Brevet FR2903701A1 — publié le 20080118

SYSTEME ET PROCEDE D'INJECTION GAZEUSE, NOTAMMENT DU SO2, DANS UN LIQUIDE, NOTAMMENT DU JUS DE VENDANGE La présente invention a pour objet un système et un procédé d'injection gazeuse dans un liquide en cours de transfert dans une canalisation. Elle trouve plus particulièrement son application aux opérations de sulfitage, c'est-à-dire d'injection d'anhydride sulfureux ou SO2, dans du jus de vendange en transfert dans une canalisation de transfert par exemple entre un conquet de réception et une cuve notamment de stockage ou de vinification. On entend par jus de vendange un liquide chargé de pépins, de pulpe et de peaux après la phase d'éraflage. L'invention trouve plus généralement son application à tout traitement d'un liquide, tel qu'un jus de légume, par injection gazeuse en 15 cours de transfert du liquide. Le sulfitage du jus de vendange est une opération bien connue. L'anhydride sulfureux possède en effet des propriétés antiseptiques, clarifiantes, anti-oxygénantes ou encore acidifiantes. Une opération de sulfitage correcte nécessite un contrôle de la 20 quantité de SO2 introduite dans le liquide. Généralement, on introduit le SO2 depuis le conquet vers la cuve de stockage par exemple en dissolvant des comprimés dans de l'eau que l'on injecte à cet endroit. Outre le fait qu'un tel procédé permet difficilement un contrôle 25 automatisé de la quantité de SO2 introduite dans le liquide, il présente l'inconvénient de devoir réajuster le SO2 trop tardivement après son transfert, alors que le traitement est nécessaire le plus tôt possible, c'est-à-dire le plus en amont possible du transfert. Un tel procédé nécessite par ailleurs des manipulations humaines 30 pour dissoudre le SO2 dans l'eau et injecter le mélange dans le liquide à traiter, qui peuvent s'avérer dangereuses. 2903701 2 On connaît également des systèmes permettant l'injection du SO2 plus en amont du transfert, directement dans la canalisation de transfert. Le S02 est stocké en phase liquide, sous pression. Le débit de SO2 est régulé automatiquement pour contrôler la quantité de SO2 introduite en 5 fonction du débit nominal de la pompe de transfert du liquide dans la canalisation de transfert. Ces systèmes présentent toutefois l'inconvénient d'être complexes, coûteux et difficiles à maintenir, notamment en raison du fait qu'ils nécessitent l'utilisation de débitmètres. Ils sont également peu fiables, 10 dans la mesure où il est difficile de mesurer correctement le débit de SO2 introduit dans la canalisation. C'est pourquoi, à la connaissance de la demanderesse, aucun de ces systèmes n'est utilisé de façon satisfaisante dans l'industrie de la fabrication du vin. Le problème qui se pose alors est donc de disposer d'un système et d'un procédé d'injection d'un gaz dans un liquide en cours de transfert dans une canalisation, qui permette le dosage automatique du gaz liquide pur, sans utilisation de solutions liquides, sans manipulations humaines dangereuses, et sans recours à des moyens de régulation complexes. L'objet de l'invention est donc d'apporter une solution au problème précité parmi d'autres problèmes. L'invention se rapporte donc, selon un premier aspect, à un système d'injection d'un gaz, notamment de l'anhydride sulfureux, dans un liquide, notamment un jus de vendange, en cours de transfert dans une 25 canalisation. Le système comprend une première source d'alimentation en gaz liquide sous pression reliée à la canalisation par une conduite d'alimentation, et une première vanne d'injection située sur la conduite d'alimentation. 30 De façon caractéristique, le système comprend en outre un moyen de pesage de la première source d'alimentation relié à un moyen de 2903701 3 commande de l'ouverture et de la fermeture de la première vanne et asservi au débit du liquide dans la canalisation. Ainsi, la quantité de gaz, mesurée par différence de poids, injectée dans le liquide est dosée en fonction du débit de ce liquide dans la 5 canalisation. Dans une première variante, la première vanne est située à proximité, de préférence au plus près, de la canalisation. Dans une deuxième variante, éventuellement en combinaison avec la précédente, le moyen de commande est muni d'un moyen de saisie de 10 paramètres de dosage dont au moins le paramètre débit du liquide dans la canalisation. De préférence, les paramètres saisissables sur le moyen de saisie comprennent également la quantité de gaz à injecter par unité de volume de liquide et/ou la densité du produit duquel est issu le liquide. 15 Le moyen de saisie peut également comprendre un dispositif d'affichage. Dans une autre variante de réalisation, éventuellement en combinaison avec l'une ou plusieurs quelconques des précédentes, le système comprend une deuxième vanne située sur la conduite 20 d'alimentation en amont de la première vanne, de préférence à proximité de la première source d'alimentation. De préférence, le moyen de commande commande également l'ouverture et la fermeture de la deuxième vanne en fonction de défauts de fonctionnement du système. Dans encore une autre variante de réalisation, éventuellement en combinaison avec l'une ou plusieurs quelconques des précédentes, le système comprend au moins une première vanne manuelle située à proximité et en amont de la première vanne et/ou une deuxième vanne manuelle située à proximité et en aval de la deuxième vanne. Ainsi, il est possible de remplacer ou de réaliser une maintenance sur la première et/ou sur la deuxième vanne, sans purger la conduite 2903701 4 d'alimentation. Dans encore une autre variante de réalisation, éventuellement en combinaison avec l'une ou plusieurs quelconques des précédentes, le système comprend une deuxième source d'alimentation en gaz inerte 5 sous pression, de préférence de l'azote, munie d'un détendeur et d'un manomètre de contrôle de pression en sortie. Cette deuxième source d'alimentation est reliée à la première source d'alimentation. Ainsi, la poussée du gaz à injecter est assurée, même dans le cas 10 où la pression dans la canalisation est supérieure à la pression de la première source d'alimentation. Dans encore une autre variante de réalisation, éventuellement en combinaison avec l'une ou plusieurs quelconques des précédentes, le moyen de pesage comprend un dispositif d'affichage. 15 L'invention se rapporte également, selon un deuxième aspect, à un procédé d'injection d'un gaz, notamment de l'anhydride sulfureux, dans un liquide, notamment un jus de vendange, en cours de transfert dans une canalisation à partir d'une première source d'alimentation en gaz liquide sous pression reliée à la canalisation par une conduite d'alimentation. 20 De façon caractéristique, le procédé comprend une étape de saisie de paramètres de dosage dont au moins le débit du liquide dans la canalisation, une étape de mesure de la différence de poids de la première source d'alimentation entre deux temps déterminés, et une étape de commande de l'ouverture ou de la fermeture d'une première vanne 25 d'injection située sur la conduite d'alimentation, en fonction de la différence de poids et des paramètres de dosage. Dans une variante de mise en oeuvre, le procédé comprend une étape de détection d'un dysfonctionnement du système et, en cas d'une telle détection, un message d'alerte est envoyé à l'opérateur et/ou une 30 deuxième vanne, située sur la conduite d'alimentation en amont de la première vanne, de préférence à proximité de la première source 2903701 5 d'alimentation, est fermée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière complète à la lecture de la description ci-après des variantes préférées de réalisation du dispositif, lesquelles sont 5 données à titre d'exemples non limitatifs et en référence à la figure 1 annexée, qui représente schématiquement une variante de réalisation du système de l'invention. La figure 1 représente schématiquement une variante de réalisation du système de l'invention, dans le cas de l'injection, dans une canalisation 10 1, d'anhydride sulfureux stocké sous pression en phase liquide dans une source d'alimentation en gaz 2 constitué d'une bouteille de gaz sous pression. Dans la canalisation 1 circule un liquide, par exemple un jus de vendange, en transfert depuis une cuve de pressoir vers une cuve de 15 stockage ou de vinification non représentées à la figure 1. Une électrovanne 4, située sur une conduite d'alimentation 3 reliant la bouteille 2 à la canalisation 1, au plus près de cette canalisation 1, permet de contrôler l'injection de S02 dans la canalisation 1. Un moyen de commande 6 est relié à l'électrovanne 4, de façon à 20 pouvoir en commander l'ouverture et de la fermeture. Le moyen de commande 6 peut par exemple comprendre un automate 14 dans une armoire électrique, et un pupitre d'opération 7 avec un dispositif de saisie tel qu'un clavier et un dispositif d'affichage tel qu'un écran 15. 25 La bouteille 2 de S02 est positionnée sur un moyen de pesage 5, par exemple une balance. De préférence, la balance 5 comprend un dispositif d'affichage tel qu'un écran 13, notamment pour un contrôle visuel de la pesée. La balance 5 est reliée au moyen de commande 6 d'ouverture et de 30 fermeture de l'électrovanne 4. et asservie au débit du liquide dans la canalisation. 2903701 6 Ainsi, il est possible de saisir par l'intermédiaire du pupitre d'opération 7 les paramètres de régulation de l'injection du SO2 dans la canalisation 1. Ces paramètres de dosage comprennent notamment le débit nominal de la pompe de transfert (non représentée à la figure 1) du 5 liquide dans la canalisation 1 de transfert. Ils peuvent également comprendre la quantité de SO2 souhaitée par unité de volume de liquide à traiter (généralement par hectolitre), ou encore la densité du produit à l'origine du liquide en transfert, en l'occurrence du raisin pour le cas du traitement du jus de vendange. 10 On peut donc ainsi réaliser un dosage précis de la quantité de gaz injectée dans le liquide, en fonction du débit de ce liquide dans la canalisation 1. Le moyen de commande 6 calcule la différence de poids de la bouteille 2 en utilisant les données fournies par la balance 2 à intervalles 15 réguliers, et ajuste le dosage en fonction des paramètres saisis et de cette différence de poids, en jouant sur l'électrovanne 4. Cette électrovanne 4 est de préférence située à proximité, et même au plus près, de la canalisation 1, afin de maintenir le SO2 en phase liquide jusqu'à l'injection dans la canalisation 1 au niveau d'une buse 20 d'injection (non représentée à la figure 1). On peut prévoir une deuxième électrovanne 8, sur la conduite d'alimentation 3, en amont de la première électrovanne 4, de préférence à proximité de la bouteille 2. Le moyen de commande 6 commande alors également l'ouverture 25 et la fermeture de cette deuxième électrovanne. Ainsi, on peut prévoir qu'en cas de dysfonctionnement quelconque, un signal sonore retentit, et/ou un message est affiché sur l'écran 15 du pupitre d'opération 7 du moyen de commande 6. En même temps, le moyen de commande 6 ferme alors 30 l'électrovanne 8, quelque soit le dysfonctionnement constaté, ce qui garantit notamment la sécurité des personnes. 2903701 7 Cette électrovanne 8 de sécurité permet également d'éviter de vidanger le conduit d'alimentation 3 lors du remplacement de la bouteille 2. Eventuellement, on peut prévoir une vanne manuelle 9, 10 à 5 proximité de l'une ou l'autre ou les deux électrovannes 4 et 8. Ces vannes manuelles sont situées respectivement à proximité des électrovannes 4 et 8, en amont de l'électrovanne 4 (pour la vanne manuelle 10), et en aval de la l'électrovanne 8 (pour la vanne manuelle 9). Ces vannes manuelles 9 et 10 permettent de remplacer ou de 10 réaliser une maintenance sur les électrovannes 4 et 8, sans purger la conduite d'alimentation 3. Il peut arriver que la pression dans la canalisation 1 soit supérieure à la pression dans la bouteille 2, surtout lorsque cette dernière est presque vide. 15 Pour éviter ce problème, on peut prévoir une deuxième source d'alimentation 11, sous la forme d'une bouteille de gaz inerte sous pression, tel que de l'azote par exemple, reliée à la bouteille 2 de S02. La bouteille 11 est munie d'un détendeur et d'un manomètre de contrôle de pression en sortie. 20 Cette deuxième source d'alimentation est reliée à la première source d'alimentation. Ainsi, la poussée de l'azote sur le S02 à injecter assure une injection correcte du S02 dans la canalisation 1, même dans le cas où la pression dans cette canalisation 1 est supérieure à la pression de la 25 bouteille 2. Le procédé selon l'invention d'injection de S02 dans le liquide en cours de transfert dans la canalisation 1, à partir de la bouteille 2 reliée à la canalisation 1 par la conduite d'alimentation 3, comprend donc une étape de saisie de paramètres de dosage dont au moins le débit du liquide 30 dans la canalisation (débit nominal de la pompe de transfert). Il comprend également une étape de mesure, par le moyen de 2903701 8 commande 6 de la différence de poids de la bouteille 2 entre deux temps déterminés. C'est la balance 5 qui envoie à intervalles réguliers les résultats de sa pesée, qui permet le calcul de cette différence de poids. Il comprend encore une étape de commande de l'ouverture ou de la 5 fermeture de l'électrovanne 4 d'injection située sur la conduite d'alimentation 3, en fonction de la différence de poids et des paramètres de dosage. Eventuellement, le procédé comprend une étape de détection d'un dysfonctionnement du système et, en cas d'une telle détection, un 10 message d'alerte est envoyé à l'opérateur et/ou la deuxième électrovanne 8, située sur la conduite d'alimentation 3 en amont de la première électrovanne 4, est fermée. Ainsi, l'invention permet avantageusement d'injecter le S02 liquide contenu dans la bouteille 2, dans la canalisation 1, par l'intermédiaire de 15 l'électrovanne 4 située au plus près de la canalisation 1 de transfert du liquide. La quantité de S02 injectée est pesée par la balance 5 asservie au débit nominal de la pompe de transfert. Le dosage de S02 est alors réalisé en fonction des paramètres 20 saisis par l'opérateur sur le pupitre de commande ou d'opération 7. L'opérateur saisira par exemple le débit nominal de la pompe de transfert, la quantité de S02 souhaitée par hectolitre, et la densité du raisin à l'origine du jus en transfert dans la canalisation 1. La bouteille d'azote 11 placée en amont de la bouteille de S02 2, 25 permet d'assurer la poussée du S02, dans le cas où la pression dans la canalisation 1 est supérieure à la pression de la bouteille de S02. L'opérateur peut contrôler la pression de la bouteille d'azote 11, par l'intermédiaire d'un manomètre équipant classiquement le détendeur 12 de la bouteille 11. 30 Par ailleurs, la balance 5 reliée au moyen de commande 6, permet d'injecter des doses précises de S02, et de valider la quantité de S02 2903701 9 injectée. Elle assure aussi un contrôle de l'étanchéité du système. En cas de dysfonctionnement, quel qu'il soit, un signal sonore peut avertir l'opérateur. L'opérateur peut également recevoir une alerte sur le pupitre 7. Le moyen de commande 6 commande alors la fermeture de 5 l'électrovanne 8 de secours. L'ensemble de la description ci-dessus est donné à titre d'exemple et n'est pas limitatif de l'invention. En particulier, le type de gaz utilisé, tant pour le traitement lui-même, que pour la poussée du gaz de traitement n'est pas limitatif de 10 l'invention. Bien sûr, la forme des différents éléments du système de l'invention, telle que la forme en bouteille des sources d'alimentation en gaz, ou la forme de la balance, ne sont pas non plus limitatives de l'invention. 15 REVENDICATIONS 1. Système d'injection d'un gaz, notamment de l'anhydride sulfureux, dans un liquide, notamment un jus de vendange, en cours de transfert dans une canalisation (1), comprenant une première source d'alimentation (2) en gaz liquide sous pression reliée à ladite canalisation (1) par une conduite d'alimentation (3), et une première vanne (4) d'injection située sur ladite conduite d'alimentation (3), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de pesage (5) de ladite première source d'alimentation (2) relié à un moyen de commande (6) de l'ouverture et de la fermeture de ladite première vanne (4) et asservi au débit dudit liquide dans ladite canalisation (1), de sorte que la quantité dudit gaz, mesurée par différence de poids, injectée dans ledit liquide est dosée en fonction dudit débit de ce dit liquide dans ladite canalisation (1). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première vanne est située à proximité, de préférence au plus près, de la canalisation (1). 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de commande (6) est muni d'un moyen de saisie (7) de paramètres de dosage dont au moins le paramètre débit du liquide dans la canalisation (1). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les paramètres saisissables sur le moyen de saisie (7) comprennent également la quantité de gaz à injecter par unité de volume de liquide et/ou la densité du produit duquel est issu ledit liquide. 5. Système selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le moyen de saisi (7) comprend un dispositif d'affichage (15). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 2903701 11 caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième vanne (8) située sur la conduite d'alimentation (3) en amont de la première vanne (4), de préférence à proximité de la première source d'alimentation (2). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen 5 de commande (6) commande également l'ouverture et la fermeture de la deuxième vanne (8) en fonction de défauts de fonctionnement du système. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première vanne 10 manuelle (10) située à proximité et en amont de la première vanne (4) et/ou une deuxième vanne manuelle (9) située à proximité et en aval de la deuxième vanne (8). 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième source 15 d'alimentation (11) en gaz inerte sous pression, de préférence de l'azote, munie d'un détendeur et d'un manomètre de contrôle de pression en sortie (12), et reliée à la première source d'alimentation (2), en sorte d'assurer la poussée du gaz à injecter dans le cas où la pression dans la canalisation (1) est supérieure à la pression de 20 ladite première source d'alimentation (2). 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen de pesage (5) comprend un dispositif d'affichage (15). 11. Procédé d'injection d'un gaz, notamment de l'anhydride sulfureux, 25 dans un liquide, notamment un jus de vendange, en cours de transfert dans une canalisation (1), à partir d'une première source d'alimentation (2) en gaz liquide sous pression reliée à ladite canalisation (1) par une conduite d'alimentation (3), caractérisé en ce qu'il comprend une étape de saisie de paramètres de dosage 30 dont au moins le débit dudit liquide dans ladite canalisation (1), une étape de mesure de la différence de poids de ladite première 2903701 12 source d'alimentation (2) entre deux temps déterminés, et une étape de commande de l'ouverture ou de la fermeture d'une première vanne (4) d'injection située sur ladite conduite d'alimentation (3), en fonction de ladite différence de poids et 5 desdits paramètres de dosage. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'un dysfonctionnement du système et en ce qu'en cas d'une telle détection, un message d'alerte est envoyé à l'opérateur et/ou une deuxième vanne (8), située sur la conduite 10 d'alimentation (3) en amont de la première vanne (4), de préférence à proximité de la première source d'alimentation (2), est fermée.