Brevet FR2840918A1 — publié le 20031219

ionique contenant les derives soufres et azotes est regenere. bISPOSITIF bE THERMOREGULATION bE UQUIDES EN CUVES, bANS LE bOMAINE VINICOLE La presente invention concerne un dispositif de thermoregulation de liquides en cuves, notamment du vin a tous les stades de son elaboration. Le domaine vinicole est tres traditionnel dans le sens ou la qualite est recherche afin de donner le meilleur d'un vignoble, surtout dans les regions de grands vies. Tout est mis en ccuvre pour le traitement de la vigne, de la vendange et il convient ensuite de firer le meilleur parti de ce produit nature!. L' elaboration du vin est un processus tres complexe et de nombreux phenomenes interviennent car des micro-organismes entrent en jou, des reactions chimiques se produisent a tous les stades et beaucoup de parametres peuvent modifier le deroulement de ces actions. Lors de plusieurs etapes, il est necessaire de maintenir en temperature un liquide charge ou clair, suivant qutil s'agit de moOt de raisin ou de vin tire apres fermentation. Il existe des dispositifs pour maintenir ou modifier la temperature d'un liquide. Il s'agit d'un serpentin dans loquel on fait circuler un fluide caloporteur. Ce fluide est chauffe et distribue dans un reseau. On place chaque serpentin dans le liquide dont la temperature doit etre regulee et on le raccorde en derivation sur le reseau. La temperature du fluide est elevee en sorte de pouvoir distribuer des calories rapidement si cela est necessaire. En effet, il est impossible de reguler la temperature du reseau de fa,con quasi-instantanee. Tout au plus petit-on decider de la valeur de consigne. Ainsi lorsque l'on souhaite placer un liquide a une temperature donnee, on modifie le temps de circulation du fluide dans le liquide. Contrairement a de nombreuses idees re,cues, il convient non pas de porter un fluide a forte temperature et a le faire circuler lentement mais d'agir a l' inverse. En effet, si le fluide est porte a haute temperature, le liquide qui est au contact du serpentin dans lequel circule le fluide a haute temperature va lui-meme etre porte a une temperature eleve, ponctuellement. Ceci est d'autant plus vrai que 0 I'homogeneisation est realisee par des mouvements de convection naturelle. Le deiai pour initier une telle convection naturelle est relativement long et la vitesse de convection reste lente de toutes les faons. Une solution consiste a augmenter la surface d'echange mais dans ce cas, I'encombrement du serpentin devient trop important et le coGt augmente. On note aussi que generalement la cuve contenant le liquide est equipee d'une sonde de temperature et celle-ci est disposee en un point, au centre du volume. De ce fait, cette sonde risque de subir ['influence d'un courant chaud du fait de la mauvaise homogeneisation et des ecarts importants de temperatures, done de provoquer des arrets et des remises en circulation du fluide avec les chocs thermiques que cela engendre puisque le fluide caloporteur est a temperature , elevee. t)e plus, dans un chai par exemple, on trouve la presence de nombreuses cuves et chacune d'elle est a un stade de traitement different ou contient des produits distincts, vins rouges d'un cote, vins blancs de l'autre. il serait utile de pouvoir piloter de faon simple chacun des moyens de thermoregulation de chaque cuve. Enf in une autre demande du secteur vinico le concerne la plage de temperatures de regulation qui peut etre assez importante allant de - 4 C d 45 C. Il est necessGire que le dispositif puisse travailler dans ces conditions. Le dispositif de thermoregulation est maintenant decrit en detail suivant un mode de realisation particulier, non limitatif, en regard des dessins sur lesquels les differentes figures montrent: - figure 1, une vue schematique d'une installation vinicole limitee d une cuve pour la simplification des explications, - figure 2, une vue schematique detaillee du dispositif selon la presente invention 0 avec ses connexions fluidiques, et - figure 3, une vue en perspective du dispositif avec arrachement partiel. Sur la f igure 1, on a represente une cuve 10 contenant un liquide 12, en ltoccurrence du mout de raisin. bans cette cuve, il est introduit une sonde 14 de temperature qui est situee sensiblement au centre volumique de ladite cuve. bans cette cuve, il est egalement prevu un serpentin 16 d'echange de calories ou frigories. Ce serpentin est relic a un reseau 18 comportant une alimentation 20 en fluide caloporteur et un retour 22 de ce meme fluide, apres circulation dans ledit serpentin. Pour des raisons de simplification on appellera fluide caloporteur le fluide charge d'accumuler et de transferer les calories lorsqutil s'agit de rechauffer le liquide et les frigories lorsqutil s'agit de refroidir ce meme liquide. C>ans la representation de la figure 1, le fluide est mis en circulation en tout ou rien. Ceci ntest pas satisfaisant comme cela a ete indique precedemment. Plusieurs situations exigent que la temperature soit regulee, notamment dans le cas du traitement de la vendange et du vin qui en est issu. Apres qu'elle a ete eraflee, la vendange est mise en cuve mais si la temperature de la piece est trop froide de l'ordre de 12 C, la fermentation ne demarre pas et il faut la porter a une temperature de 20 a 22 C pour amorcer l'activite f ermentaire. Une fois la fermentation en cours, il convient de la ma^'triser et pour cela, le contro^le de la temperature est necessaire. Pour des blancs, la plage est comprise entre 16 et 18 C et pour les rouges entre 28 et 32 C pour provoquer simultanement a la transformation des sucres en alcool, a ['extraction des matieres colorantes. On salt aussi qu'il est realise des remontages c'est-a-dire de brassages de la vendange dans la cuve pour casser le chapeau de matieres flottantes accumulees en partie haute et dans ce cas, on note de fortes variations de temperatures qu'il faut de nouveau ma^'triser immediatement apres cette operation de remontage. On comprend que cette operation de thermoregu lation est importante et do it s'effecteur avec delicatesse en portant le liquide aux differentes temperatures retenues avec une progressivite certaine mais avec une forte efficacite pour atteindre les valeurs de consigne dans des deiais suffisamment rapides. Un autre cas de necessite de regulation en temperature se situe apres la fermentation alcoolique. Certains acnologues pensent qutil faut laisser refroidir le vin avec un certain profil mais ce refroidissement est fonction de nombreux parametres et notamment de la nature du materiou dans lequel est concue la cuve. Le metal, le bois ou le beton n'ont pas les memes proprietes isolantes. Notamment pour les rouges, cette etape de maceration peut etre importante. Or comme il n'y a plus d'activite des microorganismes puisque la fermentation est terminee, la temperature chute rapidement. Si l'cenologue souhaite poursuivre cette maceration doit etre controlee pendant quelques jours. bans certains cas, le vin peut etre porte et maintenu a 35 C. On procede a i'ecoulage du vin de goutte et le mare est envoye au pressoir pour exprimer le vin qu'il contient. Le vin de goutte est place en cuve et l'on peut alors proceder d une seconde fermentation cite malolactique. Pour cela, il faut a nouveau porter le vin a 20 C au moins, meme s'il existe des amorccurs sous formes de levures adaptees qui facilitent ce demarrage de la reaction. Ld encore, il faut imperativement un falble At entre le fluide caloporteur et le liquide en l' occurrence le yin. La montee en temperature doit se faire suivant un profil adapte et en utilisant la convection naturelle dans la cuve. be facon a clarifier les vins en sortie de fermentation malolactique, pour favoriser la sedimentation, on peut aussi prevoir un refroidissement aux 0 environs de 8 C. bans certaines etapes comme celle qui consiste a precipiter les particules tartriques on ajoute du bitartrate de potassium et on refroidit a 2 C. On peut meme supprimer l'ajout de bitartrate de potassium et descendre en limite du point de congelation, vers -4 C pour assurer cette casse tartrique. Enfin, une derriere utilisation a citer sans que les precedentes soient limitatives est la mise en bouteille. I:)urant ce soutirage pour la mise en bouteille, I'ideal est de placer le vin a 20 C environ pour que celui-ci soit mis en bouteille a la bonne temperGture. Ceci evite les problemes ulterieurs de refoulement de bouchon lorsque le vin est embouteille trop froid et que les bouteilles vent stockees ulterieurement a plus haute temperature ou les problemes de condensation qui rendent difficiles I'etiquetage. Le dispositif selon la presente invention est montre sur la figure 2 et comprend un reseau 24 et des modules 26 de regulation. Le reseau comporte deux conduits d'alimentation 28F et 28C, vehiculant respectivement un fluide 30F froid et un fluide 30C chaud. Le module est interpose sur ces conduits et comprend des moyens de reglage du debit a savoir une vanne 32F et une vanne 32C. Ces vannes vent reglables en debit et permettent de laisser passer, en derivation sur la ligne principale, une partie du fluide 30F froid et du fluide 30C chaud circulant dans chacun des conduits. Ces deux fluides derives vent melanges dans un te 34 pour fournir un fluide 30R dans un conduit 35 a temperature regulee suivant une valeur de consigne. Cette valeur est determinee par un automate programmable relic a la sonde 14 de temperature. En modifiant les ouvertures des vannes 32F et 32C, on peut regler la temperature avec une grande precision et surtout la faire evoluer avec une 0 progressivite donnee. Avantageusement, les vannes vent du type hydropneumatiques, notamment celles commercialisees par le deposant lui-meme et disponibles dans le commerce. Le fluide 30R, en sortie 34, alimente le serpentin 16 plonge dans le liquide. On note que les piquages vent effectues directement a partir des conduits d'alimentation, en derivation, ce qui ne modifie pas la temperature et permet de disposer d'un fluide d'alimentation a temperature stable, meme si le cuvier comprend plusieurs dizaines de coves. Un module 26 est egalement place sur les conduits 36F et 36C de retour dans lesquels circulent les fluides 38F et 38C apres distribution dans les differents modules. Ces conduits reoivent le fluide 30R apres passage dans le serpentin et perte des calories ou frigories transportees. Ce fluide 30R est introduit dans l'un ou l'autre des conduits 36F ou 36C suivant sa temperature de retour en sorte de conserver le meilleur bilan thermique. Une sonde permet d' informer ['automate de la temperature du fluide 30R et de diriger ce f luide grace aux vannes 40F et 40C. La production de fluide chaud ou froid ntest pas decrite car elle ne fait pas partie de ['invention, les chats dans le cas present etant equipe de moyens de production d'eau chaude voire de tours de refrigeration d'eau pour l'eau froide. bans le mode de realisation presente, il faut tenir compte d'autre parametres pour la mise en place du dispositif. En effet, il se trouve que pour la mise en service d'une telle installation, les conduits doivent etre en inox alimentaire. Le personnel qualifie pour le soudage de tels produits est de moins en moins nombreux. be meme, les instailateurs de chats re,coivent les commandes au dernier moment, et, une fois les investissements decides, les delais de realisation vent comprimes. Il faut done pouvoir mettre en place la partie thermoregulation dans les meilleurs delais sans faire appel d des competences specifiques. 0 Enfin, on salt que dans les installotions existantes, les modifications vent regulieres et ne doivent pas necessiter des interventions complexes. be plus, le nombre de cuves a alimenter augmente, surtout lorsque le proprietaire traite la vigne de fa,con parcellaire pour concevoir des assemblages recherches. Aussi, le dispositif prevu est simple dans sa mise en ocuvre. Chaque module comprend un bloc en materiou polymere cur, de qualite alimentaire. Il est prevu quatre alesages taraudes 42 recevant des ensembles joints 44 peripheriques avec des joncs 46 coniques et des bagues 48 de serrage. Ces ensembles re,coivent des tubes sur lesquels vent montes lesdits joints qui se trouvent presses contre le tube et assurent l'etancheite. Il suffit de couper les tubes des conduits a la longueur necessaire. be fa,con preferentielle, un chanfrein au droit de la coupe permet une meilleure finition et d'eviter de degrader le joint lors de son montage. ba seule contrainte est un bon alignement des ensembles de modules sachant que le montage des bagues autorise neanmoins un leger desalignement. Un autre avantage est l'utilisation pour les chats en particuiier, de tubes en inox dits tubes laitiers a des dimensions courantes dans le commerce et de qualite alimentaire certifiee depuis tres longtemps. Sur la figure 3, on a represente un module en vue eclatee qui fait appara'^tre les differentes parties constitutives. Le conduit 35 est monte grace a un embout filete recevant de faon connue un ecrou prisonnier, dispose sur le tube du serpentin, prevu pour cooperer avec ledit embout filete. Les vannes qui ont ete utilisees dans le mode de realisation preferential vent du type hydropneumatique car l'air comprime est toujours disponible dans l'industrie. Wiles permettent d'avoir une longevite et une precision tout a fait adaptees avec la demande. Neanmoins, on peut utiliser tout autre type de vanne pneumatique, electrique ou mecanique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de thermoregulation d'un liquide (12) dans une cuve (10), notamment dans le domaine vinicole, caracterise en ce qu'il comprend un reseau (24) comprenant un conduit (28F) d'alimentation en fluide (30F) froid et un conduit (28C) d'alimentation en fluide (30C) chaud ainsi qu'un conduit (36F) de retour en fluide (38F) froid et un conduit (36C) de retour en fluide (38C) chaud ainsi qu'au moins un module (26) monte sur les conduits d'alimentation, ledit module etant equipe de moyens (32) de reglage du debit de chaque alimentation vers une derivation (34) en te qui debouche dans un conduit (35) lui-meme destine a alimenter en fluide (30R) regule, un serpentin (16) d'echange de calories ou de 0 frigories, immerge dans le liquide contenu dans la cuve. 2. Dispositif de thermoregulation selon la revendication 1, caracterise en ce qut il comprend deux modules (26) identiques disposes l'un sur les conduits (28) d'alimentation, l'autre sur les conduits (36) de retour, ces deux modules recevant les extremites du conduit (35) de fluide (30R) regule formant le serpentin (16). 3. Dispositif de thermoregulation selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que les moyens de reglage du debit comprennent des vannes (32,40) hydropneumatiques. 4. Dispositif de thermoregulation selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qutil comprend une sonde (14) de temperature, associee, immergee dans le liquide. 5. Dispositif de thermoregulation selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que chaque module comprend un bloc en materiou polymere cur, de qualite alimentaire, equipe de quatre alesages taraudes 42 recevant des ensembles joints (44) perpheriques aver des joncs (46) coniques