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Publication number: BE625493A
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Description


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  Perfectionnements à la production de bière. 



   La présente invention concerne la production continue de liquides alcooliques potables par fermentation et en particulier de bière par fermentation continue du moût. 



   Des vitesses de fermentation élevées peuvent être obtenues par l'application de deux principes: (a) l'entretien d'une concentration élevée en levure dans le système, et (b) l'établisse- ment dans le récipient de fermentation de conditions de minimum de mélange interne du août de sorte que chaque particule de moût fer- mente progressivement de sucre en alcool en traversant le récipient. 



   La forme du récipient de fermentation est donc   avanta-     seulement   celle d'un tube, d'un tuyau ou d'une tour de grande lon- 

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 gueur placé verticalement pour économiser au   maximum   la place et les dispositifs d'appui. Le récipient sera appela ci-après tour de fermentation.   La   tour de fermentation contient de la levure à une concentration élevée, telle que ai le contenu de la tour peut déposer, la levure occupe 20   à     60%   du volume total de la tour- 
Dans ces conditions, la fermentation peut être achevée en 1,5 à 
8 heures. La levure utilisée doit être une levure floculante haute ou basse de sorte   qu'elle   soit maintenue sous la forme d'un lit dense dans la tour.

   Pour éviter un entraînement excessif de levure du sommet de la tour, on prévoit une zone de séparation dans laquel- le la levure se sépare en grande partie de la bière sortante, de sorte que le niveau de levure augmente Jusqu'au moment ou elle est emportée du système par la bière ou pompée de la sono des   le'VU-   res à la vitesse où elle est produite par les processus normaux de reproduction de la levure dans la tour de fermentation. 



   Afin de créer une atmosphère convenant pour la bonne reproduction de la levure au début de la fermentation, une quantité limitée d'air ou d'oxygène peut être introduite au fond de la tour au voisinage au point d'introduction du moût. La tour est munie d'un système régulateur de la température afin d'entretenir une température constante de   l'ordre   de 50 à 85 F   (10 à     29,5*C)   nécessaire pour la fermentation. Les principes généraux de ce genre de fermentation et de l'appareil permettant de l'exécuter sont décrits dans le brevet n*   610.884.   



   La densité du produit final est réglée (a) en agissant sur   l'admission   du moût dans la tour de fermentation,   c'est-à-dire   en réglant le temps de séjour   et/ou   (b) en modifiant la   températu-   re de la fermentation. Le temps de-séjour dans le récipient de fer-   mentation   peut être reglé en corrigeant la vitesse d'admission du moût dans la tour ou en introduisant le moût dans la tour à un niveau quelconque d'une série de niveaux successifs et donc en      modifiant le temps de séjour effectif pour le même débit. 

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     ..En   vue de faire fonctionner une tour de fermentation de   dimension   industrielles,   c'est-à-dire   ayane un diamètre supé- rieur à 3 pouces   (75     mm)   en utilisant une levure très floculante; il peut être nécessaire d'introduire dans la tour un dispositif sta- bilisant le tampon de levure et évitant son dépôt brusque au fond de la tour. 



   Dans des tours de plus petit diamètre (c'est-à-dire inférieur à 3 pouces ou 75 mm), il est possible de stabiliser le tampon de levure par l'effet d'agitation du gaz de fermentation, en particulier si la hauteur de la tour est très grande par rapport à son diamètre. Un autre effet contribuant à la   stabilité   à petite échelle,   c'est-à-dire   pour des tours de fermentation d'un diamètre de 1 à 3 pouces (25 à 75  mm)   est la formation d'un pont par le lit de levure sur tout le diamètre de la tour.

     Lorsque   le diamètre de la tour augmente, cet effet de pontage ou de paroi se réduit, de sorte qu'au delà de 6 pouces (150   mm)   de diamètre pour des tours d'une hauteur inférieure à 20 pieds (6 m), il est nécessaire de prévoir un dispositif mécanique pour stabiliser le tampon de levure. 



   Le principe qui est à la base d'un dispositif de sta- bilisation quelconque de ce genre est   l'utilisation   d'un moyen répartissant la levure   de   façon uniforme sur la section de la tour      pour éviter l'accumulation de poches localisée de matière compacte      et aussi pour assurer le passage uniforme du gaz de fermentation dans la tour afin de favoriser la redistribution de la levure   dépla-'   cée momentanément par le gaz et d'éviter le renardage de la levure par le gaz de fermentation ascendant. 



   Le procédé le plus efficace pour redistribuer la ' levure et le gaz de fermentation est la création d'un mouvement périodique vertical du contenu fluide de la tour par rapport à une série d'orifices ou d'étranglements se trouvant à   l'intérieur   de la tour. L'action vise donc à diviser et subdiviser le fluide. Des 

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 agglomérats volumineux éventuels de levure sont fragmentés et offrent une plus grande surface cellulaire au moût, ce qui augmen- te la vitesse de fermentation. Cette action divise également de grosses bulles de gaz éventuelles et évite un renardage excessif du lit de levure. 



   Les dispositifs de stabilisation dynamiques peuvent être très divers. L'un d'eux tait .subir un écoulement puisé au contenu d'une tour munie de plateaux ou de corps de garnissage. 



  Ces corps de garnissage peuvent avoir la forme de cylindres creux ou d'anneaux empilés ou répartis de façon désordonnée; ou de cônes tronqués empilés le   soviet   vers le haut; ou d'une série de grilla- ges empilés les uns sur les autres; ou d'un   empilement   de plaques   perforées ou non ; de tôles ondulées empilées les unes sur les   autres et perforées de part en part ou   purcées   aux crêtes et aux creux pour permettre le passage réglé de la levure et du gaz de - fermentation. 



   Les plateaux peuvent être de simples tôles perforées, ondulées ou plates, disposées par intervalles en travers de la tour, des plaques formées de lamelles plates ou arrondies espacées pour permettre l'écoulement réglé de la levure ou du gaz de fermen- tation, ou des plaques mûries de tubes d'écoulement s'étendant vers le bas pour entretenir la concentration en levure désirée au-dessous des   plateaux..En   pratique, on peut utiliser presque n'importe quelle surface de distribution qui comporte des orifices permettant le passage de la levure et du gaz, les dispositifs de support prévus pour celle-ci étant conçus de façon à assurer une rétention minimum de la levure déposée.

   Les pulsations dans de tels dispositifs de distribution assurent non seulement une meilleu- re répartition dens la colonne, mais débarrassent   celle-ci   des dépôts et des poches de cellules de levure. 



   On autre dispositif dynamique est un dispositif qui met un écoulement uniforme du moût et qui comporte des moyens impri- 

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 ment un mouvement alternatif aux plateaux perforés dans la tour pour obtenir en substance le même effet que celui résultant de la combinaison d'un écoulement pulsé et de plateaux stationnaires. 



   Il convient de remarquer qae le principe dans les exemples ci-dessus est identique, la seule différence portant sur le choix de la phase stationnaire et de la phase mobile. 



   L'invention a pour objet un procédé permettant la fer- mentation rapide du moût pour la fabrication de bière ou d'un autre liquide alcoolique potable dans une tour de fermentation comportant un réglage de la température, de la population du t&mpon de levure, de l'aération et de la densité du liquide final, suivant lequel on fait passer le moût en substance dans un seul sens à travers la tour, on entretient un gradient de concentration en sucre dans la tour et une haute concentration en levure dans toute la tour, et on entretient également par des moyens mécaniques une distribution uniforme de la levure et du gaz dans toute la section de la tour. 



   L'invention a en outre pour objet une tour de   fermen-   tation de moût pour la production de bière ou d'un autre liquide alcoolique potable, comprenant une tour allongée, des dispositifs pour   introduire   le moût à   l'extrémité   d'entrée de la tour ou à son voisinage, une zone de séparation qui a un volume au moins égal      à celui de la tour et qui est raccordée à l'extrémité de la tour   la ;

     plus éloignée de l'extrémité d'entrée pour recueillir le moût fer-      mente de la tour et permettre le dépôt de la levure, des dispositifs pour introduire du gaz dans la tour   à     l'extrémité   d'entrée ou   à        son voisinage et des dispositifs pour   stabiliser   un tampon de levure dans la tour. 



   Dans le dessin annexé, une forme de réalisation de   l'invention   est illustrée à titre d'exemple avec référence à un système de fermentation utilisant une tour comportant des plateaux perforé  fixes et un dispositif de pulsation particulier, à savoir une pompe de pulsation pour stabiliser le tampon de   levure. Dans   

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 ce cas particulier, la tour 1 a un diamètre de 1 pied (30 cm) et une hauteur de 20 pieds (6 m) et elle est munie de plateaux   perto-   rés 2 distants les uns des autres de 1 pied (30 cm). Les plateaux comportent des perforations d'un diamètre de 1 pouce (2,5 cm) ayant leurs centres aux sommets de triangles de 2 pouces (5 cm) de cote. Il va de soi, toutefois, que de nombreuses dimensions d'orifices sont possibles.

   Le moût est admis au fond de la tour 1 par un tuyau 3, de l'air ou de l'oxygène étant admis par un tuyau 4 et une rampe circulaire 5. La tour i contient un volume d'environ   40   de levure déposée qui forme un lit uniforme entretenu par la pulsation modérée de l'unité de pulsation 6.

   Le courant de gaz de fermentation est favorisé par le mouvement du piston 7 vers l'avant      de l'unité de pulsation b et le dépêt de la levure sur les plateaux 2 est empêché par l'aspiration à travers les perforations lors du retour du piston* La levure reste donc uniformément répartie et le temps de séjour du moût/bière dans la tour est d'environ 3 heures* 
La   chemise   régulatrice de la température envelop- pant la tour 1 maintient le contenu de celle-ci à 65 F (18*C) et, au sommet de la tour 1, la bière produite pénètre dans une sone de séparation 9 où la levure se dépose dans le sommet de la tour. 



  La zone de séparation doit avoir un volume au moins égal à celui de la tour de fermentation et être de préférence de forme conique ne comportant pas de pente de moins de 45  pour réduire au minimum   le    adhérences de levure Cela évité non seulement une perte excès-*   sive   de levure du système,' mais réalise également une concentration      élevée de levure à la sortie de la zone de fermentation et compense dans une certaine mesure la faible vitesse de fermentation qui ré-   sulterait   sinon de la faible   teneur,en   sucre fermentable de la bière à ce niveau. Le levure déposée dans la zone de séparation 9 en excès sur les quantité nécessaires pour le lit de levure de la tour 1 peut être soutirée par un tuyau 11.

   La zone de séparation est   maintenue \     trie   température constante par une chemise 10. 81 néces-      

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 saire, la température peut être inférieure   à   celle de la tour de fermentation principale pour favoriser le dépôt de la levure. 



   La densité finale de la bière est réglée en agissant sur la température ou en injectant une partie du moût dans la tour 1 à des niveaux donnés indiqués en 12 et en 13 au-dessus du tuyau   d'alimentation   3. En variante, tout le moût peut être introduit dans la tour au niveau 12 ou au niveau 13 pour modifier le temps de séjour effectif dans la tour. 



   L'excès de levure produit dans le cours normal de la reproduction cellulaire peut déborder avec la bière ou être pompé afin d'entretenir un niveau constant de levure dans la zone de séparation 9. Le gaz de fermentation peut être évacué avec la bière pour éviter l'accumulation de poches d'écume statiques dans la zone de séparation 9. La tour de fermentation utilisée permet d'obtenir rapidement de la bière à partir du   août   et d'éco- nomiser aussi de la place.. En raison de la   nature   continue du procédé et de la facilité de son réglage il permît par rapport aux 4      procédés de fermentation classiques, une économie considérable de   maln-d'oeuvre.   



   La zone de séparation 9 doit être considérée comme faisant partie inhérente de la tour 1 en ce qui concerne le proces- sus de fermentation. Elle peut donc être considérée vraiment comme un prolongement   agrandi   de la forme spéciale de la tour de fermen- tation dans   laquelle-   la séparation de la levure peut avoir lieu et      a lieu en fait, mais qui est la siège d'une certaine fermentation secondaire. 



   La   majeure   partie de la fermentation a lieu duns le volume à faible section de la tour proprement dite, mais la fermen- tation finale peut être conduite dans la partie agrandie de la tour qui constitué la zone de séparation 9. dans une mesure qui dépend de la teneur résiduelle en sucre du liquide de fermentation, de sa température èt de la concentration en levure. 

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   Si on considère la fermentation du moût pour   l'obten-   tion de la bière, par exemple, les, conditions de fermentation dans la zone de séparation 9 peuvent être adaptées non seulement pour obtenir de la bière à fermentation haute totalement atténuée nais aussi pour obtenir un certain degré de fermentation secondaire qui est normalement produit au cours du conditionnement ultérieur de la bière. A cet effet, du   moût   non fermenté (ou une autre matière fermentable) peut être ajouté   à   la bière en fermentation dans la zone de séparation 9, dans des conditions locales appro- priées de température et de concentration de levure, à l'aide d'un tuyau approprié ou d'un autre dispositif convenable. 



   La température peut être réglée à l'aide de la chemise régulatrice de la température 10 enveloppant la zone de sépara- tion 9 pour permettre le degré désiré d'activité de la levure allant de l'état de repos à basse température (lorsque la fermen- tation secondaire est supprimée) à la pleine activité aux   tempéra-     tures   de fermentation principale. 



   L'équilibre entre la fermentation principale et la fer- mentation secondaire qui dépend de l'atténuation de la bière qui- tant la tour est donc   réglé   en agissant sur la température, le débit et le point d'injection du moût dans la tour et par l'addi- tion de moût ou de sucre dans la bière dans la zone de séparation. 



   La bière obtenue par ces combinaisons de fermentation principale et secondaire n'est pas de la bière mûrie mais nécessi- te moins de conditionnement que là bière de production disconti- nue ordinaire, étant donné que la fermentation secondaire peut se faire plus rapidement dans la tour de fermentation qu'il n'est possible de le faire dans les réservoirs de conditionnement.

Claims

REVENDICATIONS. EMI9.1 wrIrW wl.rwrrr,r.r,Yrwrwlan.W rwrrrW w- 1. Procède permettant la fermentation rapide du moût pour la production do bière ou d'un autre liquide alcoolique pota- ble dans une tour de fermentation comportant un réglage de la. tem- pérature, de la population du tampon de levure, de l'aération et de la densité du liquide final, caractériel en ce qu'on fait passer le août en substance dans un seul sens à travers la tour, on entretient un gradient de concentration en sucre dans la tour et une haute concentration de levure dans toute la tour, et on entretient également par des moyens mécaniques une distribution uniforme de la levure et du gaz dans toute la section de la tour.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tampon de levure est stabilisé.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le liquide de la tour est soumis à un mouvement pulsatoire, 4* Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que du moût non fermenté est ajouté au liquide de fermenta- tion dans une zone de séparation à la sortie de la tour.

5. Tour de fermentation de moût pour la production de bière ou d'un autre liquide alcoolique potable, caractérisée en ce qu'elle comprend une tour allongée, des dispositifs pour introduire le moût à L'extrémité d'entrée de la tour ou à son voisinage, une zone de séparation qui a un volume au moins égal à celui de la tour et qui est raccordée à l'extrémité de la tour la plus éloignée de l'extrémité d'entrée pour recueillir le moût fermenté de la tour et permettre le dépôt de la levure, des dispositifs pour introduire du gai dans'la tour à l'extrémité d'entrée ou à son voisinage et des dispositifs pour stabiliser un tampon de levure dans la tour..

6. Tour de fermentation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est verticale, la zone de séparation <Desc/Clms Page number 10> étant raccordée à son sommer et ayant une section qui augmente à partir de la tour.

7. Tour de fermentation suivant la revendication 5* caractérisée en ce qu'elle comprend des dispositifspour y intro- duire le moût à différents niveaux, de sorte que le temps de séjour dans la tour peut être modifié.

8. Tour de fermentation Suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une série de plateaux perforée espacés les uns des autres et disposés dans des plans en substance transversaux à l'axe de la tour.

9. Tour de fermentation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des dispositifs pour distribuer le gaz uniformément sur toute la section de la tour.

10. Tour de fermentation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que ces dispositifs de distribution comprennent une rampe annulaire.

11. Tour de fermentation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif pour appliquer une pulsation au liquide de la tour,* 12. Tour de fermentation suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des dispositifs pour introduire du moût non fermenté dans la zone de séparation.

13. Procédé permettant la fermentation rapide du moût pour la production de bière.Ou d'un autre liquide alcoolique potable., en substance comme décrit,ci-dessus et suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3.

14. Tour de fermentation, en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé et suivant l'une ou l'autre des revendirations 5 à 11.

15. Procédé permettant la fermentation rapide du moût pour la production de bière ou d'un- autre liquide alcoolique pota- ble, en sutstance comme décrit ci-dessus et suivant la revendica- <Desc/Clms Page number 11> tion4.

16. Tour de fermentation, en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexe et suivant là revendica- tion 12.