Brevet FR2695862A1 — publié le 19940325

Procédé de commande d'un pressoir, notamment d'un pressoir à raisins à membranes latérales. La présente invention concerne le domaine de l'extraction des jus de fruits, notamment de raisins, devant satisfaire à différents critères de qualité lors de sa mise en oeuvre pratique, et a pour objet, notamment d'un pressoir à raisins à membranes latérales. Par la demande de brevet français n0 9014488 déposée le 16 novembre 1990 au nom de la demanderesse, on connaît déjà un procédé de pressurage permettant d'automatiser la détermination des paramètres de pressage en fonction de l'évolution de ce dernier, ainsi que le déroulement dudit pressurage, et d'optimiser la vitesse et le taux d'extraction des jus en vue d'une rentabilité maximale. Néanmoins, le procédé décrit dans ce document ne peut être appliqué directement dans le cas de pressurages devant répondre à des critères qualitatifs imposés, notamment de quantités de jus extrait et de pressions maximales autorisées. De tels critères qualitatifs sont en particulier prépondérants pour le pressurage des raisins en Champagne, ou encore selon la méthode champenoise. En effet, le jus extrait est divisé en différentes catégories de qualité, à savoir, cuvée, taille et rebêche, en fonction du moment de son extraction au cours du cycle de pressurage. Les volumes de ces différentes catégories, la délimitation de leur phase de récupération au cours du cycle de pressurage et les pressions maximales mises en oeuvre pour chaque phase sont définis, sinon imposés, par les traditions locales et les réglementations professionnelles. Ainsi, à titre d'exemple, il y a lieu d'extraire 2100 litres de jus de catégorie "cuvée" et 510 litres de jus de catégorie "taille" pour une masse de raisins initiale de 4000 kg. En outre, il est préconisé d'extraire le jus par l'intermédiaire d'un pressurage comprenant plusieurs séquences de montée en pression par paliers, les volumes de jus correspondant à la "cuvée" et la "taille" étant récupérés préférentiellement chacun après un nombre donné de séquences de montée en pression. Le problème posé à la présente invention réside donc notamment dans la conception d'un procédé de commande pour pressoir, permettant de piloter ce dernier avec une efficacité maximale de manière entièrement automatique, ce tout en prenant en compte certains critères de qualité des jus extraits ainsi que certaines conditions de fonctionnement imposées. Ce problème est précisément résolu grâce au procédé de commande de pressoir conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement, à établir un cycle de pressurage de référence défini par des triplets de valeurs, subdivisé en plusieurs séquences consécutives de montée en pression par paliers de pression successifs et conditionné par des volumes de jus extrait à atteindre après un nombre prédéterminé de séquences de montée en pression et par des pressions maximales applicables, imposés, à déterminer, pour chaque séquence de montée en pression, le palier de pression inférieure de travail, à autoriser, au cours de chaque séquence de montée en pression, le passage d'un palier de pression au palier de pression immédiatement supérieur lorsque le volume réel de jus extrait est supérieur à une fraction d'une valeur de volume attendue et déterminée pour le palier de pression en cours et lorsque le débit mesuré de jus extrait passe en dessous d'une valeur seuil déterminée, pour le palier de pression en cours, à partir de la valeur seuil calculée précédemment lors de l'établissement du cycle de pressurage de référence et d'un facteur de pondération fonction de l'écoulement réel du jus en cours de pressurage, et à ordonner, à la fin de chaque séquence de montée en pression, une décompression du pressoir et un brassage contrôlé de la matière à pressurer, le cas échéant après application d'un palier de pression supplémentaire d'une valeur supérieure à celle des paliers de pression de la séquence considérée venant de s'achever L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dont la figure unique représente un diagramme montrant l'évolution de la pression de pressurage au cours d'un cycle de pressurage conforme à l'invention. Conformément à l'invention, et comme l'illustre la figure 1 du dessin annexé, le procédé de commande consiste essentiellement à établir un cycle de pressurage Cr de référence défini par des triplets Pi, Vi, Di, subdivisé en plusieurs séquences Sm consécutives de montée en pression par paliers de pression Pi successifs et conditionné par des volumes Vq de jus extrait à atteindre après un nombre prédéterminé de séquences S, Sm de montée en pression et par des pressions maximales PM applicables, imposés, à déterminer, pour chaque séquence Sm de montée en pression, le palier P0 de pression inférieure de travail, à autoriser, au cours de chaque séquence Sm de montée en pression, le passage d'un palier de pression Pi au palier de pression PiFl immédiatement supérieur lorsque le volume Vi' réel de jus extrait est supérieur à une fraction Y d'une valeur de volume Vi attendue et déterminée pour le palier de pression Pi en cours et lorsque le débit mesuré D de jus extrait passe en dessous d'une valeur seuil Di' déterminée, pour le palier de pression Pi en cours, à partir de la valeur seuil Di calculée précédemment lors de l'établissement du cycle de pressurage Cr de référence et d'un facteur de pondération fonction de l'écoulement réel du jus en cours de pressurage, et à ordonner, à la fin de chaque séquence Sm de montée en pression, une décompression du pressoir et un brassage contrôlé de la matière à pressurer, le cas échéant après application d'un palier de pression Ps supplémentaire d'une valeur supérieure à celle des paliers de pression Pi de la séquence Sm considérée venant de s'achever. Selon une première caractéristique de l'invention, la fraction Y est avantageusement telle que 1,0 2 Y 2 0,9, avec, préférentiellement Y = 0,98. A titre d'exemple illustratif, on pourra se reporter au tableau ci-après qui représente par l'intermédiaire de couplets Pi (en bars), Vi (en litres) un cycle de pressurage Cr de référence selon l'invention, pour une masse initiale de raisins de 4000 kg. P 0,1 0,2 0,28 0,36 0,45 055 0,65 0.76 0,87 110 1,2 1,4 1,6 Sol 310 450 550 650 750 830 900 960 1010 1050 1050 1170 1280 1360 1440 1500 1550 1600 1650 1680 1680 s3 1790 1850 lus20 1970 2020 2060 2100 2100 2100 54 30 90 130 160 185 208 230 242 260 260 su 290 320 350 370 385 400 410 420 420 S6 430 455 470 486 500 510 510 510 510 S7 Rebêche Les volumes Vq de jus extrait imposés correspondent, par exemple, pour la "méthode champenoise", au volume de la *cuvée" (2100 litres, au plus tard à la fin de la séquence S3) ou au volume de la "taille" (510 litres, au plus tard à la fin de la séquence S6). En outre, l'expérience montre qu'il avantageux d'avoir extrait environ 50 % du volume total de la "cuvée" au bout de la première séquence Sj de montée en pression et environ 80 % de ce volume au bout de la deuxième séquence S2 De même, il est également avantageux d'avoir extrait environ 50 % du volume de la "taille" au bout de la séquence S4 et environ 80 % de cette dernière au bout de la séquence S5. La détermination de la pression inférieure PD de travail pour chaque séquence Sm de montée en pression, dont la mise en oeuvre est o décrite dans la demande de brevet français précitée n 9014488, permet de réaliser un gain de temps important en évitant l'application de pressions faibles pour lesquelles la quantité de jus extrait est négligeable. Selon une caractéristique de l'invention, les triplets Pi, Vi, D1 définissant le cycle de pressurage de référence Cr sont calculés, en début de chaque cycle de pressurage C, après chargement d'une masse M' de matière à pressurer, à partir de triplets Pim, Vim, Dim mémorisés, établis pour une masse M de matière à pressurer, les rapports Vi/Vim et Di/Di=, pour chaque palier de pression Pi, étant égaux au rapport M'/M. A partir d'un unique cycle de pressurage Cr de référence, il est donc possible de calculer, pour chaque taux de remplissage du pressoir, les valeurs Vi et Di des différents triplets P1, Vi, D1 définissant le cycle de pressurage Cr adapté. Conformément à une variante de réalisation préférée de l'invention, applicable notamment dans le cadre d'un pressurage selon la méthode champenoise, les valeurs seuil Di du débit au cours des trois premières séquences Sl, S2 et S3 du cycle de pressurage Cr, peuvent être déterminées pour chaque palier de pression Pi, par l'intermédiaire de la formule: Di = a-bxV avec a = (106 + 12 m + 17,9 m2) x M'/4000 et b = (118 - 23,5 m + 9,5 m2) x 10.2, m étant le numéro de la séquence Sm de montée en pression considérée et M' étant la masse, exprimée en kg, de matière à pressurer introduite dans le pressoir au début du cycle de pressurage C considéré. De même, les valeurs seuil Di au cours des trois séquences S4, S5 et S6, consécutives aux séquences Si à 53, peuvent être déterminées, pour pour chaque palier de pression Pi au moyen de la formule: Di = a' - b' x V avec a' = [413 + 89 (m - 3 + 100 (m - 3)2] x M'/4000 et b' = [183 + 31 (m - 3) + 36 (m - 3)] x 10-, m étant le numéro de la séquence Sm de montée en pression considérée et M' étant la masse, exprimée en kg, de matière à pressurer introduite dans le pressoir au début du cycle de pressurage C considéré. Compte tenu, d'une part, des quantités de jus à extraire imposées et, d'autre part, des caractéristiques de la matière à pressurer (maturité du raisin, état sanitaire de la vendange, rendement de la vigne), entraînant une extraction plus ou moins difficile, il est nécessaire de pouvoir influencer la vitesse de déroulement du pressurage en vue d'optimiser l'utilisation du pressoir tout en respectant les critères qualitatifs. A cet effet et selon une caractéristique de l'invention, la valeur seuil Di' du débit autorisant le passage d'un palier de pression Pi au palier de pression Pi+l suivant, est égale à la valeur seuil Di de référence correspondante, lorsque le volume Vi' de jus extrait réel, mesuré en permanence, est supérieur au volume Vi de jus extrait de référence attendu pour le palier de pression Pi. Par contre, lorsque le rapport V1,/V1 pour le palier de pression (Pi) est tel que i # Vi'/Vi # Z, la valeur seuil Di' du débit autorisant le passage du palier de pression Pi au palier de pression Pi+f est donnée par la formule: Di' = (Vi'/Vi) X Di, avec 0,9 # Z # 0,7 et, préférentiellement, Z = 0,8. Enfin, la valeur seuil Di' autorisant le passage du palier de pression Pi au palier de pression P1+1 est déterminée par la formule: Di' = Di, lorsque V,'/V, Z > O 0,7 et, préférentiellement, Z # 0,8. Les facteurs de pondération définis ci-dessus, obtenus à partir des comparaisons effectuées au cours de pressurage, entre les quantités de jus attendues dans le cadre d'un cycle de pressurage Cr de référence, intégrant l'ensemble des critères qualitatif et des conditions de fonctionnement imposées, et les quantités de jus réellement extraites, permettent d'accélérer ou de ralentir le processus de pressurage en fonction du degré d'avancement de l'extraction par rapport au cycle de pressurage Cr de référence. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, représentée au dessin annexé, il est également possible, à la fin d'une séquence Sm de montée en pression, d'appliquer un palier de pression P5 supplémentaire, lorsque le volume Vi' réel de jus extrait au terme du dernier palier de pression Pi de la séquence Sm considérée est inférieur au volume Vi de jus extrait attendu à ce niveau du cycle de pressurage C. En pratique, la valeur du palier de pression Ps supplémentaire pourra être égale à celle de la pression PM maximale autorisée pour la séquence Sm considérée, à savoir, pour une extraction selon la méthode champenoise, 1,2 bar après St, S2 ou S3, 1,4 bar après S4 et S5 et 1,6 bar après S6. Dès que le volume de jus correspondant à la "taille" est atteint, le pressoir sera piloté de manière à extraire, en un minimum de temps, un volume supplémentaire de jus, la rebêche, ce en appliquant, par exemple, le procédé de pressurage décrit dans la demande de brevet mentionnée ci-dessus. Selon une autre caractéristique de l'invention, illustrée par le tableau qui précède, le procédé de commande peut également consister, lors de l'établissement du cycle de pressurage Cr de référence, à fixer, pour chaque séquence Sm de montée en pression, au moins pour les deux derniers paliers de pression de la séquence Sm considérée, des volumes de jus extrait de référence identiques, dont les valeurs correspondent, le cas échéant, aux valeurs imposées Vq des volumes de jus extrait à atteindre au terme des différentes séquences Sm de montée en pression du cycle de pressurage C. Cette disposition permet à la fin de chaque séquence Sm de montée en pression de garantir au maximum un alignement des quantités réelles de jus extrait avec les quantités fixées dans le cadre du cycle de pressurage Cr de référence. Conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention, représentée à la figure 1 du dessin annexé, le brassage de la matière à pressurer lors des phases de décompression, intervenant après la chute de la valeur du débit D mesuré en dessous de la valeur seuil D1, pour le dernier palier de pression Pi de la séquence SD, considéré ou pour le palier de pression Ps supplémentaire, consiste à entraîner en rotation la cuve du pressoir sur un tour après les séquences S, à S3 et sur deux tours après les séquences S4 à S6, ces nombres de tours étant majorés d'un tour supplémentaire lorsque le palier de pression Ps supplémentaire a été mis en oeuvre. Pour les séquences Sm ultérieures, le brassage pourra avantageusement consister en quatre rotations de la cuve. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un pressoir, notamment d'un pressoir à raisins à membranes latérales, caractérisé en ce qu'il consiste, essentiellement, à établir un cycle de pressurage (Cr) de référence défini par des triplets (P;, Vi, Di), subdivisé en plusieurs séquences (Sm) consécutives de montée en pression par paliers de pression (Pi) successifs et conditionné par des volumes (Vq) de jus extrait à atteindre après un nombre prédéterminé de séquences (Sm) de montée en pression et par des pressions maximales (PM) applicables, imposés, à déterminer, pour chaque séquence (Sm) de montée en pression, le palier (P0) de pression inférieure de travail, à autoriser, au cours de chaque séquence (Sm) de montée en pression, le passage d'un palier de pression (Pi) au palier de pression (Pf+t) immédiatement supérieur lorsque le volume (V'1) réel de jus extrait est supérieur à une fraction (Y) d'une valeur de volume (Vi) attendue et déterminée pour le palier de pression (Pi) en cours et lorsque le débit mesuré (D) de jus extrait passe en dessous d'une valeur seuil (Di') déterminée, pour le palier de pression (Pi) en cours, à partir de la valeur seuil (Di) calculée précédemment lors de l'établissement du cycle de pressurage (Cr) de référence et d'un facteur de pondération fonction de l'écoulement réel du jus en cours de pressurage, et à ordonner, à la fin de chaque séquence (Sm) de montée en pression, une décompression du pressoir et un brassage contrôlé de la matière à pressurer, le cas échéant après application d'un palier de pression (Ps) supplémentaire d'une valeur supérieure à celle des paliers de pression (Pi) de la séquence (Sm) considérée venant de s'achever. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction (Y) est telle que 1,0 2 Y > 2 0,9. 3. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les triplets (Pi, Vi, Di) définissant le cycle de pressurage de référence (Cr) sont calculés, en début de chaque cycle de pressurage (C), après chargement d'une masse (M') de matière à pressurer, à partir de triplets (Pi=, Vim, Dim) mémorisés, établis pour une masse (M) de matière à pressurer, les rapports Vi/Vim et Di/Di=, pour chaque palier de pression (Pi), étant égaux au rapport M'/M. 4. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour les trois premières séquences (S" S2, S3) de montée en pression de chaque cycle de pressurage (Cr), les valeurs seuil (Di) du débit sont déterminées, pour chaque palier de pression (Pi), par l'intermédiaire de la formule: Di = a - b x V1 avec a = (106 + 12 m + 17,9 m2) x M'/4000 et b = (118 - 23,5 m + 9,5 m2) x 10-2, (m) étant le numéro de la séquence (Sm) de montée en pression considérée et (M') étant la masse, exprimée en kg, de matière à pressurer introduite dans le pressoir au début du cycle de pressurage (C) considéré. 5. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour les trois séquences (S4, S5 et S6) de montée en pression consécutives aux trois premières séquences (SI à S3), les valeurs seuil (Di) du débit sont déterminées, pour chaque palier de pression (Pi) au moyen de la formule:: Di = a' - b x V avec a' = [413 + 89 (m - 3 + 100 (m - 3)2] x M'/4000 et b' = [183 + 31 (m - 3) + 36 (m- 3)2] x 102, (m) étant le numéro de la séquence (Sm) de montée en pression considérée et (M') étant la masse, exprimée en kg, de matière à pressurer introduite dans le pressoir au début du cycle de pressurage (C) considéré. 6. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la valeur seuil (Di,) du débit autorisant le passage d'un palier de pression (Pi) au palier de pression (Pi,) suivant, est égale à la valeur seuil (Di) de référence correspondante, lorsque le volume (Vi') de jus extrait réel est supérieur au volume (Vi) de jus extrait de référence attendu pour le palier de pression (Pi). 7. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lorsque le rapport Vi'/Vi pour le palier de pression (Pi) est tel que 1 2 Vi'/Vi 2 Z, la valeur seuil (Di') du débit autorisant le passage du palier de pression (Pi) au palier de pression (Pi+1) est donnée par la formule: Di' = (Vi'/Vi) X Di, avec 0,9 2 Z # 0,7. 8. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la valeur seuil (Df') autorisant le passage du palier de pression (Pi) au palier de pression (Pi, ) est déterminée par la formule: Di' = Di, lorsque V1,/V1 9.Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à la fin d'une séquence (S=) de montée en pression, à appliquer un palier de pression (Ps) supplémentaire, lorsque le volume (Vi') réel de jus extrait au terme du dernier palier de pression (Pi) de la séquence (Sm) considérée est inférieur au volume (Vi) de jus extrait attendu à ce niveau du cycle de pressurage (C). 10. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de l'établissement du cycle de pressurage (Cr) de référence, à fixer, pour chaque séquence (Sm) de montée en pression, au moins pour les deux derniers paliers de pression de la séquence (Sm) considérée, des volumes de jus extrait de référence identiques, dont les valeurs correspondent, le cas échéant, aux valeurs imposées (V,) des volumes de jus extrait à atteindre au terme des différentes séquences (Sm)o de montée en pression du cycle de pressurage (C). 11. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications i à 10, caractérisé en ce que le brassage de la matière à pressurer lors des phases de décompression, intervenant après la chute de la valeur du débit (D) mesuré en dessous de la valeur seuil (du') pour le dernier palier de pression (Pi) de la séquence (Sm) considéré ou pour le palier de pression (Ps) supplémentaire, consiste à entraîner en rotation la cuve du pressoir sur un tour après les séquences Si à S3 et sur deux tours après les séquences S4 à S6, ces nombres de tours étant majorés d'un tour supplémentaire lorsque le palier de pression (P5) supplémentaire a été mis en oeuvre.