Brevet FR2767532A1 — publié le 19990226

La présente invention concerne une cuve de fermentation, en particulier pour la vinification en rouge comportant un conduit de remontée et des moyens de pompage pour alimenter périodiquement le liquide en cours de fermentation, à travers le conduit de remontée, depuis la zone du fond de la cuve vers la zone de tête. Au cours de la fermentation et en particulier dans la vinification en rouge, il est connu que l'oxygénation du moût doit se faire au cours de phases prédéterminées du processus de fermentation. En particulier, pendant la vinification en rouge, l'oxygénation est utile pour le métabolisme des levures dans la mesure o elle facilite le départ de la fermentation, en favorisant la multiplication de la flore microbienne et évite des arrêts précoces de la15 fermentation. En outre, l'oxygénation du moût permet des réactions de condensation entre les tanins et les anthocyanes avec formation de molécules plus complexes qui confèrent une stabilité à la couleur. Compte tenu de ce qui précède et du fait que les tanins ne sont extraits qu'en présence d'alcool, il est avantageux de conduire le processus de vinification avec un cycle de processus qui prévoit une légère oxygénation en phase de démarrage de la fermentation, une période de macération sans oxygénation et une oxygénation plus ou moins intense au cours de la fermentation tumultueuse et en phase finale. La présente invention a principalement pour but de fournir une cuve de fermentation qui permette d'exécuter de manière simple et automatisée une opération d'oxygénation efficace du liquide en cours de fermentation. L'invention a encore pour but de fournir une cuve de fermentation qui permette d'effectuer l'oxygénation du liquide au cours de phases prédéterminées du processus de fermentation, en fonction de son état d'avancement. Ces buts et d'autres encore sont atteints grâce à une cuve de fermentation du type précité, caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens d'injection associés au conduit de remontée, permettant d'injecter dans le liquide qui s'écoule à travers ce conduit, une quantité de gaz contenant de l'oxygène propre à son oxygénation. Dans la forme de réalisation préférée, le gaz contenant de l'oxygène et de l'air ambiant et les injecteurs sont constitués par un injecteur du type Venturi actionné par le flux du liquide, en qualité de fluide primaire, en cours de remontée et pourvu d'une tubulure d'aspiration, à travers laquelle l'air aspiré dans le milieu ambiant extérieur est insufflé et mélangé dans le liquide primaire. L'invention a encore pour objet un procédé de fermentation, en particulier de vinification en rouge, conduit dans une cuve de fermentation, dans laquelle on fait périodiquement circuler le liquide en cours de fermentation, en circuit fermé, au moyen d'un conduit de remontée depuis la zone du fond de la cuve de fermentation, vers sa zone de tête et comprenant au moins une étape d'oxygénation du liquide, caractérisé en ce que l'oxygénation du liquide s'effectue par aspiration et mélange d'air ambiant dans le liquide qui s'écoule à travers le conduit de remontée. D'autres avantages et caractéristiques de la cuve de fermentation et du procédé suivant l'invention ressortiront à l'évidence de la description détaillée qui suit, faite par référence aux dessins annexés, fournis seulement à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue de face, en partie en coupe, d'une cuve de fermentation pour installations de vinification suivant l'invention, et la figure 2 représente un détail à plus grande échelle de la figure 1. Par référence aux dessins, on désigne dans son ensemble par 1 une cuve de fermentation du type à fonctionnement automatique pour installations de vinification. Dans la forme de réalisation illustrée, la cuve de fermentation est du type comprenant une cuve principale 2, destinée à contenir le produit de vendange pressé ainsi qu'une cuve supérieure 4, superposée à la cuve principale et ayant un fond conique 6. Il est bien entendu toutefois que l'invention comprend dans son cadre tout type de cuve de fermentation, aussi bien du type à deux cuves, illustré sur les dessins, que du type à cuve simple, à condition qu'elle soit dotée de moyens de remontée permettant de prélever le liquide depuis la zone du fond de la cuve, et d'alimenter ce liquide dans sa zone de tête. Sur les dessins annexés, ces moyens de remontée comprennent un conduit d'aspiration 8, qui communique avec la partie inférieure de la cuve 2 et un conduit d'aller 10 qui achemine le liquide vers la cuve supérieure 4, entre lesquels est intercalée une pompe 12. La cuve supérieure 4 présente un couvercle supérieur conique 14 et communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée 16 et avec la cuve principale 2, par un tube de trop-plein 18. La cuve supérieure 4 est en outre pourvue d'un obturateur 20 pour une ouverture centrale 22 du fond conique 6; l'obturateur 20 est actionné par un piston pneumatique 24 qui est mis en fonction par un temporisateur programmable ou par une unité de contrôle et de commande spéciale, conçue pour gérer le cycle des opérations de fermentation. Suivant l'invention, la portion terminale du tube d'aller 10 est formée par un injecteur du type Venturi 26 avec une section d'écoulement rétrécie 28 et par une tubulure d'aspiration 30, insérée de manière étanche dans le tube d'aller 10, dont l'extrémité se termine dans la section rétrécie 28; l'extrémité 32 du tube d'aller débouche à l'intérieur de la cuve supérieure 4 et s'étend de préférence dans cette cuve sur une distance telle qu'il est partiellement immergé dans le liquide contenu dans la cuve supérieure, lorsque celle-ci est remplie de liquide. La tubulure d'aspiration 30 est pourvue d'une vanne d'arrêt 34, qui peut être commandée manuellement ou qui peut être constituée par une électrovanne, susceptible de régler ou d'interrompre l'entrée d'air ambiant dans la tubulure d'aspiration. L'injecteur de type Venturi illustré est actionné par le liquide qui s'écoule dans le conduit d'aller, au cours de la phase de remontée, qui agit comme fluide primaire ou de transport, et qui permet l'aspiration et le mélange d'une quantité d'air dans le liquide, de manière à assurer une oxygénation efficace. Bien que les moyens d'injection aient été décrits ici par référence au cas le plus simple, concernant un injecteur de type Venturi, il est bien entendu qu'ils pourront être constitués par n'importe quel type d'injecteur (ou "éjecteur" ou "pompe à jet"), susceptible d'assurer une oxygénation efficace du liquide au cours de la phase de remontée. La cuve de fermentation suivant l'invention comprend de préférence des moyens à capteurs 36, permettant de mesurer dans la masse du liquide en fermentation un paramètre indiquant l'état d'avancement de la fermentation ou du niveau d'oxygénation et propres à émettre un signal, représentatif de ce paramètre, qui est envoyé à une unité de contrôle et de commande 38, conçue pour actionner en ouverture ou fermeture les moyens à vannes 34, en fonction du signal reçu par les moyens à capteurs. De manière plus spécifique, les moyens à capteurs peuvent être constitués par un dispositif de mesure de la densité ou de mesure du potentiel Redox, dont le capteur est en contact avec la masse de liquide en fermentation dans la zone inférieure de la cuve. En variante, la cuve peut comporter des moyens pour prélever un échantillon de liquide en fermentation et pour acheminer cet échantillon vers un dispositif de mesure, dont le signal indicatif du paramètre mesuré peut être visualisé sur un écran et interprété par l'opérateur, pour actionner les moyens à vannes 34, ou peut être converti en un signal électrique envoyé à l'unité de contrôle et de commande 38 conçue pour actionner l'électrovanne 34. Il est bien entendu que l'unité de contrôle et de commande 38 peut faire partie de l'unité générale de contrôle et de commande qui exerce le contrôle du cycle de vinification et qui comprend par conséquent des fonctions de contrôle de la température, de l'activation des phases de remontée et des phases d'évacuation du liquide de la cuve supérieure vers la cuve inférieure. Comme il a été dit précédemment, le paramètre mesuré, indicatif de l'état d'avancement de la fermentation, est de préférence la densité du moût-vin; au cours de la fermentation, la densité passe à une valeur initiale d'environ 1,08 à 1,1, en présence de sucres, à une valeur finale constante d'environ 1 à la suite de la transformation des sucres en alcool éthylique; la connaissance de la courbe de densité en fonction du contenu alcoolique permet par conséquent de suivre avec précision l'état d'avancement de la fermentation. En variante, en utilisant un dispositif de mesure du potentiel Redox, on mesure la teneur en oxygène dissout dans le liquide. Par référence à la cuve de fermentation illustrée sur les dessins, au cours de la première étape du cycle de fonctionnement, la cuve principale 2 est remplie jusqu'à un niveau prédéterminé de produits pressés; dans la zone supérieure de la cuve se forme ce qu'il est convenu d'appeler le "chapeau" de vinasse. Le gaz de fermentation qui se développe dans la cuve 2 peut s'échapper par le tube de trop-plein 18, qui fait communiquer la cuve principale et la cuve supérieure, et donc à travers la cheminée 16. Au cours d'une seconde étape, l'électropompe 12, actionnée par un temporisateur ou par l'unité de contrôle et de commande, aspire une partie du moût de la partie inférieure de la cuve 2, à travers le conduit 8, et la transfère à travers le conduit 10, dans la cuve supérieure 4. En même temps le piston 24 est en mesure d'actionner l'obturateur 20, par exemple selon un mouvement rectiligne alternatif, pour effectuer une série de cycles d'ouverture et de fermeture de la section d'écoulement 22, qui fait communiquer la cuve supérieure et la cuve principale. On modifie ainsi l'ampleur et la portée du jet d'aspersion en parapluie du moût-vin, en obtenant l'aspersion complète et homogène du chapeau de vinasse. Cette étape est suivie de la fermeture complète de l'obturateur 20, tandis que la pompe de remontée 12 continue à transférer le moût liquide dans la cuve supérieure 4. L'opération d'oxygénation du liquide s'effectue de préférence en phase de démarrage de la fermentation, au cours des cycles initiaux de remontée; vient ensuite une période de macération sans oxygénation, au cours de laquelle il est bien entendu que pourront être effectués les cycles nécessaires de remontée et d'aspersion du chapeau, en maintenant toutefois fermée la vanne 34 placée sur la tubulure d'aspiration; une oxygénation complémentaire du moût est effectuée au cours des phases de fermentation tumultueuse et en phase finale. Comme il a été dit précédemment, la cuve de fermentation peut être d'un type quelconque connu en soit, à condition qu'elle soit équipée de moyens de remontée; par exemple elle peut être constituée d'une cuve de fermentation à cuve simple dans laquelle, à l'extrémité du tube de remontée, qui débouche dans la tête de la cuve, sont associés des moyens d'aspersion qui prévoient l'aspersion en pluie du chapeau; dans ce cas, les moyens d'injection suivant l'invention pourront être montés immédiatement en amont du dispositif d'aspersion. REVENDICATIONS 1. Cuve de fermentation, en particulier pour la vinification en rouge comportant un conduit de remontée (10) et des moyens de pompage (12) pour alimenter périodiquement le liquide en cours de fermentation, à travers le conduit de remontée, depuis la zone du fond de la cuve vers la zone de tête, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'injection (26, 30) associés au conduit de remontée (10), permettant d'injecter dans le liquide qui s'écoule à travers ce conduit, une quantité de gaz contenant de l'oxygène propre à son oxygénation. 2. Cuve de fermentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'injection comprennent un injecteur de Venturi (26), actionné par le flux du liquide en cours de remontée. 3. Cuve de fermentation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la section terminale du conduit de remontée (10) est conformée en section de Venturi et est pourvue d'une tubulure d'aspiration (30), insérée dans cette section terminale, propre à aspirer l'air ambiant de l'extérieur, à l'intérieur du flux du liquide qui s'écoule dans le conduit de remontée. 4. Cuve de fermentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte: - des moyens à vannes (34), associés à des moyens d'injection permettant d'intercepter le flux d'air d'injection; - des moyens à capteurs (36), permettant de détecter dans le liquide en cours de fermentation un paramètre indiquant l'état d'avancement de la fermentation ou du niveau d'oxygénation et propres à émettre un signal représentant ce paramètre; - une unité de contrôle et de commande (38), coopérant avec les moyens à capteurs et conçue pour actionner les moyens à vannes (34), en fonction du signal émis par les moyens à capteurs. 5. Cuve de fermentation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens à capteurs comprennent un dispositif de mesure de la densité ou de mesure du potentiel Redox. 6. Cuve de fermentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve principale (2) et une cuve supérieure (4), superposée à la cuve principale et dans laquelle le conduit de remontée (10) alimente le liquide depuis le fond de la cuve principale vers la cuve supérieure, ainsi que des moyens (20, 22, 24) pour évacuer le liquide depuis la cuve supérieure vers la cuve principale et dans laquelle la section terminale du conduit de remontée (10) s'étend à l'intérieur de la cuve supérieure de manière que sa bouche d'évacuation soit immergée dans le liquide contenu dans la cuve supérieure, lorsque celle-ci est remplie de liquide. 7. Procédé de fermentation, en particulier de vinification en rouge, conduit dans une cuve de fermentation, dans laquelle on fait périodiquement circuler le liquide en cours de fermentation, en circuit fermé, au moyen d'un conduit de remontée depuis la zone du fond de la cuve de fermentation, vers sa zone de tête et comprenant au moins une étape d'oxygénation du liquide, caractérisé en ce que l'oxygénation du liquide s'effectue par aspiration et mélange d'air ambiant dans le liquide qui s'écoule à travers le conduit de remontée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'aspiration d'air dans le conduit de remontée est provoquée par le flux du fluide qui s'écoule dans le conduit de remontée. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à déterminer dans la masse du liquide de fermentation, un paramètre indiquant l'état d'avancement de la fermentation ou du niveau d'oxygénation, et consistant à activer l'étape d'oxygénation du liquide en fonction de la valeur de ce paramètre. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel ce paramètre est la densité du liquide ou son potentiel Redox. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'étape d'oxygénation s'effectue au moment du début de la fermentation au cours des cycles de remontée et pendant les étapes de fermentation tumultueuse et finale.