Brevet FR2798464A1 — publié le 20010316

PROCEDE DE MESURE EN CONTINU DE LA DENSITE D'UN LIQUIDE NOTAMMENT UN LIQUIDE EN COURS DE FERMENTATION ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention a trait à la mesure en continu de la densité liquide, notamment d'un liquide subissant un processus de fermentation plus précisément encore, bien que non exclusivement, d'un moût fermentation. Dans l'élaboration du vin, la mesure de l'évolution de la densité moûts en fermentation est un paramètre essentiel pour le contrôle fermentation et conséquent s'avère important pour la maîtrise de la qualite du processus de vinification. Or, d'une manière générale, le marché devient de plus en plus exigeant au niveau de qualité et de la traçabilité des processus d'élaboration produits alimentaires. Jusqu'à maintenant la mesure de l'évolution de la densité des moûts en fermentation effectue essentiellement en prenant en compte la variation la pression engendrée par la masse du liquide en fermentation dans une cuve. Or, cette variation de pression consécutive à la diminution de la densité très faible et nécessite des appareils complexes, coûteux et dont la fiabilité n'est par ailleurs pas assurée. Le but l'invention est de proposer un nouveau moyen de mesure la densité liquide et tout particulièrement d'un liquide en fermentation qu'un moût raisin au cours du processus de vinification, apte à effectuer manière simple, fiable et néanmoins précise une mesure en continu de densité dudit liquide. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure en continu densité d'un liquide, notamment d'un liquide en cours de fermentation 'un moût, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer en continu la poussée d'Archimède engendrée sur un corps indéformable plongé en permanence dans liquide à mesurer, à traduire en valeur équivalente de densité la force ainsi mesurée à partir d'une table de correspondance préétablie et à afficher valeur de densité obtenue à des fins de contrôle et/ou commande d'intervention en fonction de l'application envisagée. Eventuellement, mais de préférence, notamment dans l'application à vinification ou au contrôle de la fermentation d'un moût ou analogue, effectue au cours de la mesure de la force de poussée une compensation fonction de la température du liquide. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en couvre procédé ci-dessus, appliqué à un liquide en cours de fermentation dans une cuve ou analogue, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un flotteur plongé dans le liquide, attaché par un lien approprié à un élément mobile d'un capteur force monté fixe par rapport à la cuve, ledit capteur étant relié à un système informatique de traitement de la mesure délivrée par ledit capteur force. Le dispositif est avantageusement muni d'un capteur de température liquide également relié audit système informatique. Le procédé de l'invention s'applique particulièrement, bien que non exclusivement, au contrôle de la fermentation alcoolique, auquel cas, un même système informatique peut contrôler en continu l'évolution de la fermentation moûts de raisins par exemple stockés dans diverses cuves et commander selectivement, automatiquement, le refroidissement ou le réchauffement moût de certaines cuves en fonction de l'évolution de la fermentation contenu de chacune d'entre elles. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description va suivre d'un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lequel - la figure 1 représente un dispositif de mesure la densité selon l'invention, place à l'intérieur d'une cuve de fermentation d'un moût de raisin, et - figure 2 illustre l'application du procédé l'invention à la conduite de fermentation de moûts d'une pluralité de cuves. Sur la figure 1, on a représenté partiellement en 1 la paroi, par exemple en acier inoxydable, d'une cuve de vinification. A l'intérieur de la cuve 1 est fixée une console en acier inoxydable 2 supportant un capteur de force 3 dont l'élément mobile 4 est relié par un lien approprié 5 à un flotteur 6 immergé en permanence dans le moût de raisins stocké dans la cuve 1. L'ensemble 3-6 est disposé à l'intérieur de la cuve 1 à l'endroit le plus approprié, par exemple à plusieurs dizaines de centimètres au moins de la paroi 1 et à mi- hauteur sensiblement de la cuve. Le capteur de force 3 est relié électriquement à l'extérieur par un cordon souple 7 traversant la paroi 1 par un manchon 8 soudé à la cuve et assurant une jonction étanche entre l'intérieur de la cuve et l'extérieur par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 9. Le manchon 8 comporte également une sonde de température 10, immergée dans le moût de la cuve 1 et munie d'un cordon 11 traversant le presse-étoupe 9 et le manchon 8 en sorte de disposer en sortie de ce dernier d'un connecteur 12 assurant les liaisons électriques du capteur 3 et de la sonde de température 10 à un système informatique à distance non représenté sur la figure 1. Le flotteur 6, constitué par exemple par un corps cylindrique d'environ 80 millimètres de diamètre et d'une trentaine de centimètres de hauteur, est protégé par un carter ajouré cylindrique 13 monté coulissant verticalement sur une structure constituée d'un chapeau 14 supporté par des tiges 15 fixées à la cornière 2 et supportant également une tubulure 16 de protection du cordon 7, reliant l'ensemble de mesure 3-6 au manchon 8 de traversée de la paroi 1 . Le principe de l'invention est basé sur la flottabilité du volume fermé, indéformable, constitué par le flotteur 6, cette flottabilité étant variable proportionnellement à la densité du liquide dans lequel est immergé ledit volume. La poussée d'Archimède se traduit par une force verticale égale au poids du volume de liquide déplacé, c'est-à-dire le volume total du flotteur 6. Cette force verticale est mesurée à partir d'une jauge de contrainte constituant le capteur de force 3, et traduite en valeur équivalente de densité par le système informatique auquel est relié le capteur. Ce système informatique comporte un calculateur susceptible parallèlement d'assurer une compensation de la lecture de densité en fonction de la température du milieu dans lequel est immergé flotteur 6. A titre indicatif, en supposant que le flotteur 6 présente un volume 1 dm' et une masse de 0,1 kg, on aura avec un liquide d'immersion de densite égale à 1, une poussée de 1 kg) - 0,1 kg = 0,900 kg Avec liquide de densité 1,100 la poussée sera de ,100 x 1 kg) - 0,1 kg = 1,000 kg La variation de la poussée d'Archimède est donc de 1 - 0,9 = 0,100 kg pour une augmentation de densité de 10 %, soit 1 g pour une augmentation de densite 0,1 %. telle précision de mesure est tout à fait suffisante pour l'application envisagée puisqu'au cours de la vinification d'un moût de raisins la densité observée varie habituellement de 1,100 au maximum en début de fermentation à 0, lorsque la transformation alcoolique est terminée. figure 2, on a illustré schématiquement le contrôle conformément à l'invention de la fermentation d'un ensemble de cuves 1 a, 1 b, 1 c pouvant contenir moûts de raisins similaires ou différents. Chaque cuve est équipée, comme illustré par la figure 1, avec un flotteur une jauge de contrainte formant capteur de force 3' reliée une connexion 7' à un ensemble informatique 17 comprenant une unite centrale 8, écran d'affichage 19, sur un clavier 20. A l'ensemble 17 sont également reliées des sondes de température 21 agencées voisinage des flotteurs 6'. Des convertisseurs de signaux 22 assurent l'interface entre jauges et sondes (3', 21) et l'ensemble informatique 17. Ce dernier permet la traçabilité du processus de vinification par l'enregistrement de la courbe d'évolution de la densité mesurée en continue. La correction de densité en fonction de la température est effectuée automatiquement par l'unité centrale 1 à partir d'abaques de relevés préalables de mesures de densité à l'aide du dispositif de l'invention comparées aux densités lues au mustimètre, au cours d'un processus de fermentation. La connaissance en permanence de l'évolution de la densité des divers moûts permet ainsi éventuellement de déclencher automatiquement et sélectivement le refroidissement ou au contraire le réchauffement, à la manière connue, de telle ou telle cuve (l a, 1 b, 1 c) en fonction de l'état chacune. Sur la figure 1, on a représenté en 13' le carter ajouré position haute permettant l'accès à l'ensemble 3-6 pour son entretien ou sa réparation. Les cuves 1, la, lb, 1 c sont en un matériau approprié tel qu'acier inoxydable, béton, bois, etc. ... L'invention s'applique tout particulièrement au contrôle la vinification mais s'applique également au contrôle de la fermentation de tout milieu liquide, alimentaire ou non, ainsi qu'à la simple mesure de densité de tout milieu liquide, alimentaire ou non. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de mise en oeuvre illustrés et décrits ci-dessus, mais en couvre toutes les variantes notamment en ce qui concerne la nature du capteur de force 3, les nature, forme et dimensions du flotteur 6, ainsi que les moyens traitement des signaux émanant dudit capteur de force et les moyens de compensation des mesures émanant du capteur en fonction de la température. Dans le cas où le liquide sera maintenu à une température constante par des moyens indépendants du système de mesure de la densité lui-même, le dispositif de correction de la densité lue par rapport à la température du liquide pourra être supprimé, en particulier si le but recherché par le système vise à connaître l'ampleur de l'évolution (forme graphique de la courbe de cette évolution) et non la mesure de la valeur absolue de la densité en tous points. REVENDICATIONS . Procédé de mesure en continu de la densité d'un liquide, notamment d'un liquide en cours de fermentation tel qu'un moût, caracterisé en ce qu'il consiste à mesurer en continu la poussée d'Archimède engendrée sur un corps indéformable (6) plongé en permanence dans le liquide à mesurer, à traduire en valeur équivalente de densité la force ainsi mesurée à partir d'une table de correspondance préétablie et à afficher la valeur de densité obtenue à des fins de contrôle et/ou commande d'intervention en fonction l'application envisagée. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 'on effectue au cours de la mesure de la force de poussée une compensation en fonction de la température du liquide. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un flotteur (6, 6') plongé dans le liquide mesurer et attaché par un lien approprié (5) à un élément mobile (4) d'un capteur de force (3, 3') monté fixe, ledit capteur de force etant relié à un système informatique (17) de traitement de la mesure délivrée par le capteur de force. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce 'il comporte en outre une sonde (10, 21) de mesure de la température liquide dans lequel immergé ledit flotteur (6, 6'), reliée audit système informatique (17). Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caracterisé en ce que l'ensemble capteur de force (3, 3') - flotteur (6, 6') est disposé à l'intérieur d'une cuve (1, l a, 1 b, 1 c) contenant le liquide à mesurer et protégé par un carter ajouré amovible (13). Application du procédé selon la revendication 1 ou au contrôle de la fermentation notamment de moûts de raisins contenus dans une pluralité de cuves a, 1 b, 1 c), un refroidissement ou un réchauffement selectif de tout ou partie desdites cuves étant déclenché automatiquement, éventuellement, lors de l'atteinte de valeurs prédéterminées de densité des liquides stockés dans lesdites cuves.