Brevet FR3013616A1 — publié le 20150529

Procédé de nettoyage et d'aseptisation simultanés de barriques L'invention se rapporte au domaine général du nettoyage de surfaces au moyen de jets d'eau. Il se rapporte plus particulièrement au domaine du nettoyage de cuves et plus spécifiquement au nettoyage de cuves à parois en bois, telles que des tonneaux ou des barriques, sans nécessité d'ajout de produits chimiques. Pour nettoyer une cuve et éliminer les déchets pouvant s'accrocher aux parois après vidange et rinçage de la cuve, en particulier une cuve en bois telle qu'une barrique de vin ayant contenu du vin pendant un certain temps, plusieurs procédés connus sont utilisés. Ainsi, on utilise de manière courante: - le nettoyage à haute pression qui consiste à projeter de l'eau chaude à une pression supérieure à 100 Bars contre la paroi interne de la cuve au moyen d'une canne de nettoyage (type MOOG); - le nettoyage à la vapeur qui consiste à projeter de la vapeur sous 20 pression contre la paroi interne de la cuve au moyen d'un générateur de vapeur (type CARELLE); - Le nettoyage par ultrasons; - Le nettoyage par formation d'ozone. - Le nettoyage par utilisation de produits chimiques. 25 Ces divers procédés permettent de nettoyer ou encore d'aseptiser les parois internes de la cuve, cependant aucun procédé connu ne permet à l'heure actuelle de réaliser en une seule opération le nettoyage et l'aseptisation des parois d'une cuve, spécialement quand la cuve considérée 30 est un fût ou une barrique en bois destinée à contenir un liquide alimentaire tel que du vin par exemple. Or dans ce contexte, une barrique doit, entre deux cycles d'utilisation durant lesquels elle contient un liquide destiné à la consommation, du vin par exemple, non seulement être parfaitement nettoyée des déchets présents sur les parois mais également être aseptisée en profondeur dans la mesure où pendant la période où la barrique sert de contenant, des microorganismes peuvent s'être développés en profondeur, en se logeant dans les pores du bois. C'est pourquoi dans un tel contexte, aucun procédé connu ne permettant de réaliser en même temps le nettoyage et l'aseptisation, on combine généralement plusieurs de ces procédés de façon à obtenir un résultat optimum. Or les procédés utilisés successivement ne mettant pas nécessairement en oeuvre le même matériel, leur application nécessitent des 10 opérations intermédiaires qui allongent le temps d'intervention sur une cuve. Par ailleurs afin d'accroître l'efficacité de certains des procédés employés on est parfois contraint de faire subir à la paroi de la cuve un traitement agressif en la soumettant par exemple de manière soutenue à un jet d'eau à haute pression qui induit une abrasion de la surface de la cuve. 15 Un but de l'invention est de proposer une solution permettant de réaliser en une seule opération, à la fois le nettoyage et l'aseptisation de la 20 paroi interne d'une cuve, en particulier d'une cuve en bois, sans nécessité d'ajouter des produits chimiques. Un autre but de l'invention est de réaliser le nettoyage et l'aseptisation de façon suffisamment douce pour ne pas occasionner d'abrasion de la surface de la paroi interne de la cuve. 25 Un autre but encore est de proposer un moyen pour réaliser une réelle aseptisation en profondeur de la paroi interne de la cuve. A cet effet l'invention a pour objet un procédé pour réaliser simultanément le nettoyage et l'aseptisation de la paroi interne d'une cuve en 30 bois ou en matériau présentant des pores en surface entre deux utilisations, le procédé réalisant deux opérations: - Une première opération consistant à porter un volume d'eau à une température et une pression suffisante pour former un mélange eau bouillante-vapeur surchauffée dans lequel ladite vapeur surchauffée est 35 portée à une température sensiblement supérieure à la température d'ébullition de l'eau à la pression atmosphérique, - une seconde opération consistant à pulvériser avec un moyen approprié le mélange eau bouillante-vapeur surchauffée sur les parois de ladite cuve en balayant toute la surface de la paroi interne de la cuve pendant un temps suffisant pour permettre la pénétration de la vapeur surchauffée puis de l'eau pulvérisée dans l'épaisseur de la paroi, l'eau pulvérisée ainsi que la vapeur finalement condensée formant un ruissellement d'eau bouillante sur la paroi qui réalise le lavage en surface de cette dernière. Selon diverses dispositions éventuellement utilisées en conjonction, le procédé selon l'invention peut présenter diverses caractéristiques. Ainsi: Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le procédé selon l'invention comporte une opération complémentaire d'aspiration, au niveau 15 du fond de la cuve, des eaux de ruissellement chargées en résidus et de leur évacuation vers l'extérieur. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, le procédé selon l'invention met en oeuvre deux étapes distinctes: - Une première étape durant laquelle on effectue un balayage 20 continu de la surface de façon à nettoyer la paroi interne de la cuve en surface au moyen essentiellement de l'eau bouillante pulvérisée, la température étant alors seulement suffisante pour porter l'eau à ébullition; - une seconde étape, à température de surchauffe, durant laquelle on poursuit le balayage de la paroi interne de la cuve avec le mélange eau 25 bouillante pulvérisé-vapeur surchauffée alors produit, le balayage étant réalisé pendant un temps suffisant pour que la vapeur surchauffée pénètre en profondeur dans les pores du bois constituant la paroi. Selon une variante du mode de mise en oeuvre précédent le procédé selon l'invention peut comporter une étape préalable de rinçage des 30 parois da la cuve destinée à évacuer des déchets de taille importante, tels que des copeaux de bois. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué, ce dispositif comportant: - des moyens pour produire sous pression un mélange eau bouillante vapeur surchauffé la vapeur ayant une température sensiblement supérieure à la température de la vapeur d'eau à la pression atmosphérique, - des moyen pour pulvériser l'eau bouillante et pour diffuser simultanément la vapeur surchauffée en un jet d'ouverture donnée, l'ouverture du jet déterminant la portion de surface de la paroi interne de la cuve susceptible d'être atteinte par le jet lorsque celui-ci est dirigé dans une direction donnée. Dans une forme de réalisation préférée le dispositif selon l'invention comporte également des moyens d'absorption de l'eau chargée de résidus de lavage se déposant au fond de la cuve après ruissellement sur la paroi interne de celle-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui s'appuie sur les figures annexées qui présentent: - la figure1, un synoptique présentant de manière schématique la structure générale d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; - la figure 2, une illustration présentant une forme de réalisation des moyens pour réaliser la pulvérisation de l'eau bouillante et la diffusion de la 25 vapeur surchauffée produite par le dispositif de la figure 1; - la figure 3, une illustration permettant de décrire le mode de fonctionnement de la tête de pulvérisation équipant les moyens illustrés par la figure 2. 30 Comme cela a été dit précédemment, le procédé selon l'invention a été développé dans le but d'atteindre deux résultats complémentaires en une seule application. D'une part, obtenir un nettoyage, sans abrasion et sans 35 percussion de la surface, du dépôt laissé par le vin (tartre, matières colorantes, colloïdes). D'autre part, s'assurer de la destruction des microorganismes tels que les levures et bactéries, la levure Brettanomyces Bruxellensis notamment, qui vivent dans les pores de la paroi de la cuve. Pour ce faire le procédé selon l'invention consiste en sur l'utilisation 5 d'eau « surchauffée », autrement dit un mélange de vapeur et d'eau chaude. La température de chauffage de l'eau et la pression dans le dispositif de chauffage utilisé sont déterminées de façon à être suffisantes pour obtenir un mélange eau bouillante-vapeur dans lequel la vapeur est maintenue à une température très sensiblement supérieure à la température de la vapeur 10 d'eau à la pression atmosphérique et en tout cas à une température suffisante pour réaliser la destruction du fait de la température des microorganismes résidant dans la paroi. La pression du mélange eau vapeur est par ailleurs déterminée de telle façon que l'eau bouillante soit pulvérisée à la sortie des moyens de 15 chauffage avec un débit suffisant pour réaliser une pulvérisation efficace avec des diamètres de gouttelettes suffisamment fin pour assurer une pénétration par l'eau bouillante des pores de la paroi de la cuve considérée. De la sorte la vapeur surchauffée diffusée par le dispositif de pulvérisation en même temps que l'eau bouillante pénètre de façon plus 20 rapide, sans abaissement de température, à l'intérieur des pores du bois où elle détruit complètement les micro-organismes qui y résident, microorganismes qui résistent à des températures supérieures à la température de 100°C atteinte par la vapeur d'eau produite à la pression atmosphérique. Cette pénétration de vapeur assure également un réchauffement du bois 25 occasionnant une dilatation des pores qui favorise la pénétration de l'eau bouillante. Il est à noter ici que la pression établie au niveau des moyens de chauffage n'a pas pour objet de produire un jet d'eau ou de vapeur à haute 30 pression mais simplement d'une part de produire de la vapeur surchauffés et d'autre part de produire un jet d'eau bouillante pulvérisé en fines gouttelettes occasionnant à la fois une faible pression de contact sur la paroi et un débit d'eau ruisselante suffisant pour avoir réaliser un rinçage rapide et complet des débris et micro-organismes détachés de la paroi. Par suite la pression exercée, de l'ordre de 70 bars, est une pression avantageusement inférieure à celle rencontrée dans le cadre de nettoyeurs à haute pression dont la fonction est de produire un jet ayant une énergie cinétique très importante. Ainsi, le fait de combiner l'action aseptisante de la chaleur apportée par la vapeur surchauffée avec l'action nettoyante et non abrasive de l'eau bouillante pulvérisée permet d'assurer l'évacuation des matières colorantes, du tartre et des colloïdes par dissolution et rinçage par l'eau chaude ainsi qu'une montée en température du bois, qui garantit l'aseptisation. La vapeur ouvrant les pores du bois, permet par ailleurs une meilleure pénétration de l'eau et donc un nettoyage plus en profondeur. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention il convient comme l'illustre la figure 1 de disposer de moyens 11 permettant produire le mélange eau bouillante-vapeur surchauffée et de propulser ledit mélange de telle façon qu'il puisse être pulvérisé avec une taille de goutte et un débit approprié. Un tel moyen peut par exemple consister en un corps de chauffe et un compresseur tels que ceux mise en oeuvre dans le cadre de systèmes de lavage à haute pression, tel que le Laveur Haute Pression modèle « AVANT 150/21 » de la société MAER par exemple. Un tel moyen permet d'obtenir un débit d'eau bouillante de l'ordre 18 litres par minute. Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention les moyens 11 doivent par ailleurs être associés à des moyens d'aspersion 12 capable de pulvériser l'eau de façon appropriée, c'est-à-dire en fines gouttelettes, tout en diffusant la vapeur d'eau surchauffée. Ces moyens sont raccordés au précédents au moyeu d'une tuyauterie appropriée 13, capable de résister à la pression et à la température du mélange eau bouillante-vapeur surchauffée qui la traverse. Les figures 2 et 3 illustrent un mode de réalisation préféré desdits moyens d'aspersion 12. Selon ce mode de réalisation préféré ces moyens consistent principalement en une canne d'aspersion constituée d'une 35 conduite 121 alimentée à l'une de ses extrémités par les moyens 11 au travers d'une vanne 122 résistante à la vapeur présenté sur le détail d'illustration 2-a de la figure 2. Cette conduite 121 est terminée à son autre extrémité par des moyens comportant une buse 123 permettant la pulvérisation de l'eau bouillante et la diffusion de la vapeur surchauffée. Avantageusement la buse 123 est ici une buse de forme sensiblement cylindrique présentant deux orifices 124 diamétralement opposés, montée sur un système mécanique double-rotatif 125, présenté sur le détail d'illustration 2-b de la figure 2, qui assure une rotation 32 de cette dernière d'une part autour de la conduite 121 et d'autre part une rotation 33 autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la conduite, comme illustré sur la figure 3. On obtient ainsi une mobilité de la buse 123 qui permet une aspersion de toute la paroi interne de la cuve comme l'illustre la figure 3. Une telle canne d'aspersion peut être par exemple réalisée à partir d'une canne de nettoyage de type "H.S. SIMPLEX" ou "H.S. SIMPLEX Flex" 15 de la société MOOG à laquelle il convient cependant d'apporter les modifications suivantes: - Remplacement de la vanne d'arrivée d'eau chaude: la vanne d'origine doit être remplacée par une vanne résistant à la vapeur surchauffé, une vanne sphère 3 pièces, de diamètre 8, de niveau de sécurité "feu" du 20 type des vannes DN100 de marque SFERACO par exemple; - remplacement de la buse rotative initiale par une buse rotative présentant une ouverture de 15° des buses de référence 016.5027.102 de la société MOOG par exemple. 25 Il est à noter que de manière avantageuse les moyens d'aspersion 12 peuvent être configurés pour assurer, simultanément à l'aspersion du mélange eau bouillante-vapeur surchauffée, l'absorption 35 de l'eau de ruissellement qui s'accumule au fond de la cuve durant l'opération de lavage-aseptisation. Dans le cas du dispositif décrit dans le paragraphe précédent, 30 cette fonction d'absorption est naturellement réalisée par la canne de lavage de la société MOOG utilisée, la modification apportée à cette canne dans le contexte de l'invention n'ayant pas pour effet de rendre cette fonction inactive. De manière pratique, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention consiste donc à mettre en place les moyens d'aspersion à l'intérieur de la cuve 31 à nettoyer et à aseptiser et à raccorder ces moyens aux moyens de production du mélange eau bouillante-vapeur d'eau surchauffée sous 5 pression, au moyen de la tuyauterie 36 appropriée. Par suite, sitôt que la production du mélange eau-vapeur est établie on laisse pénétrer ledit mélange dans les moyens d'aspersion, en ouvrant la vanne qui permet d'obturer la tuyauterie reliant les deux moyens, et de balayer la paroi de la cuve avec le jet pulvérisé 34 durant un temps suffisant pour que, compte 10 tenu de l'ouverture du jet, du débit d'eau bouillante produit, et de la surface à nettoyer on obtienne un lavage et une aseptisation satisfaisante. Dans sa forme de mise en oeuvre préférée, le procédé consiste alors à réaliser les deux étapes suivantes: une première étape durant laquelle on effectue un balayage continu 15 de la surface, de façon à nettoyer la paroi interne de la cuve (31) en surface au moyen essentiellement de l'eau bouillante pulvérisée, la température de l'eau délivrée par les moyens de chauffage et de mise en pression 11 étant alors suffisante pour porter l'eau à ébullition; - une seconde étape durant laquelle, la température étant suffisante 20 pour obtenir de la vapeur surchauffée, on effectue un balayage plus long de la paroi interne de la cuve (31) de façon à diriger le mélange eau bouillante pulvérisé- vapeur surchauffée sur chaque portion de surface de la paroi interne de la cuve pendant un temps suffisant pour que la vapeur surchauffée pénètre en profondeur dans les pores du bois constituant la 25 paroi. REVENDICATIONS1. Procédé pour réaliser simultanément le nettoyage et l'aseptisation de la paroi interne d'une cuve (31) en bois ou en matériau présentant des pores en surface entre deux utilisations, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre les deux opérations suivantes: - une première opération consistant à porter de l'eau à une température et une pression suffisante pour former un mélange eau bouillante-vapeur surchauffée dans lequel ladite vapeur surchauffée est portée à une température sensiblement supérieure à la température d'ébullition de l'eau à la pression atmosphérique, - une seconde opération consistant à pulvériser le mélange eau bouillante-vapeur surchauffée produit sur les parois de ladite cuve, en balayant toute la surface de la paroi interne de la cuve pendant un temps suffisant pour permettre la pénétration de la vapeur surchauffée puis de l'eau pulvérisée dans l'épaisseur de la paroi, l'eau pulvérisée ainsi que la vapeur condensée sur la paroi formant un ruissellement d'eau bouillante sur la paroi qui entraine les résidus détachés des parois de la cuve vers le fond de cette dernière. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une opération complémentaire d'aspiration (35), au niveau du fond de la cuve, des eaux de ruissellement chargées en résidus et de leur évacuation vers l'extérieur. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux étapes: - une première étape durant laquelle on effectue un balayage continu de la surface à de façon à nettoyer la paroi interne de la cuve (31) en surface au moyen essentiellement de l'eau bouillante pulvérisée; - une seconde étape durant laquelle on poursuit le balayage de la paroi interne de la cuve (31) avec un mélange eau bouillante pulvérisé- vapeur surchauffée pendant un temps suffisant pour que lavapeur surchauffée pénètre en profondeur dans les pores du bois constituant la paroi. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable de rinçage des parois de la cuve destinée à évacuer des déchets de taille importante. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens (11) pour produire sous pression un mélange eau bouillante vapeur surchauffé, la vapeur ayant une température sensiblement supérieure à la température de la vapeur d'eau à la pression atmosphérique, - des moyen (12) pour pulvériser l'eau bouillante et pour diffuser simultanément la vapeur surchauffée en un jet (14, 34) d'ouverture donnée, l'ouverture du jet déterminant la portion de surface de la paroi interne de la cuve (31) susceptible d'être atteinte par le jet lorsque celui-ci est dirigé dans une direction donnée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'absorption (35) de l'eau chargée de résidus se déposant au fond de la cuve (31) après ruissellement sur la paroi interne de celle-ci. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que des moyen (12) pour pulvériser l'eau bouillante et pour diffuser simultanément la vapeur surchauffée en un jet (14, 34) d'ouverture donnée comporte une canne d'aspersion constituée d'une conduite (121) alimentée à l'une de ses extrémités par les moyens (11) pour produire sous pression un mélange eau bouillante vapeur surchauffé, au travers d'une vanne (122) résistante à la vapeur terminée à son autre extrémité par une buse (123) permettant la pulvérisation de l'eau bouillante et la diffusion de la vapeur surchauffée.35 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la buse (123) est une buse mobile de forme sensiblement cylindrique, présentant deux orifices (124) diamétralement opposés, montée sur un système mécanique double-rotatif (125), qui assure une rotation (32) de cette dernière d'une part autour de la conduite (121) et d'autre part une rotation (33) autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de la conduite.