remédie aux inconvénients mentionnés ci-avant et permet d'optimiser facilement et sans inves- tissement coûteux, les températures de. vinification et notamment les températures de la phase moût et de la phase jus, créant un phénomène de stratification de ces températures, ce qui favorise notamment la formation d'un système de piston naturel. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une régulation contrôlée des températures des différentes phases de vinification par l'intermédiaire de fluide caloporteur circulant dans au moins un échangeur souple dont l'action thermorégulatrice s'exerce dans un plan horizontal favorisant ainsi un phénomène de stratification des températures. 10 Avantageusement, le fluide caloporteur circule dans au moins deux échangeurs souples situés en phase moût et en phase jus, et la température dudit fluide est adaptée aux exigences de la fermentation de chacune desdites phases. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est 15 caractérisé en ce qu'il comporte au moins un échangeur thermique, amovible, constitué d'une structure tubulaire -souple ou semi-rigide, réalisée en un matériau neutre dont la densité est inférieure à la densité du jus de vinification, ladite structure étant prévue pour être placée dans un plan horizontal et comportant, venant de moulage, des tuyaux d'amenée et de 20 sortie de dimensions telles que leur raccordement au réseau s'effectue en dehors de la cuve. L'échangeur thermique selon l'invention est avantageusement constitué d'un élément tubulaire continu disposé en spirale. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les spirales 25 de l'élément tubulaire continu sont réunies par une -couche continue de matières. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les spirales de l'élément tubulaire continu sont réunies par des ponts de matière disposés de façon discontinue. Les dimensions de l'échangeur thermique sont telles qu'il occupe sensiblement toute la surface de la cuve. Les dimensions de l'échangeur thermique peuvent aussi être inférieures à la surface de la cuve, et il est alors prévu de juxtaposer plusieurs éléments. Une structure en filet ou treillage est avantageusement prévue pour soutenir l'échangeur thermique. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront bien de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe très schématique d'une cuve de vendange équipée en sa partie inférieure et avant chargement d'un dispositif de contrôle thermique selon l'invention; Figure 2 est une vue similaire à figure 1, représentant la cuve pleine équipée en sa partie inférieure et en sa partie supérieure de dispositifs de contrôle thermique selon l'invention; Figure 3 est une vue de dessus en plan d'un premier mode de 10 réalisation du dispositif de contrôle thermique selon l'invention; Figure 4 est une vue de dessus en plan d'un autre mode de réalisation du dispositif de contrôle thermique selon l'invention. Sur les figures, le dispositif de contrôle thermique selon l'invention est désigné de façon générale par 2, la cuve de vinification par 3, la 15 phase jus par 4 et la phase moût par 5. Le dispositif de contrôle thermique ou échangeur thermique 2 selon l'invention est réalisé en une matière synthétique souple ou semi-rigide présentant une excellente résistance mécanique entre -10 C et +80 C, une parfaite inertie, lui permettant de rester insensible à un séjour 20 prolongé dans le moût, ainsi que des qualités alimentaires assurant une neutralité parfaite empêchant toute transmission de goût. De plus, et selon l'invention, la densité de la matière constitutive de l'échangeur thermique est inférieure à la densité du jus de vinification, ce qui permettra audit échangeur de flotter sur le jus comme il sera expliqué ciaprès. Le 25 polyéthylène alimentaire convient tout spécialement à cet effet. Il s'agit, en effet, d'une matière d'un prix abordable et qu'il est facile de conformer à la forme que l'on désire communiquer à l'échangeur selon l'invention. Sa résistance lui permet, en outre, de supporter des manipulations nombreuses et quelque fois brutales; l'échangeur ainsi obtenu 30 est facile à manipuler, à laver avec les moyens de lavage modernes: vapeur par exemple. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, l'échangeur thermique 2 est prévu pour occuper toute la surface de la cuve et est constitué d'un tube continu 15/19 disposé en spirale avec un écartement 35 d'environ 15 centimètres entre les spires selon une disposition sensiblement circulaire. La longueur totale du tube est d'environ 50 mètres et la surface d'échange dudit tube est d'environ 3 m2. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, l'échangeur thermique 2 est prévu pour constituer un module juxtaposable avec un ou plusieurs autres modules similaires, ceci notamment afin d'en faciliter la manipulation; il est constitué d'un tube continu de 15/19 disposé en spirale 5 aplatie dont la longueur totale varie selon la dimension du module. Le tube continu peut également comporter, venant de moulage, des ponts de matière (non représentés) communiquant à l'ensemble une certaine tenue. Une couche continue de matière peut également réunir les spirales 10 du tube. Des tubulures d'amenée et de sortie sont prévues au moulage pour prolonger les tubes en spirales, de telle sorte qu'aucun raccord ne soit immergé dans la cuve 3. Le placement et le mode de fonctionnement des échangeurs 15 thermiques selon l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en référence aux figures 1 et 2. Un premier échangeur 2a est tout d'abord posé au fond de la cuve 3 (figure 1); il peut, bien entendu, s'agir d'un seul échangeur de grande dimension ou d'un jeu d'échangeurs de dimensions moyennes. Le placement 20 de cet échangeur 2a est fait de telle sorte qu'aucun raccord d'alimentation ne soit susceptible d'être immergé dans la cuve 3; les tubulures d'alimentation 6a,7a sont donc raccordées au réseau de fluide caloporteur (non représenté) à l'extérieur de la cuve. Une fois la cuve 3 remplie de grappes ou de grains de raisin, on 25 place, sur le chapeau formé par les grains surnageant au-dessous du moût 5 un autre d'échangeur 2b dont les tubulures d'alimentation 6b,7b sont également reliées au réseau de fluide caloporteur (non représenté) (figure 2). Dans un premier temps, et dans le cas de "vendanges froides", les échangeurs 2a,2b sont reliés au circuit d'eau chaude permettant de porter 30 l'ensemble du chargement aux alentours de 25 C pour provoquer le début de la fermentation. Dans un deuxième temps, le processus de vinification étant amorcé, la phase jus 4 se sépare de la phase moût 5 et en raison de la faible densité de la matière qui le constitue, l'échangeur 2a restera en 35 suspension dans le jus 4 assurant ainsi un bon échange thermique dans cette région. L' échangeur thermique 2a est alors relié au circuit d'eau glacée afin de maintenir en phase jus la température optimale de 18 C favorisant la transformation du sucre en alcool et le développement des arômes. L'échangeur thermique 2b est également relié au circuit d'eau glacée afin de maintenir dans la phase moût située à la partie supérieure de 5 la cuve et dont la température augmente fortement, une température d'environ 30-32 C, afin de faciliter la finition de la maturation et la macération intracellulaire permettant une bonne extraction de la couleur. On évite aussi tout arrêt de la fermentation dû à une surchauffe. Il peut être indiqué, spécialement dans le cas d'échangeur de 10 dimensions importantes, de prévoir un dispositif support (non représenté) réalisé également en matière souple, alimentaire et, de préférence, de nature similaire à celle ayant servi à la réalisation de l'échangeur; il peut s'agir d'un filet ou d'un treillis dont les mailles sont assez larges. Avant le décuvage, l'organe de régulation contrôlant la tempé15 rature en phase moût 5 est réglé sur 18 C, ceci afin de permettre d'abaisser la température de la phase 5 à ce niveau. Cette descente en température peut être accélérée par des remontages de la phase de jus 4. Après ce passage au pressoir, le maintien de la température se 20 fera dans une autre cuve (non représentée) grâce à un échangeur souple horizontal 2, flottant sur le jus, alimenté en eau glacée et régulé pour maintenir une température de 180 C. Dans le cas de vinification ne concernant que du jus par exemple la vinification du blanc, un échangeur souple lesté 2 est introduit si 25 nécessaire dans le fond de la cuve; il servira au chauffage, un échangeur souple flottant dans le jus au-dessus du premier permettra la réfrigération. Le générateur d'eau chaude et d'eau glacée peut être une pompe à chaleur eau-eau, la partie condensation servant à chauffer une réserve d'eau chaude et la partie évaporation à refroidir un bac d'eau glacée. 30 L'alimentation des cuves à l'aide des tuyauteries distributrices d'eau chaude et d'eau glacée, à proximité des cuves, se fait de façon classique à l'aide de vannes, manuelles ou commandées électriquement, ce qui permet un raccordement facile des échangeurs 2. Enfin, la régulation des processus décrits ci-avant peut se faire 35 par pilotage thermostatique, par vanne autorégulée, ou par tout autre moyen permettant de réguler le débit en fonction de la température relevée de façon connue en soi par des sondes placées dans le centre de la cuve et dans sa partie inférieure. - REVENDICATIONS 1- Procédé de contrôle thermique du processus de vinification, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une régulation contrôlée des températures des différentes phases de vinification par l'intermédiaire de 5 fluide caloporteur circulant dans au moins un échangeur souple dont l'action thermorégulatrice s'exerce dans un plan horizontal favorisant ainsi un phénomène de stratification des températures. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide caloporteur circule dans au moins deux échangeurs souples situés en 10 phase moût et en phase jus, et en ce que la température dudit fluide est adaptée aux exigences de la fermentation de chacune desdites phases. 3- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un échangeur thermique (2) amovible, constitué d'une structure tubulaire souple ou semi-rigide réalisée en un matériau 15 neutre dont la densité est inférieure à la densité du jus de vinification, ladite structure étant prévue pour être placée dans un plan horizontal et comportant, venant de moulage, des tuyaux d'amenée et de sortie (6,7) de dimensions telles que leur raccordement au réseau s'effectue en dehors de la cuve (3). 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (2) est constitué d'un élément tubulaire continu disposé en spirale. - Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les spirales de l'élément tubulaire continu sont réunies par une couche 25 continu de matière. 6- Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les spirales de l'élément tubulaire continu sont réunies par des ponts de matière disposés de façon discontinue. 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, 30 caractérisé en ce que les dimensions de l'échangeur thermique (2) sont telles qu'il occupe sensiblement toute la surface de la cuve. 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les dimensions de l'échangeur thermique (2) sont inférieures à la surface de la cuve et en ce qu'il est prévu de juxtaposer 35 plusieurs éléments. 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'une structure en filet ou treillage est prévue pour soutenir l'échangeur thermique.