Dans l'industrie brassicole, le contrôle des températures de fermentation est essentiel à la production d'une bière de haute qualité. L'activité des levures génère de la chaleur pendant la fermentation, ce qui nécessite des systèmes de refroidissement efficaces pour maintenir des températures optimales. Deux méthodes principales sont utilisées : le refroidissement indirect et le refroidissement direct.
Méthode de refroidissement indirect
Mécanisme de refroidissement :
Le refroidissement indirect consiste à faire circuler un mélange de réfrigérant, généralement de l'éthanol ou du glycol et de l'eau, dans une enveloppe de refroidissement entourant la cuve de fermentation. Cette méthode utilise un évaporateur dans un réfrigérateur à ammoniac pour refroidir le réfrigérant à environ 5°C avant de le faire circuler dans l'enveloppe. Le liquide refroidi absorbe alors la chaleur de la bière en fermentation, ce qui permet de maintenir une température de fermentation stable.
Conception de la jaquette :
L'enveloppe de refroidissement est conçue avec des tuyaux d'écoulement horizontaux où le liquide de refroidissement entre par le bas et sort par le haut, ce qui garantit un échange thermique efficace dans l'ensemble du réservoir.
Méthode de refroidissement direct
Mécanisme de refroidissement :
Le refroidissement direct utilise l'ammoniac liquide comme réfrigérant. Dans cette méthode, l'ammoniac liquide s'évapore à l'intérieur de l'enveloppe de refroidissement, absorbant directement la chaleur de la bière en fermentation. Ce processus tire parti de la gazéification endothermique de l'ammoniac liquide, ce qui permet de refroidir efficacement le contenu de la cuve.
Conception de la jaquette :
L'ammoniac liquide pénètre par le haut à travers un tuyau de distribution et s'écoule vers le bas selon des schémas verticaux ou horizontaux à l'intérieur de l'enveloppe. Cette conception garantit un refroidissement uniforme dans l'ensemble du réservoir.
2. Chemise de refroidissement
(1) Mode de refroidissement indirect： L'enveloppe de refroidissement traverse un mélange d'éthanol ou de glycol et d'eau (réfrigérant). Elle adopte une section de tuyau de refroidissement à flux horizontal, le liquide entrant par le bas et sortant par le haut. Elle doit pouvoir résister à la pression du liquide de refroidissement au repos.
Comparaison des méthodes de refroidissement
Efficacité énergétique :
Le refroidissement direct à l'ammoniac liquide permet de réaliser d'importantes économies d'énergie, environ 20%, par rapport aux méthodes indirectes. Le compresseur des systèmes directs fonctionne efficacement à des températures plus élevées (environ 5°C), alors que les systèmes indirects nécessitent des températures de fonctionnement plus basses, ce qui réduit l'efficacité globale de la réfrigération.
Économies d'équipement et de coûts :
Le refroidissement direct nécessite moins de composants et moins de matériaux d'isolation en raison des débits de liquide plus faibles et des diamètres de tuyaux plus petits. Cela permet de réduire les coûts d'installation et les besoins de maintenance au fil du temps.
Considérations de sécurité :
Les systèmes d'ammoniac liquide doivent être manipulés avec soin afin d'éviter les fuites, qui pourraient poser de graves risques pour la sécurité. Des techniques de soudage et de construction appropriées sont essentielles pour garantir l'intégrité du système et la sécurité des opérations.
Conclusion
Le choix entre les méthodes de refroidissement directes et indirectes pour les cuves de fermentation coniques dépend des besoins spécifiques de la brasserie. Le refroidissement direct à l'ammoniac liquide offre une efficacité énergétique supérieure, des exigences réduites en matière d'équipement et des coûts d'installation moindres. Cependant, il nécessite une attention particulière à la sécurité lors de l'installation et de l'utilisation.
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Questions sur la fréquence
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