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L'invention concerne tout d'abord un procédé de mise en valeur de chaleur, en particulier pour des installations de-brasserie. Dans le bâtiment ou salle de brassage des installations de brasserie, il se perd beaucoup de chaleur. Une des sources de perte se trouve dans le condensat de la vapeur de chauffage nécessaire pour la préparation du moût. Une autre source de perte provient des émanations ou vapeurs chaudes qui s'é- chappent du moût. Le refroidissement du moût libère aussi de la chaleur qui, jusqu'à présent, n'avait pu être mise en valeur que dans une faible mesure.
Il est connu à vrai dire,'d'utiliser le condensat de la vapeur de chauffage pour produire de l'eau chaude. On a également utilisé déjà, comme eau chaude, l'eau froide échauffée par le processus de refroidisse- ment du moût. Ces dispositions connues ont cependant l'inconvénient que pour une mise en valeur parfaite de la chaleur en excès, on produit une quantité beaucoup trop grande d'eau tiède, laquelle est trop froide pour être utilisée comme eau chaude dans l'exploitation.
En pratique, la cha- leur du condensat de vapeur de chauffage ou la chaleur libérée par le re- froidissement du moût n'est utilisée par conséquent, pour la production d'eau chaude, que pour de hautes températures du condensat, respective- ment du moût, pour amener ainsi les quantités d'eau nécessaires à une tem- pérature plus élevéeo Mais alors la chaleur qui existe encore dans le condensat partiellement refroidi ou dans le moût partiellement refroidi lors du refroidissement, se perd.
L'invention se propose pour tâche d'éviter les défauts des pro- cédés connus de mise en valeur de la chaleur, en particulier dans les in- stallations de brasserie. L'invention résout ce problème en utilisant la chaleur qui n'est plus nécessaire à la préparation du moût par le fait qu'on amène, comme source de chaleur, pour une nouvelle utilisation commune, l'eau froide nécessaire au refroidissement après qu'elle ait été réchauf- fée, et le condensat de vapeur de chauffage provenant du bâtiment de bras- sage.
Ceci peut se faire de telle sorte qu'on fasse servir comme source de chaleur, dans l'utilisation ultérieure, la vapeur de détente d'un con- densat de vapeur de chauffage qui se détend dans un récipient collecteur de condensat, les vapeurs émanant de la chaudière à moût et des cuves-ma- tières et l'eau échauffées par le refroidissement du moût.
Une forme de réalisation préférée du procédé suivant l'invention prévoit l'utilisation comme eau chaude de l'eau échauffée par le refroidis- sement du moût et de l'eau échauffée par le refroidissement du condenseur d'émanations de la chaudière. Cette eau chaude peut alors être chauffée davantage par la vapeur de détente du condensat de vapeur de chauffage.
Une autre possibilité consiste à amener au bac à houblon le moût chaud par des serpentins de chauffage passant dans l'eau chaude.
Le procédé suivant l'invention permet donc d'amener à une utili- sation économique la chaleur produite en particulier dans le bâtiment de brassage, lors de la préparation du moût, et qui n'est plus utilisée.
L'invention concerne en outre une installation pour l'exécution du nouveau procédé. L'installation suivant l'invention consiste d'abord en ce qu'un récipient à eau chaude est agencé au dessus d'un récipient dans lequel est contenu pendant le brassage un corps très chaud. De ce fait, le fond du récipient à eau chaude constitue le couvercle du récipient qui se trouve en dessous et qui contient le corps très chaud. De cette ma- nière, le corps très chaud échauffe le fond du récipient à eau chaude et échauffe ainsi l'eau chaude.
Une forme de réalisation préférée de l'in- vention prévoit que l'on agence le récipient à eau chaude au-dessus d'un récipient collecteur pour la condensat de vapeur de chauffage, de telle
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sorte que le couvercle du récipient collecteur forme le fond du récipient à eau chaude Alors on peut prévoir dans le récipient à eau chaude des serpentins reliés à l'espace supérieure du récipient collecteur de conden- sat pour la vapeur de détente. On peut aussi agencer le collecteur de condensât au dessus d'un récipient à eau chaude et en dessous d'un réci- pient d'eau de chauffage échauffée au moyen de la vapeur de détente, en sor- te que le couvercle du récipient à eau chaude soit échauffé par le conden- sat.
Dans une autre forme de réalisation préférée, on a prévu d'agen- cer le récipient à eau chaude au dessus d'un récipient destiné à la prépa- ration du moût, de telle sorte que le fond du récipient à eau chaude con- stitue le couvercle du récipient destiné à la préparation du moût.
On peut avantageusement combiner entre elles les deux formes de réalisation préférée précitées en disposant l'un au-dessus de l'autre dans l'ordre indiqué, de bas en haut, les récipients suivants : un refroidis- seur de moût, une vuce de refroidissement et de filtration, un bac à hou- blon, un récipient à eau chaude, un collecteur de condensat, et un réci- pient à eau de chauffage. Pour pouvoir employer comme eau chaude l'eau froide échauffée par le refroidissement du moût, on peut prévoir encore de faire passer les serpentins pour l'eau froide, successivement à travers le refroidisseur et à travers la cuve de refroidissement et de filtration et les faire déboucher dans le réservoir à eau chaude.
On obtient ainsi que l'eau chaude échauffée dans le refroidisseur et dans la cuve de refroidis- sement et de filtration s'écoule dans le réservoir à eau chaude et s'y trouve réchauffée par les récipients voisins.
Un avantage particulier de l'installation suivant l'invention consiste en ce que dans celle-ci, non seulement on est assuré d'une utili- sation aussi parfaite que possible de la chaleur par un agencement judi- cieux des différents récipients, mais aussi que, par l'agencement des réci- pients l'un au-dessus de l'autre, il est possible de constituer un arran- gement très peu encombrant de tout l'ensemble de refroidissement d'une in- stallation de brasserie.
On a déjà proposé à vrai dire, pour des raisons de gain de place, de superposer les récipients dans le bâtiment ou salle de brassage. Dans cet agencement connu du bâtiment de brassage, il ne se produit pas cepen- dant l'échange de chaleur à effets surprenants de l'objet de l'invention.
L'invention permet, pourtant, d'améliorer aussi cet agencement connu du bâtiment de brassage, en montant dans une tour fermée tous les récipients nécessaires pour la production de la bière. Cece si fait, suivant une nou- velle particularité de l'invention, par le fait qu'entre le récipient à eau chaude et le bas à houblon de la forme de réalisation indiquée plus haut en dernier lieu, on agence l'ensemble connu des récipients de brassa- ge superposés, de telle sorte que le fond du récipient à eau chaude forme le couvercle de la cuve-matières et en ce que la chaudière à moût peut être reliée directement par son fond au bac à houblon. Tous les récipients né- cessaires pour la préparation du moût prêt à passer aux caves de fermenta- tion peuvent ainsi se rassembler dans un espace minimumo Les conduites se réduisent à de courtes pièces de liaison.
Toute l'installation peut être montée prête au départ de l'usine à être assemblée suivant le principe des boites de construction, en sorte que l'on diminue les frais d'établisse- ment et de dépenses de montage d'une manière sensible. On peut aussi sur- veiller et diriger tout le processus de la production d'un point central.
Une réalisation constructive préférée de l'objet de l'invention prévoit que les récipients superposés soient formés par l'introduction de parois intermédiaires dans un réservoir vertical. La forme en plan du ré-
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servoir peut être adaptée aux circonstances, La meilleure utilisation de l'espace peut généralement être obtenue par un plan rectangulaire.
D'autres particularités de l'invention résulteront de la descrip- tion suivante d'exemples de formes de réalisation représentées aux dessins.
On voit, en : - figure 1, une coupe verticale simplifiée, schématique, d'un exemple de forme de réalisation d'une installation comprenant l'ensemble de refroidissement d'une installation de brasserie suivant l'invention; - figure 2 une coupe verticale correspondante d'un exemple de réa- lisation d'une installation suivant l'invention, comprenant encore le bâ- timent de brassage en plus de l'installation de refroidissement.
Dans l'exemple de forme de réalisation représentée à la figure 1, on a disposé dans la suite indiquée, l'un au-dessus de l'autre, de bas en haut, les récipients suivants: le refroidisseur de moût 1, une cuve de refroidissement et de filtration 2, un bac à houblon 3, un récipient à eau chaude 4, un collecteur de condensat 5, et un récipient d'eau très chaude 6. Ces récipients sont formés par l'introduction de parois intermédiai- res 7. 8, 9, 10 et 11 dans un réservoir vertical commun désigné dans son -ensemble par 12. Le plan de ce réservoir vertical commun désigné dans son ensemble par 12. Le plan de ce réservoir 12 peut être de forme quelconque et s'adapter aux possibilités d'encombrement dont on dispose.
Le remplissage du réservoir à eau chaude 4 se fait par des tuyaux 13, 14. 15 qui sont conformés par exemple dans le refroidisseur à moût comme tube échangeur de chaleur et dans la cuve de refroidissement et de filtration comme serpentin refroidisseur. L'eau froide échauffée par le refroidissement du moût dans le refroidisseur à moût et dans la cuve de refroidissement et de filtration est amenée de cette manière dans le ré- cipient à eau chaude 40
L'amenée du moût venant d'une chaudière de brassage non repré- sentée à la figure 1 se fait par le tuyau 16 qui est conformé, dans le ré- servoir à eau chaude 4, en serpentin de refroidissement 17. Passant par ce tuyau 16 et par les serpentins 17, le moût chaud s'écoule alors de la cuve dans le bac à houblon 3, où de manière connue, la drêohe est séparée du moût par un tamis 3'.
En dessous du tamis 3', le bac à houblon est re- lié par un tuyau indiqué schématiquement en 18 à la cuve de refroidisse- ment et de filtration, par où peut s'écouler le moût libéré des drêches pour passer dans la cuve de refroidissement et de filtration 2. Par les vapeurs montant dans le bac à houblon 3, et par le rayonnement calorifique du moût qui se trouve dans le bac à houblon, la paroi intermédiaire for- mant le couvercle du bac à houblon 3 et le fond du récipient à eau chaude 4 s'échauffe, de sorte que, de ce fait, il se produit en même temps un échauffement de l'eau qui se trouve dans le récipient à eau chaude 40 Même lorsque l'eau chaude dans le récipient 4 a atteint une température supé- rieure à celle du fond intermédiaire 9,
1 échauffement de ce fond intermé- diaire empêche grandement un écoulement de la chaleur passant de l'eau chau- de à travers le fond 90 Les serpentins 17 traversés par le moût chaud ser- vent ici de serpentins de chauffage.
Dans le récipient à eau chaude 4. on a prévu un tuyau 20 pivo- tant autour d'un axe 19, l'embouchure de ce tuyau étant maintenue de maniè- re connue, par un flotteur 20' indiqué aux dessins, toujours immédiatement en dessous du plan de surface de l'eau chaude, en sorte qu'à l'aide du tuyau 20 on puisse retirer du récipient à eau chaude 4 l'eau la plus échauf- fée. Dans l'exemple de forme de réalisation représenté, ce tuyau 20 qui
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peut pivoter est relié au récipient à eau très chaude à l'aide d'un tube 21 qui débouche de préférence près du fond du récipient à eau très chaude 6.
Le transport de l'eau chaude du récipient à eau chaude 4 au récipient à eau très chaude 6 peut se faire par élévation de pression dans le réci- pient à eau chaude 4 ou à l'aide d'une pompe intercalée dans la conduite 21 et non représentée aux dessins.
Au-dessus du récipient à eau chaude 4, se trouve le récipient collecteur de condensat 5 auquel, comme indiqué par la flèche 22, est ame- né le condensat de vapeur de chauffage venant des cuves du bâtiment de brassage. Dans ce récipient 5, le condensat de vapeur de chauffage se dé- tend en sorte que la vapeur de la détente dans le récipient s'élevée Pour utiliser cette vapeur de détente pour un chauffage supplémentaire de l'eau très chaude dans le récipient à eau très chaude 6, on a prévu dans le ré- cipient à eau très chaude des tuyaux en serpentins 23 par lesquels on con- duit la vapeur de détente.
La chaleur contenue dans la vapeur de détente est ainsi transmise à l'eau très chaude aussi bien par le fond intermédiai- re 11 qui sert de fond au récipient à eau très chaude 6 que par les ser- pentins 230 En même temps, le fond intermédiaire 10 qui forme le fond du récipient 5 et en même temps le couvercle du récipient à eau chaude 4 est échauffée par le condensat de la vapeur de chauffage, en sorte que la chaleur du condensat de vapeur de chauffage qui rayonne vers le bas sert à échauffer l'eau chaude dans le récipient à eau chaude 4.
Pour le cas cù le chauffage de l'eau très chaude dans le réci- pient à eau très chaude 6 ne serait pas suffisant par les moyens décrits, on a prévu encore d'autres serpentins de chauffage 25 par lesquels on peut produire un chauffage supplémentaire de l'eau très chaude à l'aide de va- peur
Pour faire passer le moût de la cuve de refroidissement et de filtration dans le refroidisseur à moût, on a prévu, dans la cuve de re- froidissement et de filtration, un tuyau 27 pouvant pivoter autour d'un axe 26, l'embouchure de ce tuyau étant maintenu par un flotteur 27' indiqué sur le dessin immédiatement en dessous du plan superficiel du moût comme cela était décrit plus haut pour le tuyau 20.
Ce tuyau 27 sert au retrait des couches supérieures du moût qui sont alors conduites au refroidisseur de moût 1 par une conduite de liaison 28 représentée schématiquement
Pendant la préparation du moût, celui-ci est amené de la chaudiè- re de brassage, par la conduite 16 dans le sens de la flèche 30, au bac à houblon 3 en passant par les serpentins 17, le moût traversant le tamis 3' et s'écoulant par la conduite 18 dans la cuve de refroidissement et de filtration. Là, le moût est retiré à partir de la couche superficielle au moyen du tuyau 27 et amené par la conduite de liaison 28 au refroidis- seur de moût 1.
En même temps de l'eau froide s'écoule dans le sens de la flèche 31 dans le récipient à eau froide 4 en passant par les tubes échan- geurs de chaleur 13 du refroidisseur à moût 1 et les serpentins 14 de la cuve de refroidissement et de filtration. Ici, l'eau qui est entrée est chauffée encore par le moût très chaud qui traverse les serpentins 17, et on la retire par le tuyau 20 à partir de la couche superficielle, de sorte que l'eau la plus chauffée pénètre dans le récipient à eau très chaude 6 par la conduite 21 dans le sens de la flèche 32, où elle est chauffée en- core davantage par la vapeur de détente s'écoulant à travers les serpen- tins 23 et éventuellement par de la vapeur supplémentaire passant par les serpentins 250
Par le mode de construction particulier de l'installation suivant l'invention,
on économise de l'espace et on obtient en même temps que la
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chaleur provenant du bâtiment de brassage et dont on n'a plus besoin serve avec.un très bon rendement à échauffer de l'eau chaude et de 1 eau très chaude. Les flèches 33 et 34 indiquent les départs d'eau chaude, respec- tivement d'eau très chaudeo
Les parties de l'exemple de forme de réalisation représenté à la figure 2 d'une installation suivant l'invention, qui coincident en prin- cipe avec les parties de l'exemple de forme de réalisation représentée à la figure 1, sont désignées par des chiffres de référence qui différent des chiffres de référence de la figure 1 par le nombre 100.
Dans l'exem- ple de forme de réalisation représenté à la figure 2 il y a aussi un re- froidisseur de moût 101, une cuve de refroidissement et de filtration 102, un bac à moût 103, un récipient à eau chaude 104, un récipient collecteur de condensat 105, et un récipient à eau très chaude 106, agencés les uns au-dessus des autreso L'exemple de forme de réalisation représenté à la figure 2 diffère cependant de l'exemple de forme de réalisation représen- té à la figure 1 par le fait qu'entre le filtre à moût 103 et le récipient à eau chaude 104 est prévu un ensemble connu en soi de récipients de bras- sage agencés les uns au-dessus des autres,
de telle sorte que le fond 109 du récipient à eau chaude forme le couvercle d'une cuve-matière 140 sub- divisée en segments par des parois intermédiaires et en ce que le fond 141 d'une cuve à moût 142 serve en même temps de couvercle pour le bac à hou- blon 103, en sorte que la cuve à moût 142 peut être mise en communication à travers son fond 141 par exemple à l'aide d'une manche 143 avec le bac à houblon 103. Entre la cuve-matière 140 et la cuve à moût 142 est agencée de manière connue en soi, un bassin de clarification 144.
Par 145, on a représenté schématiquement dans la cuve de clarification un piocheur-dé- drècheur
La cuve à moût 142, le bassin de clarification 144 et la cuve- matière sont séparés les uns des autres par des fonds intermédiaires 146 et 147 comme l'étaient les différents récipients de l'installation de la figure l. Aux fonds de cuves 141 et 147, on a prévu de manière connue en soi des tubes de chauffage 141' et 147'.
Pour évacuer le condensat de va- peur de chauffage de ces tubes de chauffage;, on a prévu des conduites 148, 149 et 150, par lesquelles le condensat de vapeur de chauffage est conduit dans le récipient collecteur de condensat 1050
De la même manière que dans l'exemple de forme de réalisation décrit plus haut, l'eau froide est amenée au récipient d'eau chaude 104 par des tuyaux échangeurs de chaleur 113 traversant'le refroidisseur à moût, par des serpentins 114 traversant la cuve de refroidissement et de filtration et par des conduites 1150
Egalement, comme décrit dans l'exemple de forme de réalisation précédent, l'eau chaude est retirée à partir de la couche superficielle par tuyaux pivotants 120 et est amenée au récipient à eau très chaude 106 par une conduite 121. Les flèches 131 et 132 indiquent le sens de l'écoule- ment de l'eau.
Pour donner en même temps un exemple de l'emploi de l'eau chaude, on a représenté encore à la figure 2 une conduite 150 par laquelle l'eau chaude retirée au moyen du tuyau 120 est amenée dans le bac à hou- blon 103 pour épuiser le houblono Le sens d'écoulement de l'eau est indi- qué par la flèche 151.
De même, on peut retirer de l'eau du récipient à eau très chaude 106 au moyen d'un tuyau pivotant 152 à partir de la couche superficielle et l'amener pour le lavage des drèches dans le bassin de clarification 144 par une conduite 1530 -Le sens d'écoulement de l'eau très chaude est indiqué par la flèche 1540
Pour utiliser encore la chaleur du condenseur des vapeurs des chaudières, l'eau froide provenant du tuyau échangeur de chaleur 1139 dans
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la forme de réalisation de la figure 2. est amenée par une conduite à déri- vation 155 à travers le système de refroidissement d'un condensateur de va- peur des cuves 156 et par une conduite 157 au récipient d'eau très chaude 106.
Le sens de l'écoulement de l'eau est donné ici par les flèches 1580
A la différence de la forme de réalisation de la figure 1, les fonds intermédiaires de la forme de réalisation de la figure 2, ont été réalisés avec un bombage dirigé vers le baso Ceci a l'avantage que les récipients superposés peuvent être mis en communication les uns avec les autres par de simples ouvertures ou manches de tuyauterie, aux points les plus bas des fonds. De telles manches d'écoulement sont indiquées à la figure 2 au fond du bassin de clarification 140, de la cuve à moût 142, du bac à houblon 103, de la cuve de refroidissement et de filtration 102 et du refroidisseur de moût 101 et ils sont indiquées par des traits courts 160, 143, 161, 162 et 163.
Le mode de fonctionnement de l'installation suivant la figure 2 correspond pour l'essentiel au mode de fonctionnement de l'installation suivant la figure l.
La cuve-matière 140 reçoit par des conduites d'amenée non repré- sentées aux dessins de l'eau et du malt broyé pour l'encuvage. Par la manche 160, on amène alors la maische au bassin de clarification 144. Le moût clarifié dans le bassin de clarification est alors amené à travers le fond 146 de la cuve à moût 142 par une conduite non représentée à la figu- re 2. De la cuve à moût 142, le moût s'écoule par la manche 143 dans le bac à houblon 103 où il est délivré des drèches en passant par le tamis 103'.
Le moût ainsi débarrassé des drèches s'écoule par la manche 161 dans la cuve de refroidissement et de repos 102 d'où il est retiré à partir de la couche superficielle par le tuyau pivotant 127 et amené par la manche 162 dans le refroidisseur à moût 101 Par la tuyauterie 163, on peut main- tenant soutirer le moût prêt à.passer aux caves de fermentation
En sens contraire de cet écoulement du moût de haut en bas, s'o- père l'écoulement de l'eau de bas en hauto Comme l'amenée d'eau se fait dans l'exemple de forme de réalisation de la figure 2 de la même manière que dans l'exemple de forme de réalisation de la figure l, on se référera à celle-ci pour la description du mode de fonctionnement
En outre des avantages thermiques décrits en détails plus haut,
l'installation suivant l'invention a l'avantage de la simplicité de con- struction. Dans l'exemple de forme de réalisation suivant la figure 2 aus- si, tous les récipients peuvent être formés par introduction de fonds in- termédiaires dans un réservoir vertical désigné dans son ensemble par 112.
On a alors l'avantage particulier qu'il ne fait pratiquement pas de tuyau- terie pour transporter le moût, puisque le moût s'écoule automatiquement de courtes manches ou par des ouvertures des fonds intermédiaires d'un ré- cipient par celui qui se trouve en dessous.
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