Brevet FR2716173A1 — publié le 19950818

PROCEDE ET DISPOSITIF DE RATTRAPAGE DE VOLUME DANS UNE RESERVE DE FLUIDE La a présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de rattrapage de volume dans une réserve de fluide destinée en particulier, mais non exclusivement, à contenir des liquides sensibles à la présence de l'air. L'invention s'applique principalement dans l'industrie des liquides sensibles à l'action de l'air ou de ses constituants oxygène, gaz carbonique, à la pollution, aux micro-organismes et tout agent pouvant détériorer les qualités dudit liquide contenu normalement dans une cuve pleine et fermée, les détériorations en question, peuvent être: - des oxydations par action directe de l'oxygène de l'air sur les substrats oxydables contenu dans le liquide (vin, bière, cidre, vinaigre, lait etc.) avec perte ou évolution négative des qualités organoleptiques, changement de teinte, brunissement, trouble, etc. pouvant aller jusqu'à la destruction totale; - des développements de micro-organismes aérobies: levures de la fleur (vin), bactéries acétiques, moisissures (sur liquides sucrés), anguillules, (sur vinaigre) etc.; - autres détériorations spécifiques de chaque liquide sensible et qu'il serait fastidieux d'énumérer dans leur ensemble. Ces liquides peuvent être des liquides organiques alimentaires comme il est dit plus haut, mais également des liquides sensibles à l'évaporation ou émettant des vapeurs. Dans l'état actuel de la technique, ces liquides sont maintenus en dehors du contact de l'air ou des agents détériorant par divers artifices et moyens, notamment pour le plus simple, le remplissage total du récipient, suivi du bouchage hermétique. Dans le cas contraire, le récipient est dit "en vidangez, et le liquide peut s'altérer. L'altération peut se produire en quelques heures, si non en quelques jours en fonction du liquide, de la virulence de l'agent détériorant ainsi que de quelques paramètres qui favorisent les réactions, tels la température lorsqu'elle atteint une valeur relativement élevée (voisine de 20 à 25 "C). Le procédé le plus courant pour éviter tous ces accidents consiste à remplir soigneusement le récipient à ras bord et à le fermer hermétiquement. Malheureusement, cela n'est pas toujours possible, car on ne dispose pas toujours de suffisamment de liquide pour le remplissage complet. Par ailleurs, même dans ces cas, les changements de température provoquent des variations de volume et des risques de dilatation ou de rétraction des récipients pouvant aller jusqu'à la rupture. Des procédés ont été imaginés, tel que le récipient à plafond flottant. II s'agit d'une citerne à parois verticales régulières et dont le plafond, indépendamment des parois verticales vient s'appliquer sur la surface du liquide, I'étanchéité n'étant obtenue qu'imparfaitement. Les inconvénients de ce système sont nombreux. Notamment, il faut posséder de telles cuves ou récipients qui coûtent fort chers. Le volume n'est pas toujours adapté à la quantité de liquide à conserver. II faut donc un ensemble de telles cuves. Ces cuves sont rarement étanches et dans ce cas, des fuites de liquide peuvent altérer la masse dudit liquide à conserver. Par ailleurs, s'il est totalement étanche, il ne permet pas les variations de volumes dues aux variations de température. Bien que très répandues, dans les industries alimentaires, notamment vinicoles, ces cuves sont peu pratiques et d'un usage compliqué et délicat. La surveillance doit être constante. Un autre procédé utilisé également dans les industries des boissons fermentées (vin, cidre, bière etc ) consiste à isoler la surface du liquide de l'air surnageant en disposant à la surface de ce liquide, une couche d'une huile neutre (huile de paraffine) de goût et d'odeur, et autorisée dans la législation. Cette huile est moins dense que le vin ou le cidre. Elle se rassemble à la surface et forme une couche imperméable et insensible. II faut environ 5 mm. d'épaisseur. L'huile de paraffine ne coûte pas cher. Par contre, les inconvénients de ce procédé sont nombreux et importants. II faut verser l'huile très lentement en surface, sans émulsion sinon une infime partie de liquide à protéger peut rester en contact de l'air et contaminer la masse. La séparation du liquide à protéger et de l'huile neutre est extrêmement délicate. II faut procéder à une décantation lente sans provoquer de mélange. Le liquide retient toujours des infimes gouttelettes d'huile, et quand il s'agit de vin rouge notamment, ces gouttelettes forment des tâches irises en surface, d'un très mauvais effet. II faut traiter ce vin à la bentonite pour piéger l'huile restante; Par ailleurs, au cours du décantage, L'huile descend le long des parois de la cuve et les graisses entièrement. Un nettoyage avec des détergents appliqués à plusieurs reprises est indispensable. L'huile utilisée est perdue à chaque fois. Ce procédé ne peut donc être utilisé que pour conserver de tout petits volumes. Un autre procédé consiste à injecter de l'anhydride sulfureux (S02) gazeux à la surface du liquide à conserver, ou mieux de faire brûler du soufre minéral (S) qui consomme l'oxygène de l'air disponible en formant du S02; Par l'action antioxygène et antiseptique du S02, ce procédé protège efficacement la surface du liquide (vin ou cidre ou autres) de l'action dévastatrice des microbes et autres agents pathogènes ainsi que de l'oxygène de l'air. Malheureusement, son action est limitée dans le temps car le S02 se dissout très rapidement dans le liquide. Outre qu'il disparaît et devient donc inefficace, il enrichit le liquide en suffites et en sulfates et ceci présente également des inconvénients. De plus, ce produit est interdit dans certaines industries, indésirable dans d'autres et rejeté quasi unanimement par les consommateurs. Les quantités résiduelles sont strictement réglementées car les suffites libres sont nuisibles à la santé. Un autre procédé très technique, très élaboré mais très coûteux consiste à remplacer l'air et l'oxygène qu'il contient par un gaz neutre insoluble tel que l'azote, rendant impossible un développement microbien ou une oxydation par combinaison de l'oxygène de l'air avec des substrats oxydables du liquide contenu dans la citerne non remplie. Ce procédé demande une grande consommation d'azote, car il faut remplacer la totalité de l'air en effectuant un balayage équivalent à trois fois le volume de vidange, ceci par mesure de sécurité. II faut être certain que tout l'air a été chassé si l'on désire une protection parfaite. L'azote coûte cher et il n'est jamais récupéré. Il faut répéter l'opération chaque mois pour une conservation de longue durée. L'appareil coûte cher également et demande de nombreux entretiens. II requiert une infrastructure importante en tuyauterie de distribution et en contrôleurs, détecteurs de fuites, etc.. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients. Elle résout le problème des cuves en vidange dans les industries des boissons, des liquides alimentaires, de tout liquide périssable qu'il faut maintenir à l'abri de l'air et de toute contamination, de tout liquide qu'il faut empêcher de balancer pendant les transports dans une citerne non remplie etc.... Selon l'invention, le procédé de rattrapage de volume dans une réserve de liquide sensible à l'air ou à différents agents de dégradation est caractérisé en ce qu'il fait appel à une poche étanche, gonflable à l'aide d'un fluide quelconque de compensation, se plaçant à l'intérieur d'un réservoir de liquide afin de combler le volume manquant en chassant l'air qui s'y trouve en gonflant la poche jusqu'à ce que la cuve déborde. II suffit d'introduire la poche dans la cuve en vidange et de la gonfler afin de combler le vide ou vidange. Cette poche peut être introduite dans la cuve avant le remplissage et fixée au fond ou à une paroi, ou introduite après le remplissage par le haut de la cuve lorsque l'on se rend compte que la cuve présentera de la vidange. Une autre disposition prévoit que la poche fasse partie intégrante de la cuve et qu'elle soit fixée à demeure, contre l'une des parois, par le fabricant de la cuve au moment de la construction ou par un monteur habilité après que la cuve soit sortie de l'usine. Dans les deux cas, la poche peut consister en un volume fermé ou en une seule face comme il est expliqué ci-dessous. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins qui représentent: - La Figure 1, une vue d'une cuve classique; - La Figure 2, une cuve selon l'invention à paroi déformable; - La Figure 3, un autre mode de réalisation de la poche; - La Figure 4, un autre mode de réalisation à poche de liquide et à poche d'air. La figure 1 représente une cuve classique 1 montée sur un support 14, comprenant une paroi généralement cylindrique présentant à sont extrémité inférieure un embout de remplissage et de vidange 2 et, à sa partie supérieure une trappe de visite 3 jouant le rôle de trop-plein, généralement fermée par un couvercle étanche. On voit sur cette figure qu'après un soutirage, la masse liquide 4 est surmontée par une couche d'air 5 nécessaire au maintien de la pression atmosphérique dans la cuve. La figure 2 représente une cuve équipée d'un dispositif de rattrapage de volume selon l'invention. Dans ce mode de réalisation la poche 6 est constituée par une seule paroi élastique étanche 7, L'autre paroi de la poche étant formée par la paroi interne de la cuve elle-même. La paroi 7 est fixée de manière étanche sur la paroi interne de la cuve par des brides 8 munies de joints. Un embout 10 permet l'introduction d'un fluide de compensation dans le compartiment ainsi constitué ou le vidage de ce fluide. La poche est gonflée jusqu'à ce que le niveau du liquide contenu dans la cuve atteigne la trappe de sortie 3. La figure 3 représente une cuve identique à la figure 2 mais dans laquelle la poche est constituée de deux parois 7,9 réunies à leurs extrémités en 8. Le fonctionnement est le même que précédemment. La poche ainsi constituée doit être souple, gonflable, extensible ou non, et il suffit de l'introduire dans la cuve en vidange et de la gonfler pour combler la vidange. Sa dimension est choisie en fonction du volume à combler. Elle est remplie soit avec de l'eau du robinet, soit avec de l'air, soit avec un gaz neutre, azote ou gaz carbonique et d'une manière générale avec un fluide compatible avec le liquide contenu initialement dans la cuve. La poche 7,9 est reliée à l'extérieur de la cuve par un tuyau qui sert au remplissage et à la vidange. Elle peut être remplie en plusieurs fois si le volume de liquide à protéger diminue pour une raison quelconque au cours du travail ou de la vie du liquide, par exemple soutirage pour mise en bouteilles, contraction par abaissement de température, évaporation à travers les parois d'un récipient en bois (fût ou tonneau). Le rattrapage de volume par gonflement progressif de la poche évite le travail fastidieux de remplissage ou de transvasage dans un récipient plus petit. Le remplissage de la poche se fait jusqu'au débordement du liquide à protéger par le haut de la cuve. De cette façon, il n'y a plus jamais aucune vidange. Cette poche peut servir de poumon au cas où le liquide à protéger se dilaterait ou se contracterait en fonction des variations de température. Gonflée à l'air ou tout autre gaz, dans une cuve hermétiquement close, elle peut servir de coussin hydrostatique en cas de variations faibles de volume dues à des variations de température et ainsi, éviter les déformations de la cuve et sa détérioration. La poche peut être munie d'accessoires permettant son introduction dans le réservoir ou cuve déjà en service par l'un des orifices naturels dudit réservoir. Utilisée dans une citerne de transport, elle évite le ballottement du liquide lorsque la citerne n'est pas complètement pleine. Elle évite également la saturation en air due aux mouvements du liquide pendant les secousses du transport. La composition de la matière de la poche interdit tout échange entre les deux fluides, celui à protéger et celui de compensation de volume. La matière de la poche est totalement inerte et inattaquable par les substances des deux fluides. De nombreux accessoires peuvent être adaptés sur la poche ou sur la cuve afin de faciliter les différentes opérations de remplissage ou de vidange de la cuve d'une part et de la poche d'autre part (vanne, robinet, clapet antiretour, manomètre etc.) La figure 4 représente un autre mode de réalisation faisant appel à la présence simultanée de deux poches respectivement 12 gonflée à l'eau et 13 gonflée à l'air. La poche 12 est disposée sensiblement sur le fond de la cuve 1 et elle est remplie et vidée, comme précédemment par l'embout 10. Pour des raisons d'équilibre hydrostatique, la poche 13 est disposée à la partie supérieure de la cuve pour ne pas avoir à supporter la pression hydrostatique. Elle est remplie et vidée par un embout 11. D'une manière générale, L'objet de la présente invention peut être utilisé à chaque fois qu'un récipient quelconque dans une utilisation quelconque doit être maintenu rigoureusement plein et que l'on ne dispose pas de suffisamment de produit pour le remplir totalement. La différence de volume est comblée par le dispositif décrit dans la présente invention. II va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de rattrapage de volume dans une cuve de liquide (1) contenant un liquide sensible à l'air ou à différents agents de dégradation aérobies, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer, à l'intérieur de la cuve, au moins une enceinte étanche souple, à volume variable, contenant un fluide de compensation afin de combler le volume manquant en chassant l'air qui s'y trouve. 2 Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une poche étanche (7,9,12,13), gonflable à l'aide d'un fluide de compensation, se plaçant à l'intérieur de la cuve (1). 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la poche (7,9,12,13) est reliée à l'extérieur du réservoir par un système de conduits et de vannes (10,11) permettant son gonflage ou son dégonflage. 4 Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la poche est munie d'accessoires permettant son introduction dans le réservoir. 5. Dispositif selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la poche (7,9,12,13) est confectionnée en matériau souple, étanche, inerte vis à vis du fluide à protéger ainsi que du fluide de compensation, imperméable à toute migration des éléments de l'un des fluides vers l'autre ainsi que des éléments constituant le matériau vers l'un des deux fluides.