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"Dispositif pour l'aération des moûts en fermentation dans la fabrication de la levure*
Dans la fabrication de la levure sèche, il est déjà connu d'insuffler de l'air dans les moûts afin d'augmenter les échanges dans la levure. Les fermentations sont conduites aujourd'hui d'une manière générale en utilisant le procédé à circulation, la hauteur du moût dans la cuve étant, au début de la fermentation., sensiblement inférieure à sa hauteur à la fin de l'opération. En règle générale, il est désirable da fournir au
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moût, pour l'aération, une quantitémoins élevée d'air au commencement et à la fin de l'opération que pendant la partie principale de la fermentation proprement dite.
De plus, il peut parfais être souhaitable de pouvoir faire varier la quantité d'air fournie pendant la dite partie principale de la fermentation proprement dite.
Dans les installations de ce genre, on fait en général débiter un ou plusieurs compresseurs d'un même type ou de types différents, sur une conduite de pression commune sur laquelle sont branchées un certain nombre de dérivations allant aux diverses cuves. Dans le cas de l'utilisation de compresseurs de puissance assez élevée débitant à la fois dans plusieurs cuves, les frais d'installation du système de compresseurs pouvaient âtre maintenus à une valeur assez basse. Un tel système comporte cependant l'inconvénient qu'il est nécessaire de maintenir la pression dans le réseau de distribution de l'air à la valeur correspondant à la plus grande contre-pression rencontrée dans l'une quelconque des cuves.
L'air pris dans ce réseau, pour les besoins d'une cuve à contre-pression moins élevée, doit alors être amené à la pression inférieure voulue au moyen d'une soupape appropriée, entraînant ainsi des pertes d'énergie indésirables.
Un autre inconvénient consiste dans le fait que dans les grandes unités de compression, les pertes lors du fonctionnement à vide ou à faible charge sont assez importantes.
Une variation éventuelle de la quantité d'air pour les diverses cuves de fermentation ne peut être obtenue dans les dispositifs indiquéa que par un réglage à la main et avec des pertes correspondantes d'énergie. Le réglage
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de la quantité d'air admise à une cuve déterminée à partir de la conduite commune entraîne souvent des perturbations dans la marche des autres. cuves et, pour limiter l'importance de ces perturbations, il est nécessaire de maintenir la surpression dans la canalisation. générale à une valeur inutilement élevée.
Du fait qu'un tel réglage est moins précis ou trop coûteux, il est impossible d'assurer, dans les dispositifs utilisés jusqu'ici, le débit convenable dans chaque cas particulier pour la fermentation dans chacune des cuves sans entraîner un gaspillage. tout à fait exagéré de l'énergie mise en jeu. Cette impossibilité d'adapter convenablement la fourniture d'air aux-diverses conditions des fermentations en cours a rendu jusqu'ici impossible la réalisation de l'aération aux prix minimum possibles, ainsi que l'obtention du meilleur échange souhaitable entre les matières premières et de la meilleure qualité du produit terminé.
Ia présente invention concerne un dispositif pour l'amenée de l'air au moût en fermentation dans la. fabrication de la levure sèche, permettant la suppression des inconvénients ci-dessus.
Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en premier lieu par le fait qu'il comporta un système de compresseurs, convenablement réglable suivant le débit à fournir et dont la canalisation de pression est reliée au système de cuves, ainsi, qu'un dispositif comprenant un orge,ne actionné d'une manière ininterrompue,, assurant le réglage de l'intensité d'aération suivant un plan d'aération établi à l'avance et susceptible de contrôler le débit d'air du système de compresseurs par action sur
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ce système lui-même, sur les canalisations d'aspiration ou de refoulement des compresseurs ou sur les moteurs d'entraînement, ou encore sur deux ou plusieurs de ces appareils,
et disposé de manière à régler automatiquement le système de compresseurs suivant un plan d'aération convenablement établi à l'avance pour faire fournir par les compresseurs l'air suivant le débit et la pression dictés à chaque moment par le dit plan. A cet effet, on a prévu un dispositif de mesure indiquant à chaque moment la quantité d'air ayant été fournie à la cuve de fermentation correspondante et transmettant les impulsions nécessaires au dispositif de réglage.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, le dispositif de réglage est disposé de manière à actionner directement ou indirectement un dispositif destiné à envoyer, dans le cas de compresseurs à double effet, une partie de l'air vers la partie du compresseur travaillant avec sous-pression. Suivant une autre forme de réalisation, on a prévu un organe de mesure de l'air sur le côté d'entrée ou de sortie du compresseur, destiné à régler des impulsions pour le réglage de la vitesse de rotation de la machine entraînant le compresseur. On peut, de même, prévoir un organe de mesure pour l'air, destiné à produire un freinage dans l'entrée ou la sortie du compresseur et à obtenir da cette manière un réglage de la quantité d'air.
Dans le cas de l'utilisation d'un compresseur, il convient de choisir un turbo-compresseur dont on fera varier la vitesse de rotation.
En résumé, il existe les possibilités suivantes pour le réglage de l'aération :
1. On peut faire agir les impulsions destinées
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au réglage du débit d'air du compresseur, sur un dispositif de dérivation disposé dans le compresseur proprement dit et permettant à des quantités variables d'air da passer, dans le compresseur lui-même, du côté refoulement au côté aspiration.
Z. Les impulsions de réglage peuvent agir sur une soupape de freinage disposée dans l'entrée ou la sortie du compresseur, ou dans une autre partie de la canalisation d'air.
3. Les impulsions peuvent être transmises à. la machine d'entraînement du compresseur, où elles produisent un réglage de la vitesse de rotation. Pour un tel genre. de réglage, il convient d'utiliser. comme indiqué plus haut, un turbo-compresseur. Le turbo-compresseur peut être entraîné électriquement ou à la vapeur.
Dans le dispositif de mesure produisant la réglage, les impulsions de réglage peuvent être obtenues soit par un disque-programme convenablement entraîné en rotation, soit par un autre dispositif fonctionnant d'une manière analogue. La. forme du disque-programme, déterminée de manière à correspondre à chaque instant au débit d'air nécessaire, actionne au moyen d'un système de leviers par exemple le rhéostat de contrôle du moteur d'entraînement, et par suite la vitesse de rotation du compresseur. Un dispositif de réglage de ce genre fonctionne d'une manière satisfaisante lorsque tous les facteurs autres que la vitesse de rotation, ayant un certain effet sur le débit d'air du compresseur, peuvent être entièrement calculés à l'avance et sont parfaitement connus à tout instant..
Si ce n'était pas le cas, il faudrait compléter
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le générateur d'impulsions d'un organe ayant pour tâche d'assurer que la quantité d'air prescrite par le disque- programme se trouve effectivement fournie à la cuve de fermentation. On introduit à cet effet dans la canalisation d'aspiration ou de refoulement, ou en un autre endroit de la canalisation d'air, un organe de mesure de la quantité d'air, transmettant ses impulsions au dispositif de mesure assurant le réglage. Dans le cas où. la quantité d'air effectivement fournie ne correspond pas à la quantité d'air prescrite par l'organe-programme, on produit de cette manière des impulsions de réglage ayant pour effet d'augmenter ou de diminuer convenablement la dite quantité d'air effectivement fournie.
D'une manière générale, la quantité d'air fournie doit suivre un plan d'aération établi à l'avance suivant les besoins variables au cours de la f ermentation.
L'intensité d'aération est déterminée en tenant convenablement compte d'une série de facteurs, comme par exemple la fourniture, le genre de la levure et la température et le degré d'acidité du moût. Le terme fourniture doit être entendu comme la fourniture des matières nécessaires à la cuve de fermentation, par exemple la fourniture de moût, d'eau, de substances azotées additionnelles et, plus généralement, de toutes les substances d'alimentation nécessaires.
Le dispositif suivant l'invention peut par suite convenablement être appliqué aussi bien dans le cas d'une fourniture ininterrompue de moût et de substances d'alimentation que dans le cas d'une fourniture réglée automatiquement. On obtient, grâce à l'invention, en plus d'une simplification de l'appareillage et d'une économie de
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main-d'oeuvre, une diminution sensible des dépenses d'énergie pour une fermentation donnée, et enfin une amélioration des échanges chimiques par les matières premières fournies, aussi bien qualitativement que quantitativement, tous ces avantages étant dus au fait que l'aération présente, à. chaque instant, la valeur la plus convenable pour l'obtention d'une bonne fermentation.
Le réglage à la nain, utilisé jusqu'ici, a été incapable de fournir un réglage de l'intensité d'aération en concordance exacte avec les besoins sans cesse variables du procédé. Un tel réglage à la main, suivant le procédé antérieur, entraînerait, dans le cas où il serait possible de l'effectuer, des frais tellement élevés., que son application ne présenterait aucun bénéfice économique.
Aux dessins joints,. on a représenté trois formes de réalisation de l'invention :
Les Figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques de ces diverses formes de réalisation, et
La Figure 4 est un diagramme représentant les caractéristiques d'un turbo-compresseur.
Le dispositif suivant la Figure 1 consiste en une série de cuves de fermentation.1, 2 et 2' reliées par la. canalisation générale 6 et les diverses branches 7, 8 et 8' au côté refoulement du système de compresseurs. 3, 3', 4, 4' à débit variable. 3 et 3' sont des compresseurs convenablement entraînés par les machines 4 et 4', le moteur 4 étant susceptible de régler, au moyen d'impulsions électriques transmises par les fils 5, le débit d'air du compresseur 3 et, par suite, de l'ensemble de l'installation.
Dans les canalisations de distribution, on a inséré les. organes de mesura 9,10, 10' et les valves. 13,14 et 14'
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coopérant avec les disques-programmes 11, 12 et 12', ce dispositif assurant le dosage de l'air envoyé aux cuves de fermentation suivant des quantités déterminées par le plan de fourniture. Pour le réglage de la quantité d'air fournie par le système compresseur, de manière à donner à l'air la pression voulue, on a inséré les manomètres de réglage 15,16 et 16' susceptibles d'augmenter ou de diminuer, par leurs relais 17, 18, 19, 20 et 19', 20' et les contacts correspondants, la quantité d'air fournie par le système compresseur.
La disposition du manomètre de réglage a pour effet d'assurer que lorsque l'un des manomètres fournit des impulsions pour produire une augmentation de la pression, c'est-à-dire pour augmenter la quantité d'air fournie par le système de compresseurs, une telle augmentation aura encore lieu même si les autres manomètres occupent des positions correspondant à une diminution de la pression ou du débit. Ce n'est que lorsque tous les relais reliés en série de trouvent fermés, c'est-à-dire lorsque tous les manomètres de réglage sont dans la position commandant la diminution que le dispositif peut envoyer une impulsion commandant la diminution du débit d'air.
L'augmentation du débit a lieu, par contre, aussitôt que l'un quelconque des relais d'augmentation se trouve actionné- De la même manière qu'en Figure 1, on peut également faire travailler plusieurs cuves de fermentation sur une canalisation unique et sur un système compresseur commun.
Une autre forme de réalisation a été représentée en Figure 2, où une seule cuve de fermentation a été reliée au système de compresseurs. la cuve de fermentation 25 est reliée par la
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canalisation 29 au côté ref oulement du système de compresseurs 30 entraîné par le moteur 31 dont la vitesse est réglée par les impulsions de courant transmises par les fils 23 traversant les relais 21 et 22 actionnés par le manomètre de réglage 24.
26 est l'organe portant le disque-programme réglant, avec l'organe de mesure 27 et la valve 28, le débit d'air suivant un plan convenablement établi. Dans ce cas plus simple, on peut, si on le désire, supprimer le manomètre de réglage 27 et la valve 28 et effectuer le dosage de l'air fourni à la cuve de fermentation 25 en faisant émettre au disque-programme 26 des impulsions actionnant à partir de la bride de mesure 27 directement les relais 21 et 22 pour faire fournir au système de compresseurs la quantité d'air voulue.
Cette forme de réalisation simplifiée a été représentée en Figure 3. 32 est une cuve de fermentation, et 33 est la canalisation de pression reliant la cuve au compresseur 34, le compresseur étant entraîné par le moteur 35 dont la vitesse peut être réglée au moyen d'impulsions de, courant dans les fils 35'. 36 est l'organe contenant le disque-programme avec les relais, et 37 la bride da mesura ayant pour tâche d'assurer que la quantité d'air déterminée par le disque-programme suivant les indications du, plan établi à l'avance se trouve effectivement fournie à la cuve.
Dans tous les cas, le dispositif compresseur peut être constitué par un ou plusieurs compresseurs travaillant ensemble et dont l'un ou plusieurs ont un débit réglable, de manière à permettre le réglage de l'ensemble.
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En Figure 4, on a montré les caractéristiques d'un turbo-compresseur. Au diagramme, l'axe des ordonnées H représente la pression en millimètres de colonne d'eau, et l'axe des abscisses Q le débit d'air en mètres cubes par minute. Il ressort du diagramme que pour une variation relativement peu importante de la vitesse de rotation entre 3700 et 4000 tours par minute, on obtient, pour une contre- pression constante dans la cuve dans laquelle on comprime l'air, une variation du débit de 40 à 75 mètres cubes à la minute.
En faisant varier la vitesse de rotation de 1900 à 4000 tours/min., on obtient, pour un débit constant de 30 m3. par min., une variation de pression de 900 à 4900 mm. de colonne d'eau, ce qui montre qu'avec des variations relativement faibles de la vitesse de rotation, on peut obtenir un très grand réglage du débit d'air, ayant pour effet qu'un tel système fournit des possibilités de réglage particulièrement élevées tout en présentant une grande sensibilité, alors que dans un compresseur ayant les caractéristiques d'un compresseur à pistons, le débit d'air ne varie que dans un rapport direct avec le nombre de tours.