L RÉFRIGÉRATION AU MOYEN DE L'AIR

La méthode la plus simple pour refroidir les moûts, lorsque l'industrie de la fabrication de l'alcool était encore dans l'enfance et que la saccharification, la réfrigération et la fermentation se faisaient dans les mêmes vases, était de les agiter longtemps et avec énergie, en les mettant en contact avec de grandes quantités d'air.

Ce procédé ne pouvait naturellement être employé que lorsqu'on travaillait en petit et qu'on n'avait pas à refroidir des milliers de litres de liquide, dans un temps relativement court. Lorsque cette nécessité s'imposa aux distillateurs, qu'ils eurent appris à connaître les avantages d'une réfrigération rapide et la basse température à laquelle il faut fermenter pour obtenir sûrement un fort rendement en alcool, on se mit à refroidir les moûts en les faisant circuler dans des caniveaux en bois fixés aux murs de la distillerie et à l'intérieur du bâtiment. Ces caniveaux ramenaient ensuite le liquide à son point de départ, c*est-à-dire à la cuve à saccharifier

Ce procédé constituait déjà un progrès notable, car on s'acheminait vers l'emploi d'un vase spécial pour refroidir les moûts, ainsi que cela se fait encore dans de petites distilleries. Ce vase n'est alors autre chose qu'une caisse plate, dans laquelle on répand le moût sur une faible épaisseur, en l'agitant avec un rable. On n'avait, d'ailleurs, pas besoin d'une forte réfrigération, car on fermentait autrefois à une très faible densité et l'on pouvait, par suite, abaisser la température à volonté en ajoutant de l'eau.

On n'améliora véritablement les procédés pour refroidir les moûts et on ne les employa d'une manière générale que lorsqu'on y tut forcé par l'établissement de F impôt sur la capacité des cuves qui rendait impossible le travail à faible densité et ne permettait pas, par suite, d'abaisser la température des moûts en y ajoutant de Teau. .

Les moûts étant alors moins fluides et plus difficiles à refroidir.

on eut recours à un vase refroidisseur spécial qui est employé encore dans bien des cas.

On a préféré avec raison le fer au bois pour la construction de la cuve à refroidir, car ce dernier séchait lorsque la cuve n'était pas employée ; de plus, étant poreux, il permettait aux ferments de s'implanter et de donner naissance à des fermentations secondaires.

Dans une série d'essais fÎEiits par Maercker, on a pu constater qu'il se formait i,56i gr. d'acide lactique dans un litre de moût pris dans un vase en bois, ce qui correspond à 3/4® de l'acidimètre hidersdorff^ tandis qu'un moût placé dans les mêmes conditions dans un vase en fer ne contenait que 1,041 d'acide lactique.

Les vases en fer, lorsqu'ils sont un peu vieux et que leur surfiace est rugueuse, peuvent aussi bien que les vases en bois favoriser la formation des acides et nuire au rendement. C'est ce qui découle d'une expérience faite à la distillerie de Biesdorf et que fVittelshoffer a décrite dans le journal Zeitschrift fur Spirit. Industrie, 1880, p. 249.

Dans cet essai, fait au mois de juin, on fit fermenter un moût de maïs qu'on amena à la température voulue par une addition d'eau froide ; il tomba à o^ du saccharomètre (Balling) avec une acidité correspondant à 1,1 ce. de liqueur normale de soude et donna un rendement en alcool de 9,8 ®/o en volume. Le même moût refroidi dans un vase ne tomba qu'à i^,3 du saccharomètre, avec une acidité de 1,8 ce. et donna un rendement de 8.6 % en volume.

Le vase réfrigérant avait donc causé une perte de 1.2 7o qu'il faut attribuer, en partie, à la formation d*acide et, en partie, à ce que la fermentation avait été moins bonne.

Le vase à refroidir est toujours un appareil défectueux ; sans doute il ne peut pas être très nuisible en hiver où le moût passe rapidement par les températures de 25° à 87 1/2° C. qui sont les plus favorables à la formation de l'acide lactique , mais en été il présente au contraire de graves inconvénients. A ce moment, la température de l'air extérieur étant plus élevée , le refroidissement est plus lent et le moût reste pendant plusieurs heures aux températures dangereuses dont nous venons de parler. Aussi gagnerait-on certainement les frais d'une installation pour refroidir à l'eau, pendant une seule campagne, quand on est obligé de travailler dans les mois chauds de l'été.

Il ne serait pas moins intéressant d'essayer si par l'emploi de

désinfectants et, en particulier, du sulfite acide de chaux, on ne pourrait pas empêcher la formation d*acide dans le vase refroidîsseur.

On adapta plus tard à celui-ci un agitateur à ailettes, afin de mettre le liquide en contact avec une plus grande quantité d'air. On obtint ainsi un refroidissement plus énergique par suite du rayonnement et aussi de l'évaporation du moût.

Les procédés employés maintenant pour obtenir la réfrigération sont basés sur l'évaporation, car on sait qu'un kilogramme d'eau absorbe 542 colories pour se vaporiser. Si, par exemple, on a 100 kilos de moût et qu'en refroidissant on évapore seulement un kilogr. d'eau, on enlèvera ainsi à la masse 542 colories, qui en abaisseront la température de 5,42** C.

L'évaporation de 9 kilos d'eau suffirait donc pour refroidir 100 kilos de moût, de la température de saccharification, soit 60^ C. à celle de la fermentation, soit 1 5^ C.

L'évaporation contribue donc d'une manière notable au refroidissement. On ne peut obtenir un effet sérieux du refroidissement par l'air qu'en ayant soin d'agiter constamment les moûts pendant l'opération . Sans cela l'air refroidit seulement les couches supérieures, la consistance épaisse du liquide l'empêchant de se mettre rapidement en équilibre de température dans toute sa masse. L'adaptation d'un agitateur puissant est donc le but à atteindre dans la construction d'un vase à refroidir ou réfrigérant moderne. La figure 128 montre la forme qu'on lui a donnée.

Le vase refroidisseur qu'on emploie actuellement est formé d'un vase rond en tôle dont les bords renforcés sont surmontés d'une surface polie sur laquelle roulent les galets de l'agitateur qui luimême est mis en mouvement par des roues à engrenages. L'agitateur se compose d'une tige en fer à laquelle sont adaptées des palettes inclinées qui agitent et mélangent le moût; en outre, l'arbre fait mouvoir une latte en bois qui racle le fond du vase et pousse devant elle le liquide. Le courant d'air ayant pour but de refroidir et évaporer le liquide est obtenu par des ailettes qui étant animées d'un mouvement de rotation très rapide, chassent de grandes quantités d'air sur la surface du moût.

La cuve est munie d'une ouverture de vidange qui sert à envoyer

le moût refroidi dans la cuve à fermentation placée en général en dessous.

On emploie aussi, à la place des ailettes, des ventilateurs qui

Fig. 128.

envoient un courant d*air constant sur le jus, mais ils ne sont pas aussi répandus que les premières parce que leur action est trop locale et ne se fait pas sentir sur toute la surface du liquide

A. Damerau a pris un brevet en 1879 (n° 7320) pour faire circuler de Teau dans les palettes de Tagitateur.

Markl recommande (Œsterr. Zeitschrift fiir Zucker- Industrie 1879. p. 3 10) l'emploi d'un réfrigérant en fonte

Ces appareils sont alors composés de diverses pièces boulonnées entre elles. Les joints sont faits avec des bandes de caoutchouc. On emploie, d'ailleurs, depuis longtemps les réfrigérants en fonte dans un grand nombre de distilleries.

Un autre appareil pour refroidir à l'aide de l'air est le réfrigérant à gradins de Siemens de Hohenheim. Cet appareil se compose d'un vase en fer en forme de caisse , à l'intérieur duquel sont disposées des planches inclinées formant une sorte de gradin sur lequel le moût descend en cascade. Pendant que le liquide descend les degrés de l'appareil, on fait agir à la surface, à laide d'un ventilateur, un fort courant d'air (que l'on a généralement refroidi avec de la glace).

Le réfrigérant de Schrœter est basé sur les mêmes principes; nous

lui consacrons les figures 129 et i3o. Le moût coule de haut en bas sur les planchettes inclinées a a< a* et s'en va par la tubulure b : il rencontre sur son passage un fort courant d'air produit par l'exhausteur i.

Rg. 129.

Fig. 130.

Fig. 151.

Le réfrigérant à force centrifuge de Louis Siemens, se compose d'un vase en fonte dont la face intérieure affecte la forme indiquée parlafig. i3i. (Tirée du journal allemand des fabricants d'alcool., an. 1870, page 243).

Un arbre vertical est placé au centre de cet appareil ; il porte un système de disques horizontaux D ' D * D ^, disposés de manière à ce qu'ils tournent dans les compartiments formés par les évasements et les étranglements du vase. Un exhausteur placé immédiatement au-dessus de l'appareil produit par aspiration un courant d'air énergique, agissant de bas en haut.

Quoique cet aj^aral soit tris rationnel , il ne parait pas avoir donné en pratique les résultats qu'on pouvait en attendre. On ne trouve pas qu'il produise un reFroidissement assez rapide et énergique ; il offre, de plus, l'inconvénient de laisser les moûts trop au

Fig- 13a.

contact de l'air , ce qui les dispose à la fermentation mousseuse.

Comme le réfrigérant de Siemens exige une dépense de force assez

considérable , on l'a généralement remplacé par d'autres appareils.

Un des réfrigérants à air les plus nouveaux et qui surpasse par

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sa puissance tous les autres est celui de Gantard, de Mockau , que nous représentons par les figures i32 (I et II).

Le réfrigérant de Gontard, dont nous donnons ici la coupe transversale I et la coupe longitudinale II se compose d'une cuve en forme d'auge , dont le fond est demi-cylindrique. Un arbre horizontal auquel sont adaptés un certain nombre de disques en tôle , d'une épaisseur d'environ 4 "/„, , et qui sont placés obliquement , traverse cette cuve. Au - dessus de la cuvette et des disques se trouve un couvercle sur lequel est placé un puissant exhausteur dans la cheminée d'appel duquel on fait pénétrer le moût , sortant le plus souvent d'un cuiseur.

L'appareil qui se trouvée Moctcau et qui doit refroidir lySo kilos de pommes de terre par opération a une hauteur de 3*^,50; il a 3" de long, 2"*,5o de large, et occupe une surface de y.So mètres carrés. Les disques ont 2'",3o de diamètre et font 16 tours par minute.

Le moût tombe entre les disques en mouvement , s'évapore et se refroidit au contact du courant d'air que l'exhausteur produit par aspiration.

Les disques, en plongeant dans le moût, se recouvrent d'une couche mince de liquide qui s'évapore et se renouvelle constamment par suite de leur mouvement de rotation.

L'appareil de Gontard n'est pas seulement un réfrigérant, mais il sert aussi à la saccharification ; c'est ainsi qu'à l'usine de Mockau on verse successivement le malt dans cet appareil au moyen de seaux. Il serait plus commode de l'introduire au moyen d'un appareil à lait de malt placé au-dessus.

Cet appareil a un grand avantage sur tous ceux qui utilisent l'eau comme agent de réfrigération; en effet, son pouvoir réfrigérant n'est pas diminué par le dépôt de matières calcaires, mauvaises conductrices de la chaleur II est très facile à conduire et produit un excellent résultat. Son action, qui est produite surtout par l'évaporation, est très énergique. 11 en résulte une concentration du moût qui a permis à Gontard de travailler des betteraves avec des pommes de terre et d'obtenir cependant des moûts concentrés.

Voici, d'ailleurs, quelques chiffres que Stenglein donne à l'appui

de Tefficacité de cet appareil, (Zeitschrift f(ir Spirîrus -Industrie • 1882. page 33o) :

1® Il dit d*abord que l'on ne peut constater des inégalités de température du moût dans la cuvette et que par suite l'appareil de Gontard constitue une bonne cuve à saccharifier.

2° On peut, lorsque la température extérieure est de 20® C, abaisser en 3 heures 1/4 celle du moût à i5 ou 16° C.

3° On peut donc , sans employer de circulation d*eau froide , abaisser la température du moût d'environ 3^ au - dessous de celle de l'atmosphère.

4<* L'action principale de ce réfrigérant est due à l'évaporation produite par laction du courant d'air sur les disques recouverts d'une couche mince de liquide.

5° On peut , en refroidissant les moûts d'après ce procédé , augmenter la concentration d'environ i®,5 du saccharomètre.

L'appareil de Gontard offre , en somme , de grands avantages sur les autres réfrigérants à air, et il doit à la simplicité de sa construction et à son bon marché la faveur dont il jouit dans les distilleries qui n'ont pas facilement de l'eau à leur disposition.

Remarquons , en passant , que l'inventeur de cet appareil se propose d'adopter le principe qui est la base de son réfrigérant , à l'évaporation et à la concentration des liquides en général.