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05.05.2021

En brasserie, la technologie de séparation centrifuge permet d’économiser du temps, de l’argent et bien des soucis

Il y a deux ans, une brasserie et distillerie de bourbon située à Lexington (Kentucky-USA) utilisait un procédé de filtration inadapté pour la qualité recherchée et générant trop de pertes. L’entreprise a décidé d'installer un système de séparation qui lui a permis d'obtenir un produit de meilleure qualité, avec des temps de traitement raccourcis.

Alltech est reconnu pour faire maturer ses bières dans des fûts à bourbon

L’histoire

Situé à une heure de route de 95% de la production mondiale de bourbon, Alltech Lexington Brewing & Distilling Co. est une étape incontournable sur la célèbre route du Bourbon au Kentucky. Alltech est quasiment unique en son genre car elle est l'une des rares entreprises qui réunit brasserie et distillerie.

Le site comprend la Town Branch Distillery et une brasserie qui produit des bières Ale du Kentucky . C’est la plus ancienne brasserie artisanale à Lexington. En 1999, Pearse Lyons, fondateur et président d'Alltech, a acheté la deux-fois-centenaire 'Lexington Brewing Company' et y a remis en œuvre les recettes traditionelles de brassage et de distillation de Lexington (celles-ci datant de 1794).

En 2012, la distillerie fut ajoutée à la Kentucky Bourbon Trail (la route des bourbons du Kentuky). Aujourd'hui, la distillerie produit le 'Town Branch Bourbon', le 'Town Branch Rye', la liqueur 'Bluegrass Sundown', la 'Kentucky Ale', la 'Kentucky Kölsch' et le 'Pearse Lyons Reserve', le premier whisky malté produit au Kentucky depuis la prohibition.

Le système de centrifugation clarifie le produit avant stockage en cuve et avant filtration.

Alltech est célèbre pour faire vieillir ses bières dans des fûts à bourbon. « Toutes les arômes qui se trouvent dans ce tonneau se marient et caractèriseront la bière », explique Ken Lee, maître brasseur d'Alltech.

L'activité principale d'Alltech est axée sur la nutrition animale, avec une production de compléments alimentaires par fermentation. Mais la branche brassicole de l'entreprise s'est considérablement développée au cours de la dernière décennie.

« Lorsque je suis arrivé chez Alltech il y a neuf ans, ils produisaient 6 200 hectolitres (3 800 barils) par an », raconte Lee. « Aujourd' hui, nous brassons plus de 65 000 Hectolitres (40 000 barils) par an et nous ouvrons une autre brasserie/distillerie à Pikeville, qui utilisera les mêmes techniques que celles utilisées ici à Lexington. »

Le challenge

Il y a deux ans, Alltech a rencontré des difficultés de gestion des temps et a décidé de tester une solution centrifuge. L’entreprise a réalisé qu’en utilisant une centrifugeuse, ça lui permettrait d'atteindre un débit et un rendement plus élevés qu’en utilisant la filtration ou la sédimentation naturelle du brassin dans ses fermenteurs.

Alltech utilisait un petit filtre qui saturait fréquemment avec la levure. « Nous perdions de la bière », explique Mitchell Pace, brasseur. « Nous avons donc décidé d’essayer la technologie de séparation Flottweg. » 

L'équipement de centrifugation aide à contrôler la température et la clarification. Il minimise la pression hors du refroidisseur grâce à l'élimination de la levure.

Le séparateur à disques sépare la levure de la bière et facilite ainsi la filtration.

La solution

Le séparateur à disques sépare la levure de la bière et facilite ainsi la filtration. Lors de l'enfutage du brassin, il est important d’éviter une seconde fermentation, indique M. Pace, qui officie chez Alltech depuis quatre ans. Le système de centrifugation clarifie le produit avant stockage en cuve et avant filtration.

Il ajoute : « Ce système de centrifugeuse est très important pour notre production ». « La quasi totalité de notre production s'appuie sur cette technologie de séparation. »

L'installation fonctionne depuis deux ans sans problème majeur, indique M. Pace. Cette technologie aide à contrôler la température et la clarification. De plus, la pression exercée en sortie de refroidisseur n'est pas aussi importante dans les barils car la levure a été retirée. L’utilisation de cette technologie est très avantageuse pour le vieillissement des fûts et pour le cycle de maturation de la bière. La machine nous aide à atteindre les volumes nécessaires. Elle nous permet d’économiser du temps, de l’argent et des soucis. Comme pour tout nouvel équipement, nous avons eu quelques difficultés au début, mais Flottweg était là pour nous aider à les résoudre et nous montrer comment utiliser la machine efficacement. »

Selon M. Pace, la seule maintenance nécessaire est une révision périodique après à une longue période de fonctionnement de la machine. « Ce système est tellement facile à utiliser », se félicite Pace. « Il suffit d’appuyer sur le bouton de démarrage, de pause, et d’arrêt- et c'est à peu près tout. Le programme de CIP est intégré. Une fois que vous avez terminé un cycle, vous pouvez appuyer sur le bouton « nettoyage » puis sur « OK », et boum ! : le nettoyage démarre. Il se gère seul. Cela nous permet d'augmenter notre production car nous ne perdons pas de temps dans cette procédure. »

L’utilisation de cette technologie est avantageuse pour les fûts et le processus de maturation. Il aide à maintenir la productivité tout en économisant du temps, de l’argent et des soucis.

Comment fonctionne la machine ?

Les séparateurs centrifuges sont utilisés pour séparer les particules solides en suspension dans les liquides, ce qui permet de réaliser une clarification très efficace. Le produit à clarifier est injecté vers l’intérieur du bol par une canne d’alimentation fixe. Il subit une accélération progressive jusqu'à atteindre la vitesse de rotation maximale. La superposition des disques dans le bol permet de partager le flux du produit en plusieurs fines couches , créant ainsi une grande surface de contact.

Les particules solides sédimentent sur les disques. La champ centrifuge élevée permet aux solides sédimentés de s’accumuler sur la périphérie du bol. Un système hydraulique permet des débourbages du bol à intervalles réguliers. Les solides séparés sont éjectés à pleine vitesse. Le liquide clarifié s’écoule depuis la pile de disques vers la turbine, qui évacue le liquide sous pression.

Un joint (ou garde) hydrohermétique permet de protéger le produit de l'atmosphère extérieure. La conception permet donc d'éviter toute prise d’oxygène et la formation indésirable de mousse. Cette garde hydrohermétique est composée d'un disque stationnaire qui est immergé dans un liquide (en général, de l'eau désaérée), créant ainsi une étanchéité avec l'environnement extérieur.

Les solides sont évacués du séparateur via un système de débourbage. Ce système permet d'effectuer des débourbages automatiques du bol et extrêmement silencieux .

Les tuyaux disposent d'un marquage clair pour indiquer les entrées et sorties de la bière. Une cuve de fermentation est chargée en dioxyde de carbone pour garantir l’absence d’oxygène. La bière circule dans la tuyauterie pour être admise dans la centrifugeuse. Le système effectue une mesure de la turbidité et différents réglages sont possibles en fonction du produit à clarifier. La production est contrôlable par deux mireurs rétro-éclairés. Le premier permet de visualiser l'arrivée de la bière. Le liquide est ensuite admis dans le bol de la centrifugeuse. La bière est ainsi clarifiée dans le bol. Cette bière clarifiée circule pour être ensuite visible dans l’autre mireur. Les particules de houblon, de levure ou autre sont évacuées par la chambre latérale du bol.

Ce site abrite la brasserie/distillerie 'Town Branch' qui produit les bières Kentucky Ale.

L’opérateur peut vérifier la turbidité à tout moment pour s’assurer qu’elle est conforme aux spécifications (European Brewery Convention [EBC]). Si elle est trop trouble, le système peut faire recirculer le liquide vers le bol jusqu'à ce que l'objectif final de clarification soit atteint. Lorsque le système mesure une turbidité conforme (EBC), il redirige le produit vers le refoulement tout en permettant une prise d'échantillon pour un contrôle qualité. Le produit clarifié est acheminé vers la sortie, puis s’écoule directement dans les cuves. Il s’agit ici du traitement final qui prépare le produit avant l’expédition.

L'installation de la technologie de séparation a définitivement simplifié le travail de M.Pace et de son équipe.

Les résultats :

L'installation de la technologie de séparation a définitivement simplifié le travail de M.Pace et de son équipe.

 « Aujourd' hui, je produis 530 Hectolitres (14 000 gallons) de bière », se réjouit M.Pace. « Sans cette machine, nous perdrions probablement 190 hl (5 000 gallons) et cela prendrait au minimum 48 heures. Cette technologie de séparation permet d’économiser de l’argent, du temps et des soucis. La bière est accélérée à une vitesse très élevée de 6 700 tr/min et la levure est plaquée sur les parois. La bière se dirige dans une cuve de stabilisation avec moins de levures. Depuis son installation, cette machine nous a tout simplement simplifié la vie. » 

À propos de l’auteur

Christian Pettit

Christian Pettit est directeur des ventes pour les brasseries, les distilleries et le vinicole chez Flottweg Separation Technology Inc. Il est titulaire d’un diplôme d’ingénieur en mécanique et possède 14 ans d’expérience dans le domaine de la centrifugation, y compris des expériences dans le service après-vente, l’ingénierie des procédés et la vente.

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