Vannes utilisées dans les brasseries

Vannes utilisées dans les brasseries

Vannes utilisées dans les brasseries

Faire en sorte que la bière coule, ou ne coule pas, quand c'est nécessaire est crucial pour chaque opération de brasserie. Pour ce faire, des vannes sont utilisées et sont considérées comme l'interrupteur marche-arrêt d'une brasserie. Que vous disposiez d'une brasserie ou d'une installation artisanale, un contrôle précis du débit entre les cuves et les étapes de brassage garantit une bière de haute qualité. La compréhension des différentes vannes utilisées dans les applications de brasserie et la sélection des vannes correctes pour chaque type de débit permettront à votre bière de rester propre, cohérente et d'avoir la saveur voulue pour que le public puisse l'apprécier.

Qu'est-ce qu'une valve ?

Une vanne est un composant mécanique qui contrôle et régule un liquide, un mélange ou un gaz (souvent appelé le fluide) en ouvrant, ouvrant partiellement ou fermant la voie du flux. Le flux se déplace à travers la vanne d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression, sinon, il est pompé dans la direction prévue. En fonction des caractéristiques de l'écoulement (fluide, viscosité, température, etc.), certains types de vannes sont mieux adaptés que d'autres. La méthode de commande de la vanne et les composants mécaniques internes changent d'un type de vanne à l'autre. Par exemple, on utilise généralement une vanne différente pour réguler une conduite de gaz (vanne à pointeau ou à bille) et une conduite de bière (vanne papillon).

Vannes utilisées dans les brasseries

Figure 1 : Vannes utilisées dans les brasseries.

Automatique ou manuel ?

Le processus de contrôle d'une vanne peut se faire manuellement ou automatiquement, en fonction de la sophistication de la brasserie, de la vanne et de l'électronique. Généralement, une brasserie artisanale ou une installation artisanale aura des vannes manuelles. Ils sont contrôlés par la simple rotation d'un levier ou d'un bouton de la position fermée (perpendiculaire au tuyau) à la position ouverte (parallèle au tuyau). Une vanne papillon ou un robinet à boisseau sphérique est facile à utiliser et, grâce au mouvement à 90 degrés, il est facile d'avoir un indicateur visuel de l'ouverture ou de la fermeture. Souvent, il existe des mécanismes de verrouillage permettant de bloquer la vanne dans la position souhaitée. Les mécanismes de verrouillage peuvent varier, mais il s'agit souvent d'une poignée de traction, d'une poignée de position ou d'une glissière de verrouillage pour un écrou. Les vannes automatiques sont commandées électriquement ou pneumatiquement et sont souvent reliées à un contrôleur logique programmable (PLC). Le brasseur peut ainsi contrôler entièrement la salle de brassage à partir d'un emplacement centralisé et l'ensemble du processus de brassage peut être automatisé.

Vannes directes ou vannes de service

L'industrie de la transformation des aliments et des boissons divise les vannes en deux catégories différentes : les vannes à contact direct et les vannes de service. Une vanne à contact direct entre en contact direct avec la boisson pendant le processus de brassage (un exemple étant le bras de soutirage). Une vanne de service public n'entre pas en contact direct avec le produit (un exemple étant une vanne de gaz pour un brûleur). Connaître l'étape à laquelle une vanne est mise en œuvre permet de déterminer le type de vanne, le matériel nécessaire et si la vanne doit être nettoyée régulièrement.

Types de vannes utilisées dans les brasseries

Tout au long du cycle de brassage, de nombreux liquides et gaz différents entrent et sortent des cuves. En fonction de l'étape et de la conception de l'équipement de brasserie, différentes vannes sont utilisées pour déplacer correctement et en toute sécurité le flux. En général, dans l'équipement d'une brasserie, vous trouverez un mélange de vannes papillon, de vannes à bille, de vannes à soupape, de vannes à passage direct, de clapets anti-retour, de vannes à pointeau, de vannes à diaphragme et d'électrovannes. Chaque vanne a ses propres avantages et inconvénients pour différents supports.

Type de vanne Fonctionnalité Avantages Inconvénients Exemple d'étape de mise en œuvre
Boule Lorsque la poignée de la vanne est tournée, elle fait tourner une bille rotative (avec un alésage) pour ouvrir/fermer la vanne. Débit non obstrué, faible chute de pression, bonne étanchéité et durabilité Problèmes hygiéniques possibles en raison de la boule flottante Lignes de gaz, pierre de carbonatation, ligne d'eau, ou pour les milieux plus épais (moût).
Papillon Lorsque la poignée de la vanne est tournée, une tige interne fait tourner le disque, ou la plaquette, de la position fermée à la position ouverte. Bonne conception hygiénique, bonnes propriétés d'étanchéité et nettoyage facile Ne convient pas à la haute pression et présente un écoulement obstrué en raison de la tige Ligne de nettoyage en place (NEP), bras de purge, bras de soutirage et purge de fond d'un réservoir.
Globe Lorsque le bouton est vissé, il déplace la tige et le piston vers le haut/bas pour l'ouvrir/le fermer. Bonnes propriétés de régulation du débit Pertes de charge élevées en raison du chemin d'écoulement Souvent utilisé sur une entrée/sortie d'eau ou un mélange.
Portail Lorsque le bouton est vissé, il déplace une porte, ou un coin, vers le haut/bas perpendiculairement au tuyau pour l'ouvrir/le fermer. Facile à utiliser et écoulement sans obstruction Difficile de réguler le débit et non conçu pour les applications à haute pression Souvent utilisé sur une entrée/sortie d'eau.
Électrovanne normalement fermée Une bobine électrique crée un champ électromagnétique qui pousse le piston vers le haut pour ouvrir la voie d'écoulement. Lorsque l'électricité est coupée, un ressort force le piston à se fermer. Temps de réponse rapide, fiable, et normalement fermé pour des raisons de sécurité. Ne convient pas aux flux contaminés ou très visqueux Processus d'embouteillage automatisé ou pour les lignes de gaz/glycol pour des raisons de sécurité.
Aiguille Lorsque la poignée est vissée, un piston à pointeau se déplace de haut en bas pour contrôler le débit. Un contrôle précis du débit et une perte de charge maximale élevée. Problèmes hygiéniques possibles en raison des filets internes Lignes de gaz et lignes d'eau pour obtenir la température de grève.
Diaphragme Lorsque le bouton est vissé, il déplace la tige et le diaphragme vers le bas pour le caler contre le corps de la vanne. Bon contrôle du débit et solution hygiénique. Pertes de charge élevées en raison du chemin d'écoulement Souvent utilisé sur les échangeurs de chaleur.

Considérations sur la conception des vannes

Outre le fait de s'assurer que vous utilisez le bon type de vanne, de nombreuses considérations relatives à la conception de cette vanne doivent être prises en compte, car elles sont utilisées dans une brasserie pour des lignes contaminées souvent chaudes. Pour une comparaison entre les vannes à bille et les vannes papillon, lisez notre article de comparaison entre les vannespapillon et les vannes à bille.

Matériau de la valve

Le boîtier de la vanne est généralement en acier inoxydable, car il ne se détériore pas à haute température, résiste aux produits de nettoyage agressifs, est durable et ne laisse pas de goût métallique dans le produit final. Pour les conduites d'eau ou un circuit de refroidissement, un boîtier en laiton convient également. Le joint de la valve est généralement en EPDM (éthylène propylène diène monomère) car il peut résister à des températures allant jusqu'à 130°C, mais pour des températures plus élevées, le PTFE (téflon) est recommandé.

Connexions des vannes

Les trois principaux raccords de vanne sont le filetage, la bride et le tri-clamp. Un raccord fileté est le plus courant, mais il n'est généralement pas préférable du point de vue de la conception hygiénique sur une ligne contenant des fluides périssables, car les filets peuvent se salir et la vanne n'est pas facile à retirer de la ligne. Un raccord à bride boulonné est un raccord plus propre car il n'y a pas de filetage, mais le processus de démontage prend du temps. Pour une ligne qui nécessite un nettoyage fréquent, on utilise souvent un raccord tri-clamp. Cela permet d'assurer une bonne étanchéité entre les connexions tout en permettant un démontage rapide pour nettoyer la valve.

Nettoyage des vannes

Pour s'assurer que votre produit final est conforme à vos attentes, tous les composants entrant en contact avec le produit doivent être nettoyés fréquemment pour éviter l'accumulation de contaminants. Les filetages, les tournants des vannes, les joints, les tiges de vanne et les billes flottantes peuvent tous abriter des contaminants susceptibles d'affecter le produit final. En veillant à ce que vos vannes soient facilement démontables sur la ligne, qu'elles puissent être entièrement démontées elles-mêmes et qu'elles soient nettoyées correctement, vous vous assurez que le produit final est conforme à la publicité. Par exemple, la figure 2 montre un robinet à boisseau sphérique en trois parties pour permettre un démontage et un nettoyage appropriés.

Robinet à bille trois pièces

Figure 2 : Vanne à bille 3 pièces en acier inoxydable