De nos jours, le refroidissement rapide du moût se fait exclusivement à l'aide d'échangeurs de chaleur à plaques, parfois appelés plus brièvement refroidisseurs à plaques. Dans ces échangeurs, le moût est refroidi par de l'eau froide. L'échange de chaleur se fait à travers de fines plaques d'acier au chrome-nickel.
A propos des échangeurs de chaleur à plaques
Un échangeur de chaleur à plaques est constitué d'un grand nombre de plaques métalliques minces, disposées l'une derrière l'autre, entre lesquelles circulent alternativement du moût et de l'eau froide. Étant donné que, pour chaque plaque, le moût s'écoule par des canaux d'un côté et l'eau froide par des canaux de l'autre, un élément de base (voie d'écoulement) se compose toujours de deux plaques. Pour obtenir un bon échange de chaleur dans tous les cas :
- des plaques métalliques très fines sont utilisées,
- les plaques ont un profil qui produit des turbulences,
- l'écart entre les plaques est très faible,
- l'écoulement à contre-courant du moût et de l'eau froide est utilisé,
- le sens de l'écoulement est fréquemment modifié.
Méthode de fonctionnement de l'échangeur de chaleur à plaques
Dans l'échangeur de chaleur à plaques, le moût chaud est refroidi par de l'eau froide d'environ 98 à 95°C jusqu'à la température de fermentation de 6 à 8°C. L'eau de refroidissement est ainsi chauffée à une température qui peut être contrôlée par la vitesse de circulation de l'eau. L'eau de refroidissement est ainsi chauffée à une température qui peut être contrôlée par la vitesse du flux d'eau.
Le refroidissement peut être effectué en une ou deux étapes. Auparavant, le refroidissement en deux étapes était habituel. Dans la grande section de prérefroidissement, le moût transfère la chaleur à l'eau de traitement froide. Pendant que le moût est refroidi à environ 3 à 4°C au-dessus de la température de l'eau, l'eau de refroidissement est chauffée à 80 à 88°C. Dans la petite section de refroidissement à basse température, le moût est refroidi par de l'eau glacée à une température de 1 à 2°C jusqu'à la température de fermentation souhaitée. L'eau glacée est ainsi réchauffée mais reste en dessous de la température de l'eau de traitement et est donc réintroduite dans le refroidisseur d'eau glacée.
Le refroidissement en une étape est de plus en plus utilisé. Dans ce processus, de l'eau glacée refroidie à 1 ou 2 °C est chauffée dans l'échangeur de chaleur à plaques à 80 ou 88 °C, tandis que le moût chaud à 95 ou 98 °C est refroidi à la température de fermentation. L'eau glacée utilisée doit être remplacée par de l'eau fraîche.
Le besoin en énergie est moins important avec le refroidissement à deux étages qu'avec le refroidissement à un étage. Néanmoins, de nombreuses brasseries préfèrent le refroidissement à un étage pour les raisons suivantes
- sa construction et son fonctionnement sont plus simples,
- il coûte moins cher à l'achat,
- on suppose à tort que les besoins en énergie sont les mêmes qu'avec un refroidissement à deux étages.
La pression de fonctionnement autorisée d'un refroidisseur à plaques est en général de 10 bars. Entre le côté eau et le côté moût des plaques, il y a une différence de pression qui est normalement d'environ 2 bars et au maximum de 4 bars. Cette différence de pression ne doit pas être augmentée, car elle peut entraîner la déformation des plaques et des lacunes dans les joints. Les plaques d'échange de chaleur doivent être disposées de manière à pouvoir supporter la différence de pression maximale qui peut se produire (éventuellement jusqu'à 20 bars).
Avantages des échangeurs de chaleur à plaques
Il n'y a pas d'alternative à l'échangeur de chaleur à plaques car les autres méthodes de refroidissement possibles ne sont pas utilisées pour diverses raisons. Néanmoins, il convient de mentionner les avantages suivants :
- un échangeur de chaleur à plaques nécessite très peu d'espace au sol,
- il assure un très bon transfert de chaleur avec une faible perte de pression,
- il est facile à nettoyer et peut être connecté à un système CIP,
- le moût ne reste que très peu de temps dans le refroidisseur et
- il n'y a pas de risque de contamination.
L'échangeur de chaleur à plaques peut être adapté à des conditions de fonctionnement changeantes, la configuration structurelle spécifique peut être ajustée en fonction de vos besoins. Ce qui précède est une introduction de Tiantai aux échangeurs de chaleur à plaques. Si vous avez besoin d'équipements de brassage de la bière, n'hésitez pas à nous contacter.
