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La présente invention concerne un appareil et un procédé perfectionna pour la fermentation de la bière.
La présente invention vise une cuve de fermentation pour la fabrication de la bière, qui comprend : deux parois latérales, un fond et un toit; un déflecteur monté dans la cuve entre les deux parois latérales et divisant la cuve en deux chambres de dimensions inégales, la chambre la plus grande contenant la bière et la chambre la plus petite étant destinée à
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recevoir la mousse, ce déflecteur comportant un bord supérieur qui est écarté du toit ; unconduit d'admission pour la bière et un conduit de sortie pour la bière prévus dans la grande chambre pour la bière; enfin, un conduit de sortie prévu dans la petite chambre pour la mousse.
La présente invention est également relative à un procédé pour fabriquer de la bière qui consiste à faire fermenter la bière dans une chambre pour la bière prévue dans une cuve de fermentation et à obliger la mousse à passer au-dessus d'un déflecteur pour gagner une chambre pour la mousse située dans la cuve de fermentation sur la face du déflecteur opposée à celle où se trouve la chambre à bière.
Au cours de la fabrication de la bière, on sait que, pendant la période principale de fermentation, il se forme une rousse abondante qui- contient un dépôt extrêmement amer. Dans certains cas, on écume manuellement cette mousse pour l'empê- cher de retomber et de se mélanger à la bière proprement dite, car elle lui donne un goût dpre et amer Ave'c des cuves de fermentation fermées dans lesquelles il est impossible d'écumer manuellement la mousse, des chambres appropriées sont prévues pour recueillir ' la mousse, la filtrer et renvoyer le produit condensé dans la cuve de fermentation dans laquelle la mousse se forme initialement.
Dans la pratique, une telle cuve de fermentation est habituellement en bécon ou en une autre matière relativement épaisse et comporte une chambre à mousse relativement large s'étendant vers le haut à partir de la cuve, chambre qui sert à recueillir et filtrer la mousse et d'où le produit condensé filtré peut revenir sous l'effet de la pesanteur dans la cuve de fermentation. Le produit de condensation filtré est relativemnet exempt de réaidu âpre et amer ou bien sa teceur en ce résidu est fortement réduite. En raison de leur position relative au cours du processus d'écoulement par gravité
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pour fabriquer la bière, les cuves de'fermentation sont habituel'lement disposées dans un étage élevé de la brasserie.
Si elles comportent une chambre à mousse s'étendant vers le haut, elles s'étendent habituellement sur la hauteur de deux étages. De telles cuves de fermentation sont installées à demeure dans la brasserie et ont tendance à se fissurer, ce qui provoque des fissures dans la matière de garnissage fragile de la cuve de fermentation. Elles sont coûteuses et leur installation et leur entretien soulèvent de nombreux problèmes.
La présente invention a pour objet : - une cuve e fermentation perfectionnée qu'on peut fabriquer avec de l'acier inoxydable et avec laquelle il ne faut pas de chambre supérieure pour recueillir la mousse qui doit. nécessairement monter vers le haut dans cette chambre; - une cuve de fermentation perfectionnée qui ne nécessite pas d'enceinte spéciale, qui est facilement logée dans un seul des étages d'un bâtiment, qu'on peut aisément nettoyer, qui exige moins d'espace par unité de capacité, et qui sépare la mousse de la bière d'une manière plus totale et plus efficace ; - une structure de cuve de fermentation dans laquelle la mousse est amenée automatiquement en direction de la chambre à mousse;
- une cuve de fermentation qui, sans déplacement d'organes, empêche automatiquement la bière de se répandre sur le déflecteur et de passer dans la chambre à mousse, même si le volume de la bière augmente pendant la fermentation; - une cuve de fermentation qui peut être fabriquée dans un aAier de tôlerie, être transportée à la brasserie et y être placée sur un support approprié; - un procédé perfectionné dans lequel la mousse condensée est renvoyée dans le procédé de fabrication en un point
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différent de celui auquel elle a été prélevée ; - un procédé dans lequel on peut filtrer ou traiter la mousse condensée avant de la renvoyer dans le procédé.
Ces avantages et caractéristiques de la présente inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre..
L'invention est mise en oeuvre dans une cuve de fermen.- tation perfectionnée qui sépare plus complètement et automatique- ment de la bière la mousse qui contient le résidu amer. On peut alors filtrer la mousse condensé ou la traiter d'une autre ma- nière et la renvoyer dans le procédé de fabrication, à un stade différent de celui-ci.
Sur le dessin annexé, sur lequel on a utilisé des réfé- rences analogues pour désigner des parties analogues : la figure 1 est une vue en plan par dessus schématique d'une cuve de fermentation conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale.schémati- que de cette cuvé, représentant la paroi latérale dans une po- sition plus élevée; la figure 3 est une coupe transversale verticale de la structure réelle prise par 3-3 de la figure 1; la figure 1.. est une élévation de face de la cuve de fermentation réelle ; la figure 5 est une élévation latérale de cette cuve, montrant la paroi latérale en position plus basse; la figure 6 est un schéma de circulation d'un procédé de production de bière montrant le processus nouveau dans un procédé typique de fabrication de bière.
Sur cette figure on a représenté par des lettres les phases du procédé. A désigne la trémie pour le malt et At la trémie auxiliaire ; et B désignent les broyeurs ; et C désignent les chaudières de cuisson, D désigne la cuve de séparation; E la cuve pour la matière
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épuisée ; F, la chaudière à brassin, et G, le filtre à houblon, H désigne la pompe pour le moût; 1 désigne la cuve pour le moût chaud et J le refroidisseur;
K désigne la cuve de départ ; désigne la cuve de fermentation (cuve 1 dans la description d'où la mousse condensée gane le poste de traitement 30; à partir de celui-ci la mousse passe dans la cuve de garde N par un conduit M ou parvient à un,autre stade du procédé par un con- duit N 0 désigne une seconde cuve de fermentation pour la biè- n re blode, P, un filtre et R l'atelier de mise en canettes et la salle où on place ces dernières dans des casiers à bouteilles.
Sur le dessin, on a représenté en, détail un mode de réalisation de l'invention qui comprend une cuve 1 de fermenta- tion de la bière comportant une chambre relativement grande 2 pour la bière, de forme rectangulaire et de section décroissan- te, une chambre.relativement petite 3 de forme triangulaire et destinée à la mousse, et une chambre ou zone intermédiaire inac- tive 4 courte et dépourvue de fond, située entre les deux pre- mières chambres et de forme trapézoïdale. En pratique, la cuve 1 a une capacité d'environ 63,600 litres et une longueur d'envi- ron 6,40 mètres, une largeur de 3,65 mètres et une hauteur de 2,43 mètres. Toutefois, la capacité et les dimensions hors-tout peuvent varier à volonté sans qu'on s'écarte du cadre de la présente invention.
La cuve de fermentation 1 comprend deux parois latéra- les opposées relativement longues 5 et 6 et deux parois latéra- les relativement courtes 7 et 8 réunies par leurs bords. Tous les coins sont arrondis dans un but sanitaire et pour faciliter le nettoyage. Les parois en acier inoxydable comportent des nervures verticales et horizontales 9 et 10 qui servent au ren- forcement. La paroi latérale 5 se trouve plus haut que la paroi latérale 6, et la paroi avant 7 est plus haute que la paroi ar- rière 8. La cuve 1 comporte un fond 11 qui est légèrement incli-
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né vers le bas en direction d'un conduit de sortie 12. Le point élevé 13 du fond 11 est diagonalement opposé au point bas et au conduit de sortie 12.
La cuve comprend un toit incliné ou cou- vercle 14 dont le point bas 15 est situé diagonalement à l'op- posé de son point élevé 16, à l'endroit de la chambre à mousse 3. La cuve 1 comporte un déflecteur 17 s'étendant obliquement entre les deux parois latérales adjacentes 5 et 7 et formant ainsi une chambre à mousse 3 dans l'un des coins de la cuve.
Tous les coins de la chambre à mousse 3 sont arrondis dans un but sanitaire et pour faciliter le nettoyage. Le déflecteur 17 comporte un bord inférieur 18 qui repose sur le fond 11 de la telle cuve et qui y est fixé, par exemple par soudage, de façon/que de la bière liquide en fermentation ne puisse pas passer ou suinter dans la chambre à mousse 3. Le déflecteur 17 s'étend sensiblement verticalement vers le haut et comporte un bord supérieur 19 qui est situé au-dessous du toit 14 mais qui s'é- tend sensiblement dans le plan horizontal passant par le point bas 15 du toit 14 De préférence, le bord supérieur 19 du dé- flecteur 17 est situé à environ 10,16 cm en dessous du toit 14 et l'espace ainsi formé est complètement occupé par la mousse.
Le déflecteur 17 forme, avec les parties terminales adjacentes des parois latérales 5 et 7, la chambre à mousse 3 de section transversale triangulaire. Cette chambre est pourvue d'un con- duit de sortie 20 dans sa portion inférieure, de préférence dans le fond 11 de la cuve. La chambre 3 comporte également un trou d'homme 21 qui permet de procéder au nettoyage.
Le déflecteur 17 divise la cuve 1 en une chambre 3 re- lativement petite pour la mousse à l'un de ses .angles et en une chambre 2 relativement grande pour la bière. Cette dernière comporte deux raccords 22 pour la bière,.qu'on utilise soit pour le remplissage, soit comme orifices de sortie, en un endroit approprié quelconque, de préférence dans la partie inférieure
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de la paroi latérale avant 7, à environ 20,32 cm de son bord inférieur. Les raccords 22 sont situés directement au-dessus du conduit de sortie 12 pour la bière, au point bas du fond 11 en pente.
La chambre intermédiaire courte 4 est formée entre le déflecteur 17 et un second déflecteur 23 relativement court qui est monté parallèlement au premier (à environ 0.60 mètre de celui-ci) et qui est fixé aux parois latérales 5 et 7 comme le premier déflecteur 17. Le bord inférieur 24 du déflecteur court 23 est orienté vers le haut, par rapport au fond 11 de la cuve et le bord supérieur 25 de ce second déflecteur 23 est disposé de préférence à ènviron 5.08 cm au-dessous du bord supérieur 19 du premier déflecteur 17. Un filtre incliné 26 est monté entre les bords supérieurs 19 et 25 des déflecteurs 17 et 23, respectivement. Le filtre 26 est en acier inoxydable et est depréférence construit en trois parties, ce qui facilite son enlèvement et son nettoyage. La pente du filtre est d'environ 50.8 mm/0,60 mètre.
De préférence, le second déflecteur 23 s'ä tend vers le bas dctns la chambre à bière 2 sur environ 0,60 mètre, ce qui forme une zone inactive 4 entre les déflecteurs 17 et 23.
En cours de fonctionnement, la bière est envoyée dans la cuve 1 par les raccords 22 pour remplir la chambre 2 jusqu'au bord supérieur 25 du second déflecteur 23 ou déflecteur inférieur, de sorte que le niveau de la bière est approximativement à 25,4 mm au-dessous du point bas 15 du toit 14. Le courant de la bière entrant est ensuite arrêté. Pendant la période de fermentation de la bièr,, la mousse se forme à la partie supérieure de la bière dont le volume augmente légèrement par suite de sa fermentation, ce qui réduit l'espace 27 entre la bière et le toit 14 La hauteur du déflecteur 17 est telle que lorsque la bière atteint son volume et son niveau supérieur elle ne déborde pas sur le bord supérieur 19 de ce déflecteur.
Le point
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bas 15 du toit 14 est.placé de manière telle que la bière ne fait que venir en contact avec lui au moment de dilatation maximum. A mesure que la mousse se forme sur la bière et que le volume de cette.dernière augmente pendant la fermentation, l'es pace 27 entre la bière et le toit 14 diminue et la pente du toit 14 comprime la mousse ou la refoule vers le filtre incliné 26 et la fait remonter le long de la surface inclinée de ce dernier, jusqu'au bord supérieur 19 du déflecteur 17.
La bière qui pourrait être entraînée avec la mousse et une petite portion de la mousse elle-même retombent et s'infiltrent à travers le filtre 26 après quoi elles tombent dans la chambre sans'fond ou zone inactive 4 de la masse principale de la bière. la partie principale de la mousse atteint finalement le bord supérieur 19 du déflecteur 17 et se répand lentement dans la chambre à mousse 3 dans laquelle elle se condense et forme un liquide qui est prélevé par le conduit de sortie 20. Non seulement le second déflecteur 23 supporte le bord inférieur du filtre 26, mais encore il s'étend vers le bas sur environ 0,60'm dans la bière, ce qui réduit la quantité de mousse sur la surface de la bière en dessous du filtre.
On pense que le second déflecteur 23 crée un espace mort ou zone inactive 4 entre lui-même et le premier déflecteur 17, étant donné que ce second déflecteur empêche les courants de convexion normaux créés par la bière en cours de fermentation d'atteindre la zone 4 Il ne se forme donc que peu ou pas de mousse sur la bière se trouvant dans la zone inactie 4 en descous du filtre incliné 26. Le second déflecteur 23 sert égqlement à à empêcher le refoulement de la mousse sous le filtre 26 et il aide à écumer la mousse pour la d.iriger sur ce filtre .
La chambre à mousse 3 sert en outre de point de rassem- blement pour le f;az résiduel initial eL le gaz pur formé ulté-
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rieurement qui est dégagé pendant le procédé de f ermentation.
Ces gaz, soit à l'état pur, soit à l'état impur, sont éliminés de la cuve de fermentation par le conduit 28 de sortie des,gaz et ils peuvent servir à différents usages dans la brasserie. La cuve de fermentation 1 est pourvue d'un trou d'homme 29 prati- qué dans la paroi avant 7, de sorte que le côté intérieur de la cuve, spécialement le toit en pente 14, peut être nettoyé.
Si on le. désire, la partie supérieure d déflecteur 17 peut compor- ter un déversoir verticalement mobile, non représenté, qui per- met de régler la hauteur ou bord supérieur 19 du déflecteur 17 jusqu'à ce que la cve fonctionne convenablement dans un cer- tain ensemble de conditions qui seront répétées en vue de la production, ce qui j'ait que des réglages ultérieurs quelconques ne seront pas nécessaires.
Avec une cuve de fermentation ayant la capacité et les dimensions décrites ci-avant, il est important que le bord su- périeur 19 du permier déflecteur 17 soit approximativement situé à 50,8 mm au-dessus du niveau du bord supérieur 25 du second déflecteur 23 et qu'il soit approximativement à 25,4 mm au-des- , sus du point bas 15 du toit 14 Il est également important que la distance entre le toit 14 et le bord supérieur 19 du premier déflecteur 17 soit approximativement de 101,6 mm, de manière que la pente du toit 14 soit d'environ 127 mm/5,5$ à 6,09 mè- tres, environ. Ces distances de 50,8 et de 127 mm sont criti- ques, compte tenu d'une tolérance d'environ - 12,7 mm, mais on peut les modifier si la capacité et les dimensions hors-tout de la cuve varient considérablement.
La pente et l'élévation verticale de 50,8 mm sont également critiques dans les limites indiquées. La distance entre le niveau supérieur de la bière et le toit en pente 14 ne doit pas être assez grande pour que la mousse retombe sous son propre poids et revienne vers le bas dans la bière'liquide en fermentation dans la chambre à bière 2,
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et elle ne doit pas être assez grande pour empêcher.la mousse de venir en contact avec le toit en pente 14, étant donné que cette mousse en contact qui bouillonne retombe sur le toit 14 et y abandonne le dépôt amer et âpre. La distance entre le niveau supérieur de la bière et le toit en pente 14 ne doit pas non plus être trop faible, car la bière'se dilate au cours de . la fermentation et la bière qui vient en contact avec le toit en pente 14 réduit la zone de ce:
toit sur laquelle la mousse peut retomber. Ceci'réduit l'aptitude du toit à aider l'élimination du dépôt amer et âpre de la.bière. Ainsi, le-toit en pente 14 forme une grande zone sur laquelle une partie du dépôt amer et âpre peut se déposer. La portion restante remonte le long du filtre incliné 26 sous forme d'une partie de la mousse et .retombe ensuite dans la chambre à mousse 3 Par conséquent, on comprend que la bière à l'état dilaté doit être approximativement au niveau du point bas 15 du toit 14, de manière.que la surface entière du toit soit disponible à tout moment pour la réception du dépôt amer et âpre. Si le niveau de la bière augmente encore, non seulement il réduit cette zone, mais encore le dépôt amer qui y est déjà déposé est soumis au contact de ia bière et peut retomber dans celle-ci.
Le dépôt sur le toit en pente 14 et dans la chambre à mousse 3 est de couleur havane ou marron et comprend des cellules de levure et des protéines ainsi que des résines de houblon qui pourraient avoir été retenues au stade de la fabrication, et qui doivent toutes être éliminées au cours de la phase de fermentation pour éliminer toute amertume. Ce dépôt est connu sous le nom de "Brand-Hefe" dans l'industrie.
Le nouveau procédé de fermentation de la bière dans lequel on utilise la cuve de fermentation 1 décrite ci-avant est représenté particulièrement sur la figure 6. Dans ce nouveau
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procédé, les phases de fabrication de la bière ne sont pas modifiées jusqu'à ce que la bière parvienne dans la cuve de fermentation principale. Dans la technique antérieure, la mousse formée dans la cuve de fermentation 1 était soit rejetée, soit filtrée et le produit condensé était renvoyé-dans la cuve de fermentation dans laquelle il avait été intialement.formé. Dans le nouveau procédé, on recueille la mousse dans la chambre à mousse, on la condense, on la traite dans un poste de traitement distinct 30 et on envoie ensuite la mousse traitée condensée dans une phase ultérieure du procédé.
Ensuite, on traite le produit condensé par une filtratibn ou un autre procédé et on lé renvoie dans le procédé de fabrication, mais à un seul de plusieurs stades ultérieurs différents de celui-ci, par exemple dans la cuve de garde, comme représenté sur la figure 6. Bien que la quantité de mousse varie, le produit condensé est habituellement égal à un peu plus de 1%% de la quantité totale de bière dans la chambre à bière.
Il est bien entendu qu'on peut apporter divers changements au mode de .réalisation décrit et représenté sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
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