Appareils à mout
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Appareils à moût
Une cuve-matière bien construite est indispensable pour l'opération de la préparation du moût, par conséquent pour la saccharification. Afin d'orienter le lecteur, nous ne mentionnerons donc que les principaux systèmes de cuves-matières, en les représentant par des figures et les décrivant et indiquant les défauts et les avantages qu'ils peuvent présenter.
Sur les cuves-matières, qui sont encore fréquemment en usage dans les plus petites distilleries travaillant d'après l'ancien procédé et qui sont dépourvues de dispositifs pour le brassage et la réfrigération, nous ne pouvons ici nous étendre bien longuement. Ce sont des caisses quadrangulaires en bois, ayant le plus souvent 3m. de longueur, 2m. environ de largeur et 40cm. de hauteur. La caisse est divisée en deux moitiés égales au moyen d'une cloison. Le démêlage et la saccharification sont effectués dans une moitié, la cloison est ensuite enlevée et le moût se répand sur toute la surface de la caisse. La cuve-matière sert maintenant de bac refroidisseur.
Appareil à moût d'Ellenberger, de Darmstadt. - Cet appareil, dit pile à cylindre hollandaise (Höllander), à cause de sa ressemblance avec le dispositif employé depuis longtemps sous le même nom dans la fabrication du papier, n'est plus actuellement que rarement construit en Allemagne ; mais comme on le trouve encore dans un grand nombre de distilleries de l'Allemagne du Sud principalement, nous devons le décrire ici.
ELLENBERGER a adapté aux besoins de la distillerie la pile ou moulin à cylindre des fabriques de papier et il a créé ainsi un appareil tout à fait particulier, qui mettait le cuiseur à haute pression en communication avec un macérateur et un dispositif de broyage.
L'appareil d'ELLENBERGER se compose du cuiseur HENZE de forme cylindro-conique et du macérateur.
Les dents du tambour de l'appareil ELLENBERGER (voy. la fig. 44) peuvent être usées jusqu'à la ligne x y, sans que pour cela l'appareil agisse moins efficacement. Mais lorsque les dents sont usées, on peut retourner le tambour et elles s'aiguisent d'elles-mêmes à nouveau.
Afin de préserver le tambour du contact nuisible des pierres, des clous et en général des corps durs et lourds, il existe en avant du tambour et dans toute la largeur de la cuve une cavité (e, fig. 43), dans laquelle ces corps se déposent.
L'ancienne disposition de l'appareil d'ELLENBERGER exigeait une très grande dépense en force motrice, parce que le tambour rotatif plongeait entièrement dans la masse cuite.
Au début du travail, le tambour tourne très facilement, mais plus tard, à mesure que l'appareil se remplit, il plonge de plus en plus profondément dans la masse cuite et exige alors plus de force.
Pour conserver au tambour, jusqu'à la fin du travail, la même facilité de rotation qu'au début, ELLENBERGER a établi, à une certaine distance en avant du tambour, un registre incliné p (fig.45), pouvant être élevé ou abaissé à volonté. La consommation de force motrice est ainsi rendue uniforme pendant toute la durée du travail et en même temps beaucoup diminuée.
Les matières préparées dans le cuiseur de HENZE B (fig. 45)
pénètrent par le tuyau de vidange deux fois recourbé 1 b dans la cheminée de l'exhausteur q, là elles sont refroidies par le courant d'air arrivant en sens inverse et elles tombent sur le tambour animé d'un mouvement de rotation rapide, par lequel elles sont immédiatement entraînées vers la plaque de fond cannelée ; après avoir été broyées entre celle-ci et le tambour, elles sont ensuite poussées suivant la direction de la flèche, par la rotation du tambour, sur le plan incliné b (fig.43), d'où elles tombent dans la cuve. Au bout de peu de temps, le contenu de celle-ci vient repasser entre les dents du tambour et de la plaque de fond ; il résulte de là que, de même que la masse cuite, le malt de saccharification est soumis à un brassage et à un broyage énergiques, par suite desquels on arrive à une saccharification rapide et complète de l'amidon préparé dans le cuiseur pour cette transformation.
La préparation du moût étant achevée, la cuve de l'appareil d'ELLENBERGER est munie de couvercles en bois ou en tôle, afin d'empêcher le refroidissement du moût durant les vingt à trente minutes pendant lesquelles il est abandonné à lui-même en vue de la saccharification complémentaire. Pour éviter des projections de moût pendant le travail, le tambour est recouvert d'une chemise.
On a émis des doutes relativement à la solidité de l'appareil d'ELLENBERGER et on a aussi avancé qu'il ne serait pas du tout convenable pour la préparation de moûts épais. L'accueil presque général dont ce macérateur a été l'objet, et suivant nous avec raison, montre le manque de consistance de la première assertion. Relativement à la seconde nous devons dire qu'ELLENBERGER a dû reconnaître qu'elle n'était pas tout à fait sans fondement, puisque depuis quelque temps il construit pour la préparation et le travail des moûts épais des appareils centrifuges, consistant en cuves non ovales, mais cylindriques, avec réfrigération au moyen d'eau.
Le macérateur d'ELLENBERGER fournit bien un moût dans un état de division extrême, mais il est évident que c'est aux dépens d'une plus grande consommation de force.
Comme il n'est pas pourvu d'un dispositif de réfrigération par l'eau, la vidange du cuiseur doit être effectuée lentement et avec les plus grandes précautions, en observant constamment la température, si l'on veut éviter un surchauffage local du malt.
Les irrégularités dans la fermentation des moûts doivent souvent être attribuées à une vidange défectueuse. Dans l'intérêt de la sécurité du travail, les distilleries qui emploient le tambour d'ELLENBERGER mesurent généralement le malt de saccharification plus largement que dans celles qui se servent de cuves-matières dites centrifuges.
Comme exemple de ces cuves, qui sont construites par un grand nombre de fabriques dans l'Allemagne du Nord et dans l'Allemagne du Sud, nous représentons dans la figure 41 l'appareil de O.HENTSCHEL, de Grimma (Saxe).
Tous ces appareils centrifuges offrent les propriétés communes suivantes : ils ont une forme ronde, un agitateur établi dans le milieu de la cuve, qui sert généralement pour broyer, mélanger et brasser le moût, et en outre un dispositif de réfrigération. Abstraction faite de la réfrigération par l'air au moyen de l'exhausteur, les appareils centrifuges sont aussi munis de dispositifs pour la réfrigération par l'eau, lesquels sont des tubes en cuivre horizontaux ou verticaux, ou des poches verticales ou horizontales, dans lesquels se meut l'eau de réfrigération.
La description détaillée d'un seul de ces appareils pourra donner à tous ceux que cela intéresse une idée suffisante de ce système de construction.
Appareil de Hentschel. - Comme le montre la figure 46, l'appareil de HENTSCHEL se compose de trois parties essentielles : la cuve à moût A, l'agitateur B, et le serpentin réfrigérant C.
Sur la couronne en fonte de la cuve à paroi simple faite en tôle, est établie la cheminée de l'exhausteur K ; dans cette cheminée débouchent les tubes de vidange des cuiseurs et au-dessus d'elle se trouve l'exhausteur avec les tubes abducteurs. Le fond de la cuve a la forme d'un entonnoir et dans son milieu et dans le point le plus bas est fixée une sorte de meule gisante, consistant en une plaque de fonte dure cannelée, qui, concurremment avec l'agitateur B, formé d'ailettes fixées en croix sur un arbre vertical, agit comme un appareil extrêmement énergique de broyage et de brassage ; en effet, l'agitateur en tournant rapidement attire le moût dans le milieu à la manière d'une pompe centrifuge horizontale et le projette horizontalement par la force centrifuge dans la direction du fond infundibuliforme, pour le faire circuler en un courant énergique entre les spirales du serpentin réfrigérant. Le moût projeté comme il vient d'être dit est réaspiré vers le milieu. et il participe à plusieurs reprises à ce mouvement, qui produit le mélange du moût de la manière la plus efficace.
Le mouvement de l'appareil agitateur, qui fait par minute 100 à 180 tours, produit dans le moût non seulement un mouvement vertical, mais encore un mouvement horizontal, et avec cela une égalisation rapide de la température et un prompt refroidissement.
L'arbre moteur vertical de l'agitateur est centré supérieurement, au-dessous des roues dentées, au moyen d'un collet et dans le fond de l'appareil à l'aide d'un tourillon disposé de façon à assurer l'étanchéité de la cuve et conformément à la boîte à étoupes, et il tourne par l'intermédiaire d'un pivot en acier trempé sur une crapaudine, qui peut être élevée ou abaissée au moyen d'un levier et d'une roue.
Grâce à cette dernière disposition, il est possible de rapprocher plus ou moins la croix agitatrice de la surface de la meule gisante.
Le serpentin en cuivre C C est formé de parties ayant la longueur d'un demi-cercle, qui sont assemblées au moyen de raccords faciles à démonter et qui reposent sur des supports en fer à une distance des parois de la cuve favorable à la circulation du moût ; grâce à cette disposition, ce serpentin peut être démonté en, peu de temps et nettoyé facilement à l'aide d'une brosse ; on se sert aussi quelquefois, afin d'augmenter et de mieux utiliser la surface de réfrigération, d'un serpentin combiné.
Ce dernier se compose de courtes pièces tubulaires superposées, qui sont recourbées suivant un rayon plus petit que celui qui correspond au diamètre du serpentin, et sont réunies entre elles en forme de serpentin au moyen de pièces intermédiaires a, b, c (fig. 47).
Celles-ci ont, vis-à -vis des extrémités des tubes qui s'y abouchent, des ouvertures, qui sont munies de couvercles à vis faciles à enlever. Après avoir dévissé ces couvercles, on peut facilement et rapidement, sans déplacer le tube, le débarrasser, à l'aide de brosses convenables, des dépôts, matières visqueuses et incrustations qui adhèrent à sa surface intérieure, et de cette façon la réfrigération conserve toujours son même degré d'efficacité.
Lorsque le malt concassé destiné à la saccharification a été transformé dans la cuve en un lait par, un travail de dix minutes environ au moyen de l'appareil de broyage, on commence la préparation du moût. La masse cuite, amenée par le tuyau de vidange K, tombe sur l'agitateur en rotation rapide, elle passe ensuite entre les surfaces du broyeur, puis est projetée horizontalement et vient, avec le moût qui se trouve dans la cuve, prendre part à la circulation.
La préparation, du moût dure environ vingt minutes et l'on a soin d'observer exactement le thermomètre fixe dont la cuve est munie, afin de ne pas dépasser la température de saccharification.
La saccharification étant achevée, on refroidit rapidement et en consommant peu d'eau à la température convenable pour la mise en fermentation.
L'appareil qui vient d'être décrit est excellent et convient aussi bien pour les moûts épais que pour les moûts clairs. L'emploi de tubes horizontaux pour le refroidissement donne des résultats beaucoup plus avantageux que celui de tubes ou de poches réfrigérantes disposés verticalement. Les poches verticales, quelquefois aussi les tubes verticaux, gênent fréquemment la circulation des moûts épais, qui souvent même s'arrête entre les poches, malgré le travail énergique de l'agitateur.
Les poches réfrigérantes horizontales, même si elles servent en même temps à mettre le moût en mouvement, présentent des inconvénients. Soit par suite d'un mouvement d'agitation trop faible, soit par suite d'un refroidissement trop intense, on voit même fréquemment se déposer des grumeaux d'empois sur les poches horizontales, ce qui rend la saccharification incomplète et nuit beaucoup à la réfrigération.
Lorsqu'on craint qu'il se forme de l'empois, on ajoute dès le début de la vidange une toute petite quantité de malt et l'on démêle à 81°,25 afin de fluidifier. On refroidit ensuite à 61°,25 et l'on ajoute le reste du malt, afin d'achever la saccharification.
Avec les cuves-matières dans lesquelles le brassage est défectueux, où le mouvement du moût n'a lieu que dans un sens, et non pas eù même temps horizontalement et verticalement, on doit en général procéder avec précaution à l'addition du malt, et, ce qui est, le plus convenable, l'ajouter en trois fois. En effet, les différentes portions de la masse sortant du cuiseur ne se mélangent alors que très défectueusement et lentement avec le moût qui se trouve au fond de l'appareil.
Parmi les fabriques renommées dont les cuves-matières centrifuges répondent spécialement par des dispositions particulières aux différents desiderata, nous citerons entre autres celles de : PAUCKSCH, à Landsberg, sur la Wartha ; de PAMPE, à Halle, sur la Saale (voy. Chap. VII) ; d'ECKERT, de Berlin ; de LINKE et HENTZE, à Regensburg-Stadtamhof ; de HAMPEL, à Dresde ; de LEINHAAS, à Freiberg, d'ELLENBERGER, à Darmstadt.
Cuves à moût rectangulaires. - Les cuves rectangulaires sont tout à fait différentes des appareils centrifuges qui viennent d'être décrits ; elles sont tout à fait convenables pour la saccharification et la réfrigération de moûts même très concentrés, et avec cela elles ne consomment que peu de force ; elles sont par conséquent supérieures aux appareils centrifuges. De plus, elles ont le grand avantage d'être facilement accessibles, ce qui permet de les tenir très propres sans aucune difficulté.
Des cuves rectangulaires sont construites en Allemagne par les Sociétés BOHM, de Fredersdorf ; D'HEUREUSE-ECKERT, de Berlin, CAMIN et NEUMANN, de Francfort-sur-l'Oder, et HENTSCHEL, de Grimma, et en France par EGROT et GRANGE, de Paris. Les avantages de ces dispositifs sont de plus en plus appréciés des distillateurs.
Les cuves rectangulaires construites par la société O.HENTSCHEL offrent plusieurs particularités nouvelles et intéressantes et marquent dans ce domaine un progrès important ; nous donnons dans les figures 48 et 49 des coupes longitudinale et transversale de cet appareil.
Grâce à la forme de son fond, l'appareil de HENTSCHEL offre toutes facilités aussi bien pour l'écoulement du moût que pour le nettoyage. Le tuyau de vidange et le robinet pour l'écoulement de l'eau de lavage sont adaptés, au-dessous du milieu du fond, plus bas en ce point (Ma et S, fig. 49). Le couvercle de la cuve est équilibré au moyen d'une poulie et d'une chaîne avec contrepoids. Autour de l'arbre creux, qui traverse la cuve suivant sa longueur et qui sert pour l'introduction d'un courant d'eau ou de vapeur, est fixé un serpentin en cuivre formé d'un certain nombre de spirales, qui sont reliées entre elles au moyen de pièces intermédiaires en laiton V (fig. 49), de façon qu'après avoir enlevé les deux couvercles à vis de chaque pièce intermédiaire on peut, à l'aide d'une brosse, débarrasser tout le serpentin des dépôts, des incrustations, etc., qui se sont formés sur sa surface interne.
Les cuves qui contiennent un volume de moût supérieur à 20 hectolitres sont munies de deux systèmes de serpentins pénétrant l'un dans l'autre et se mouvant en sens inverse ; l'effet du brassage et celui de la réfrigération acquièrent ainsi l'intensité qui convient pour le traitement de moûts demi-concentrés. HENTSCHEL obtient une distribution uniforme de la masse cuite dans la cuve, et avec cela une température égale dans toute la longueur du contenu de l'appareil, au moyen de sa buse de vidange mobile a a (fig. 48), à laquelle est imprimé pendant la vidange, à l'aide d'un levier, un mouvement oscillant. Cette buse peut, comme dans la figure, être adaptée dans la cheminée de l'exhausteur ou sur une des parois longitudinales et, par suite du mouvement qui lui est communiqué, elle distribue la matière le long de l'axe de la cuve.
Cette forme d'exhausteur s'élargissant de chaque côté, qui est nécessitée par le premier mode de vidange, produit en même temps l'entraînement rapide de la vapeur dégagée, ce qui est encore favorisé au moyen d'un exhausteur à jet de vapeur D, adapté au-dessus de la buse de vidange. Devant cette dernière se trouve un dispositif R (fig. 49), pourvu d'une grille, facile à changer et qui peut être vidée rapidement, à l'aide de laquelle sont recueillies les pierres ou autres corps étrangers qui peuvent se trouver parmi les pommes de terre.
Nous devons aussi mentionner le tube combiné avec soupape V (fig. 48), qui est établi parallèlement à l'axe de la cuve, au-dessous du croisement des serpentins. Ce tube est formé de deux tubes en cuivre de diamètre différents, réunis ensemble et perforés ;
il permet d'introduire de la vapeur pour la cuisson de céréales avec de l'eau et de moûts de céréales, ainsi que pour maintenir des températures de saccharification plus hautes ; il permet également d'injecter de l'eau pour l'empâtage et lors du nettoyage de la cuve, et d'introduire de l'air comprimé pour aérer le moût et le refroidir, en mettant à profit l'absorption de chaleur résultant de l'expansion d'air comprimé et refroidi.
La réfrigération du moût saccharifié est produite uniquement par la surface froide du serpentin, le refroidissement par les parois n'existant pas. L'eau de réfrigération, dont l'afflux peut être réglé au moyen d'un robinet, pénètre dans l'appareil en Wz (fig. 48) par l'un des tourillons de l'un des axes, elle traverse le serpentin correspondant, puis sortant par le tourillon opposé, elle pénètre, par un tube de communication, dans l'autre axe, d'où elle passe dans le second serpentin et vient sortir, du même côté où elle est entrée primitivement, par l'autre tourillon. Comme les surfaces de réfrigération brassent le moût et que ce dernier est ainsi mis en contact intime avec elles, le dispositif qui vient d'être décrit produit un refroidissement parfait en utilisant complètement l'eau qui le traverse. La rotation lente de l'agitateur, qui fait environ 35 tours par minute, n'exige qu'une force motrice relativement faible.
D'après l'expérience de l'auteur, basée sur une longue pratique, les cuves rectangulaires sont en réalité d'un excellent service ; elles permettent, en effet, d'effectuer la préparation du moût en toute sécurité, le brassage et le refroidissement y sont rapides ; il est facile de les tenir propres et elles ne consomment qu'une quantité modérée de force ; on ne peut donc, d'après cela, que les recommander aux distillateurs pour de nouvelles installations.
[La figure 50 représente l'appareil à moût rectangulaire construit par EGROT et GRANGÉ. Cet appareil se compose d'une cuve horizontale, dont le fond présente une double inclinaison, afin de rendre plus facile l'écoulement du moût. L'eau circule à l'intérieur dans des faisceaux tubulaires entre lesquels un agitateur se meut, en forçant le moût à passer entre ces faisceaux. L'intérieur des tubes peut être nettoyé avec facilité.
Comme les appareils décrits précédemment, ce dispositif est muni d'un exhausteur adapté sur son couvercle.]
