Brevet FR2679346A1 — publié le 19930122

"Appareil pour l'addition dosée d'un liquide auxiliaire à un liquide principal au cours de l'introduction de ce liquide dans une cuve" La présente invention concerne un appareil pour l'addition dosée d'un liquide auxiliaire à un liquide principal au cours de l'introduction de ce liquide dans une cuve comme par exemple lors du sulfitage des moûts. I1 existe de nombreux appareils et procédés de dosage consistant pour les plus simples à ajouter une certaine quantité de liquide de dosage pendant que l'on agite le liquide récepteur. I1 s'agit là de procédés utilisables surtout à l'échelle du laboratoire. Dans le cas de procédés industriels et en particulier pour le sulfitage des moûts de vins blancs comme par exemple des moûts de vins de champagne, il existe actuellement trois modes de dosage. te premier mode consiste à utiliser une éprouvette contenant une quantité déterminée d'une solution de bisulfite que l'on déverse dans la cuve recueillant les jus de pressurage. Lorsque la quantité dosée est ajoutée ou pendant cette addition, on agite le liquide récepteur. La conséquence de ce dosage est une absence d'homogénéité comme l'ont prouvé diverses mesures faites en cours de remplissage de la cuve et après son remplissage. Le second procédé consiste à utiliser un doseur qui travaille suivant la courbe de pressurage supposée connue. L'appareil comporte trois tubes capillaires débouchant à des hauteurs différentes dans un réservoir contenant le bisulfite. Ces tubes capillaires débitent simultanément tous les trois, puis seulement tous les deux, puis seulement le dernier tube capillaire en fonction de la hauteur d'entrée de ces tubes dans le réservoir : un tube capillaire s'arrête de débiter lorsque le niveau du bisulfite du réservoir n'atteint plus l'entrée de ce tube. Ce procédé ou appareil de dosage de bisulfite présente également l'inconvénient de ne pas permettre un dosage régulier et homogène des moûts. De plus, ce dosage ne présente aucune sécurité au cas où le réservoir serait vide. Un troisième procédé de dosage consiste à utiliser une pompe doseuse qui débite le liquide de dosage en fonction de la quantité de liquide introduite dans le réservoir. Cette pompe de dosage est certes précise mais les moyens ainsi mis en oeuvre sont relativement importants et peuvent être disproportionnés ou non justifiés pour certaines applications. En outre, il est difficile d'asservir le débit de la pompe sur le débit instantané du liquide, surtout s'il s'agit de moûts provenant d'un pressoir. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients des solutions connues et de créer un appareil permettant, de manière simple, le dosage de liquides, en particulier du bisulfite, destinés à des moûts, qui soit -d'une mise en oeuvre simple, fonctionne en toute sécurité et permette un dosage parfaitement homogène, pendant toute la durée d'arrivée du liquide dans la cuve. A cet effet, l'invention concerne un appareil pour l'addition dosée d'un liquide auxiliaire à un liquide principal en cours d'introduction de ce liquide dans une cuve ou réservoir, appareil caractérisé en ce qu'il comprend - un récipient d'alimentation fermé hermétiquement, contenant le liquide auxiliaire, - un déversoir formé d'un siphon équilibré plongeant dans le liquide auxiliaire du récipient d'alimentation et débouchant dans la cuve, - un tube de dosage, dont l'extrémité supérieure est reliée au volume de gaz au-dessus du niveau de liquide auxiliaire dans le récipient d'alimentation, dont l'extrémité inférieure, ouverte, débouche dans la cuve pour permettre au liquide principal de remonter dans ce tube pendant le remplissage de la cuve sous l'effet de la dépression créée dans le volume de gaz du récipient d'alimentation et donc dans la colonne de gaz du tube de dosage, dépression résultant du siphonnage du liquide auxiliaire par le déversoir dans le liquide principal. Cet appareil de dosage présente une conception et une réalisation extrêmement simples ; sa mise en oeuvre est également très simple ; l'addition ou le dosage du liquide de dosage se fait grâce à l'invention, suivant le débit instantané du liquide à traiter. De ce fait, le dosage est indépendant de la vitesse à laquelle est fourni le liquide principal (par exemple les moûts provenant du pressoir). Lorsque ce débit est important le débit de liquide de dosage l'est aussi et, inversement, lorsqu'il est faible ou arrêté le débit de liquide de dosage est faible ou arrêté, dans des proportions appropriées. Pour la mise en oeuvre de ce procédé il suffit de connaître à la fois la quantité de liquide principal à traiter et la quantité de liquide de dosage qui lui est destinée. Or, ces informations correspondent à des données extérieures, fixées ou choisies par l'utilisateur en fonction du traitement à effectuer. Selon l'invention, la sortie du déversoir du liquide de dosage débouche dans la conduite d'alimentation du liquide principal. De cette manière, le liquide de dosage arrive directement et quasi instantanément au contact du liquide à traiter ; le dosage se fait dans ces conditions toujours sur le liquide frais et non sur le liquide ayant déjà reçu du liquide de dosage. I1 n'est pas nécessaire de ce fait d'agiter l'ensemble du liquide de la cuve. L'expérience montre que la répartition du liquide de dosage dans le liquide principal est parfaitement homogène et cela pendant toute la durée de remplissage de la cuve ou d'arrivée du liquide principal. Cet appareil offre également l'avantage de permettre d'arrêter à tout moment l'arrivée du liquide principal puisque le liquide de dosage s'arrêtera également et de manière quasi instantanée. De plus, le contenu déjà déversé dans la cuve est alors parfaitement dosé. En résumé, l'invention permet, par des moyens simples, d'asservir exactement la quantité de liquide auxiliaire ou liquide de dosage à la quantité instantanée de liquide principal à traiter. Dans le cas le plus simple et le plus fréquent, la cuve ou le récipient recevant le liquide principal présente au moins sur la plus grande partie de leur hauteur, une forme cylindrique, c'est-à-dire une forme dont la section reste constante lorsque la hauteur ou le niveau varient. Toutefois, l'invention peut également s'appliquer, à quelques ajustements près, dans le cas d'une cuve dont la section ne serait pas constante. Dans le cas d'une section constante, connaissant le dosage à réaliser, on choisit un tube doseur, de forme cylindrique, et dont la section par rapport à la section de la cuve correspond au pourcentage de dosage, c'est-à-dire au pourcentage de liquide auxiliaire à ajouter au liquide principal. Si ce pourcentage doit varier de manière linéaire ou non en fonction de la hauteur de remplissage de la cuve, c'est-à-dire de la quantité déjà introduite de liquide, on choisit une forme de tube de dosage correspondant à cette fonction. Cette forme instantanée de la section du tube de dosage peut également s'obtenir par un insert de forme variable placé dans le tube de dosage de plus grand diamètre, et qui à chaque niveau donne une section libre (c'est-à-dire entre le tube et l'insert) qui correspond à la surface voulue c'est-à-dire au pourcentage instantané du dosage. I1 est également possible selon l'invention de prévoir un seul appareil pour doser successivement et de manière différente ou variable des lots de liquides. Pour cela, il suffit soit d'avoir plusieurs tubes de dosage plongés dans une même cuve, soit de subdiviser le tube de dosage en plusieurs sections dans le sens de la hauteur. Lorsque le liquide principal doit être dosé différemment, s'il est par exemple réparti par lots comme cela est le cas pour les moûts de vins de champagne qui pour une même charge de raisin dans le pressoir, donnent successivement une quantité de moût appelée "cuvée", une seconde quantité correspondant à la "première taille", une autre quantité correspondant à la "deuxième taille" et, enfin, une quantité correspondant à la "rebêche", on peut réaliser ce dosage à partir d'un seul réservoir de bisulfite, comportant différents déversoirs débouchant dans les différents tubes ou un seul déversoir débouchant dans une goulotte commune à tous les tubes, ainsi qu'un tube de dosage par cuve. La forme de ces tubes de dosage est alors différente suivant le dosage de bisulfite à réaliser sur les différents lots. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un appareil selon l'invention. - les figures 2 et 3 représentent schématiquement un appareil selon 1 invention, à vide et à l'instant initial de fonctionnement. - la figure 4 montre une seconde variante de réalisation de l'invention dans le cas du dosage de plusieurs lots de liquide. Selon la figure 1, l'appareil de l'invention, pour l'addition dosée d'un liquide auxiliaire à un liquide principal en cours d'introduction de ce liquide dans une cuve, se compose dun récipient d'alimentation 1 fermé hermétiquement et contenant le liquide auxiliaire destiné à être ajouté de manière dosée au liquide principal. Le liquide principal est déversé dans une cuve 2 par une arrivée de liquide principal 3. Cette cuve 2 est, dans l'hypothèse formulée ici, de forme cylindrique c'està-dire de section invariable de haut en bas. En pratique, cette hypothèse peut ne pas toujours être exactement vérifiée ; le fond de la cuve peut en effet avoir une forme non cylindrique pour des raisons par exemple d'évacuation ou de collecte des particules solides de décantation, dans le cas de cuves recevant des moûts. L'appareil comporte également un déversoir 4 formé d'un siphon équilibré dont une extrémité 41 plonge dans le liquide auxiliaire du récipient d'alimentation 1 et dont l'autre extrémité 42 se trouve au-dessus de la cuve 2 ou débouche dans l'arrivée de liquide principal 3. L'appareil comporte également un tube de dosage 5 placé dans la cuve 2. Ce tube de dosage présente une extrémité inférieure 51 ouverte qui communique avec la cuve et permet l'arrivée du liquide de la cuve à l'intérieur de ce tube de dosage 5 et ce jusqu'à ce que la hauteur H4 du liquide principal dans celui-ci, soit égale à la hauteur H3 entre la surface du liquide auxiliaire contenu dans le récipient d'alimentation 1 et l'extrémité 41 du siphon. L'extrémité supérieure 52 du tube de dosage est fermée ; elle communique par un tuyau de liaison 53 avec le volume de gaz 6 au-dessus du volume de liquide 7 dans le réservoir d'alimentation 1. De cette manière, le volume de gaz 54, au-dessus du liquide 55 éventuellement contenu dans le tube de dosage 5, communique avec le volume de gaz 6 au-dessus du liquide 7. Il est à noter que l'ensemble de ce volume de gaz se trouve être en dépression d'une valeur égale à la hauteur de la colonne de liquide H4 ou H3 puisque H4 est en permanence égale à H3. Cette dépression peut être considérée comme constante dans l'ensemble du volume de gaz puisque les hauteurs manométriques de gaz entre le tube 5 et le réservoir 6 sont faibles. De cette façon, lorsque le liquide 55 monte dans la cuve 2, la hauteur H4 diminue, ce qui a pour effet de diminuer la dépression dans le gaz contenu en 5, 53 et 6, ce qui entraîne le siphonnage par 41 puis 42 d'un volume de liquide auxiliaire, tel que H3, s'égalise de nouveau à H4. Le volume total de liquide auxiliaire est calculé de façon à ce que H3 soit nul lorsque le niveau du liquide 55 dans le tube 5 est arrivé à la hauteur H2. En pratique, la montée du liquide 55 dans le tube de dosage 5 est relativement lente pour que les pressions dans les volumes de gaz 54 et 6 soient toujours les mêmes. On suppose également que la température des gaz dans les volumes 54 et 6 est pratiquement la même. Selon l'invention, on fixe la hauteur H1 de l'extrémité inférieure ouverte (horizontale) 51 du tube de dosage 5 dans la cuve 2 à l'instant théorique du début de l'addition de liquide auxiliaire au liquide principal de la cuve ou fourni par 1 ' arrivée de liquide principal 3. Cette hauteur H1 peut correspondre au fond de la cuve ou se trouver à une certaine hauteur au-dessus du fond, par exemple si le début de la quantité de liquide principal déversé dans la cuve 2 ne doit pas, pour une raison quelconque, recevoir de liquide auxiliaire. La fin du dosage correspond à la hauteur H2 de liquide principal dans la cuve 2. Il est à remarquer que la quantité de liquide 7 contenue dans le réservoir d'alimentation 1 doit être égale ou de préférence supérieure à la quantité de liquide auxiliaire nécessaire au dosage. Le déversoir 4, équilibré, est un siphon dont les deux extrémités 41, 42 se trouvent pratiquement à la même hauteur. La profondeur d'immersion de l'extrémité 41 du déversoir 4 dans le récipient d'alimentation 1 correspond au désamorçage du siphon ; en d'autres termes, la colonne de liquide 7, au-dessus de l'extrémité 41 du déversoir 4, doit correspondre à la quantité de liquide à doser. Il a été indiqué ci-dessus que le récipient d'alimentation 1 doit être fermé hermétiquement pour que le refoulement de gaz 54 vers le volume de gaz 6 puisse à la fois assurer le refoulement de liquide 7 à travers le déversoir 4 et arrêter ce refoulement. Le liquide 7 peut être introduit dans le réservoir 1 soit par une canalisation qui est fermée par un robinet, soit, s'il s'agit de petites quantités, d'un réservoir 1 constitué par une bouteille ou analogue, ce réservoir doit être fermé hermétiquement. Les figures 2 et 3 montrent un mode de réalisation de l'appareil décrit et représenté dans ses principes à l'aide de la figure 1. La description de ce premier mode de réalisation utilisera les mêmes références que dans le mode de réalisation de principe décrit ci-dessus avec en suffixe un '. Le mode de réalisation des figures 2 et 3 se distingue du précédent en ce que la cuve 2' comporte un fond incliné 21 et se terminant par une goulotte 22. Le fond incliné 21 et la goulotte 22 servent à la collecte des particules de décantation et à leur extraction. Le tube de dosage 5' de ce mode de réalisation se termine à sa base par un petit tube 51 destiné à l'équilibrage initial de l'appareil. Dans ce mode de réalisation, le déversoir 4' débouche par son extrémité 42' dans l'arrivée 3' de liquide principal, arrivée provenant par exemple du pressoir. Les variantes et compléments par rapport au schéma de principe résident notamment dans les accessoires tels que les robinets R1, R2, R3 qui permettent d'amorcer le déversoir 4'. Cet amorçage se réalise de la façon suivante : le robinet R1 est fermé et R2 et R3 sont ouverts. En insufflant de l'air par R2, on pousse le liquide auxiliaire 7' dans le déversoir 4' et ceci jusqu'à l'extrémité 42'. A ce moment, on ferme R3 puis R2 et on ouvre R1. R3 étant fermé, le siphonnage ne peut s'opérer et le liquide auxiliaire contenu dans le déversoir 4' entre R3 et l'extrémité 42' se maintient par capillarité. La figure 3 montre la phase initiale de fonctionnement de l'appareil ; du liquide 100 principal se trouve dans la goulotte 22 et a atteint l'extrémité inférieure du tube 51'. On ouvre à cet instant le robinet R3. L'ensemble de l'air 54', 53' et 6' étant à la pression atmosphérique, l'extrémité 41' du déversoir 4' se trouve être en surpression de la hauteur manométrique H3'du liquide 7' par rapport à l'extrémité 42'du déversoir 4' qui est à la pression atmosphérique. On assiste donc au début du siphonnage de liquide 7' dans la tuyauterie 3' d'amenée du liquide 100. Ce faisant, cela crée une dépression dans le volume d'air 6', 53' et 54'puisque l'extrémité inférieure du tube 51' n'est plus en contact avec l'atmosphère, mais avec le liquide 100. Cette dépression fait remonter le liquide 100 dans le tube 51 jusqu'à une hauteur H4' égale à H3', ce qui a pour effet d'arrêter le siphonnage du liquide 7' puisque l'extrémité 41' du tube 4' est alors à une pression identique à celle de l'extrémité 42'. Le liquide 100 continuant à monter dans le réservoir 2', la hauteur H4' diminue, ce qui autorise à nouveau le siphonnage du liquide. Dans la réalité, il y a correspondance permanente entre la hauteur H3' du liquide 7', entre sa surface libre et l'extrémité 41' du tube 4' et la hauteur H4' entre le niveau du liquide 100 dans le tube 5' et la surface libre du liquide 100 dans le réservoir 2'. Le volume de liquide 7' à introduire est identique au volume déterminé par la section du tube 5' et sa hauteur utile entre son extrémité inférieure 55' et la hauteur finale du liquide 100 dans le réservoir 2' de sorte que lorsque le liquide 100 atteint son niveau maximum dans le réservoir 2', la hauteur H4' soit nulle en même temps que H3' devient nulle puisque la totalité du liquide 7' a été dosé. La figure 4 montre une seconde variante de l'invention dans le cas d'un appareil permettant le dosage consécutif de plusieurs lots de liquide provenant d'une même source. Les tubes de dosage utilisés dans les différentes cuves 2'A, 2'B, 2'C ont des sections différentes puisque le dosage doit être différent. Ces tubes de dosage portent les références 5'A, 5'B, 5'C. Ces tubes de dosage sont reliés par des tuyaux de liaison 53'A, 53'B, 53'C à un robinet commun 101 dont la sortie 102 débouche dans le volume de gaz 6! au-dessus du liquide 7' du récipient d'alimentation commun 1'. L'appareil comporte un déversoir commun 4' débouchant par l'intermédiaire d'un entonnoir 103 dans l'arrivée 3' de liquide. Cette arrivée de liquide débouche par trois robinets 104A, 104B, 104C dans les cuves 2'A, 2'B, 2'C. Lorsque le liquide arrive on remplit telle ou telle cuve 2'A, 2'B, 2'C en ouvrant le robinet correspondant, les autres étant fermés. Le robinet de dosage 101 est alors réglé sur le tube de dosage du réservoir correspondant. REVENDICATIONS 10) Appareil pour l'addition dosée d'un liquide auxiliaire à un liquide principal au cours de l'introduction de ce liquide dans une cuve, appareil caractérisé en ce qu'il comprend - un récipient d'alimentation (1) fermé hermétique ment, contenant le liquide auxiliaire (7), - un déversoir (4) formé d'un siphon équilibré plongeant (41) dans le liquide auxiliaire (7) du récipient d'alimentation (1) et débouchant (42) dans la cuve (1), - un tube de dosage (5), dont l'extrémité supérieure (52) est reliée au volume de gaz (6) au-dessus du niveau de liquide auxiliaire (7) dans le récipient d'alimentation (1), dont l'extrémité inférieure (51), ouverte, débouche dans la cuve (2) pour permettre au liquide principal (55) de remonter dans ce tube (5) pendant le remplissage de la cuve (2) sous l'effet de la dépression créée dans le volume de gaz (6) du récipient d'alimentation (1) et donc dans la colonne de gaz du tube de dosage (5), dépression résultant du siphonnage du liquide auxiliaire (7) par le déversoir (4) dans le liquide principal. 2 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section du tube de dosage (5) varie sur sa hauteur suivant une fonction donnée de la hauteur du liquide dans la cuve (2). 3 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (42') du déversoir (4') débouche dans la conduite d'alimentation (3') de liquide principal vers la cuve (2'A, 2'B, 2'C). 4") Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie du déversoir est munie d'un robinet (R1). 5") Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie (42') du déversoir (4') débouche dans la conduite d'alimentation (3') par l'intermédiaire d'un entonnoir (103), à l'air libre, coupant la communication de fluide entre 1 'arrivée (3') et le déversoir (4'). 60) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de dosage (5') comporte à sa base un prolongement (51) formé d'un petit tube. 7 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de liaison (53) qui relie le volume de gaz (54) du tube de dosage au volume de gaz (6) du récipient d'alimentation (1) est muni d'un robinet d'évacuation (R2) débouchant à l'air libre ainsi que d'un robinet (roi) de fermeture de la liaison (53). 80) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il se compose d'un récipient d'alimentation (1') unique relié par un robinet multiple (101) à différents tubes de dosage (5'A, 5'B, 5'C) équipant une même cuve ou des cuves différentes (2'A, 2'B, 2'C) et un déversoir (4') commun débouchant (42', 103) dans l'arrivée (3') commune d'alimentation (104A, 104B, 104C) des cuves (2'A, 2'B, 2'C).