<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
FERMENTATIONS ALCOOLIQUES ET/OU MALO-LACTIQUES DE BOISSONS, AVEC SEPARATION DEFINITIVE DE LA LIE DU LIQUIDE LIMPIDE DES CONTENEURS DE DISTRIBUTION AINSI QUE CEUX-CI ET LES EQUIPEMENTS POUR BIEN LES UTILISER La présente invention a trait aux secteurs suivants : l'emballage, les industries agroalimentaires et des fermentations Sont surtout concernés :
A. CONTENEURS OU EMBALLAGES
1. Les boîtes métalliques, principalement du type"deux pièces". EUes sont à modifier un peu.
2. Les bouteilles en verre ou en plastique (le polyéthylène tétraphtalate, ou
P E T., actuellement) et, surtout, leurs obturateurs, dont ceux comporant un élément amovible à filetage femelle, à améliorer.
3 Des tonnelets ou"Kegs", spéciaux, en acier inoxydable ou son équivalent.
B BOISSONS A SERVIR AUSSI LIMPIDES QUE POSSIBLE
1. Bières de fermentation haute, basse, ou spontanée, subissant une fermentation secondaire dirigée dans l'emballage.
2. Vins de raisins.
3. Vins de fruits différents des raisins.
EMI1.2
4. Mélanges tels B2 et B3.
5. Sans doute, boissons gazeuses, refermentées similaires au"Rivella"Suisse, à base de babeure et de fruit de la passion.
6. Thés et boissons similaires, traités de façon à ce que la fermentation dans l'emballage puisse produire assez de C02.
C MICROORGANISMES AJOUTES AUX LIQUIDES A FAIRE FERMENTER
DANS L'EMBALLAGE
1 Levures
2 Torulas
3 Bactéries malo-lactiques
4 Autres
<Desc/Clms Page number 2>
Ils sont classés par ordre d'importance CI et C2 produisent de l'anhydride carbonique, CO :, et de l'alcool éthylique, au départ de certains hydrates de carbone.
C3 transforme en C02 et acide lactique, l'acide malique de certains fruits.
C4 est prévu car nous ignorons si des moisissures ne se substituent jamais
EMI2.1
à CI, C2..... en Extrême-Orient, bien que ceci soit fort douteux ! D LIEUX DE CONSOMMATION DES BOISSONS 1 Débits de boissons, restaurants et endroits similaires.
2. A domicile.
3. Lors de déplacements et, même, de pic-nics.
REMARQUES 1. La production mondiale annuelle de vins mousseux serait de 11.250. 000 hectolitres, mais il n'est pas certain que toutes ces boissons gazeuses aient été refermentées en bouteilles. C'est même douteux.
Celle devrai Champagne français"serait de 1. 500.000 hectolitres, alors qu'en
1988, la production mondiale des bières de tous types fût d'un milliard d'hectolitres t
Tout porte à croire qu'elle doublera d'ici un siècle ;-aussi le taux de croissance devant alors être de 0, 007-, on peut s'attendre à ce qu'on augmente de 109 x
0,007 = 7.000. 000 Hls chaque année, en moyenne, la production de bières
Vérifications : 1, 007 100 = 2.... et 109 x 0,007 = 7.000. 000.
Aussi B ! et B2 permettent-ils de négliger les autres boissons et aliments liquides, du moins, ici et maintenant 2 Une excellente étude, récente, à lire, est :"REFERMENTATION IN BOTTLES AND KEGS. A RIGOROUS APPROACH" by G. Derdelmckr, B. Vanderhassell, M. Maudozix and JP.
Dufour, du
Laboratoire de Sciences et Technologies Brassicoles, Université Catholique de
Louvain, Place Croix du Sud 2 bte 7, B-1348, Louvain-La-Neuve, Belgique., publiée en anglais dans"BRAUWEIT INTERNATIONAL"11/1992, pp 156 à 164, 4 tables, 6 figures, 20 références
Il y est conseillé d'ajouter des levures pures, jeunes, vigoureuses, de façon à ce que le nombre initial de cellules soit compris entre 100 000 et 500.000 par centimètre cube de bière
La figure 5 page 162 est extrêmement instructive car elle donne, pour les teneurs en oxygène suivantes 0,2, 5 et 10 ppm, l'évolutions tous les 15 jours,
des qualités organoleptiques d'une bière refermentée et stockée à 24 C durant 18 mois
<Desc/Clms Page number 3>
Ces courbes démontrent l'immense amélioration obtenue, surtout en l'absence d'oxygène, grâce à la refermentation. D'où, aussi, l'intérêt d'éliminer au maximum la lie ! 3 Chaque liquide pose des problèmes particuliers et, à notre connaissance, personne n'est expert en tous BI, B2 et même B3, B4 ne peuvent guère faire courir de risques à la santé des consommateurs, au contraire, puisque la refermentation interdit l'ajout d'antispetiques, tous plus ou moins toxiques, tels le célèbre SO :
-des vins blancs, les dérivés de l'acide mono-brome-acétique et d'autres produits conservant un peu certains aliments au détriment de leurs consommateurs, surtout dans les P. V. D., pays en voie de développement !
L'invention y sera certainement fort utile.
La compréhension du texte descriptif exige : l'examen des figures ci-après, à plutôt examiner de suite. Dans la figure 1, planche I, on a :
1. Corps d'une boîte 2 pièces.
EMI3.1
2. Liquide.
3 Fond embouti, concave, épais,
4. Bossage fort concave, facile à perforer vu la moindre épaisseur de la tôle.
5. Couvercle dont l'ouverture rapide, inutile, a été supprimée.
6. Bossage avec tôle amincie ou orifice préformé.
7. Rigole fortement convexe dans laquelle glisse et s'accumule la lie qui s'est déposée sur 3 et 4.
8 Espace libre pouvant être moindre que dans les boîtes se vidant par le couvercle 5.
9. Endroit où la lie s'accumule.
10. Endroit où la paroi, fort mince, de 1, est perforée dès que le débit du liquide diminue en 4, perforé Le gaz présent autour de la boîte alimente, alors, celui de
8 et cela évite que la lie soit agitée, suite aux remous provoqués par un appel de gaz en 4 11 Idem que 10
12. Perforateur 13 Support pour 12.
14. Statif pour 13
Au besoin, 13 peut agrandir l'orifice percé en 4 par 12 (voir les figures 6,7 et 8 svp) Figure 2 : 1-2-3-4-5-6-8-9 voir la figure 1 Cette boîte 2 pièces a été normalement remplie, puis le couvercle 5, spécial, très concave, a été mis en place à basse cadence, vu sa forme, qu'il soit ou non muni d'une collerettte ou autre type de"capteur"de lie destiné à diminuer la mobilité du dépôt s'accumulant en 9 10 et 11, s'ils sont utiles, sont percés côté 3-4-8
<Desc/Clms Page number 4>
Figure 3 : 2-3-8-9-12-13-14 : voir les figures précédentes.
15 : Corps d'une bouteille en verre 16 : Obturateur métallique fortement concave.
17 : Robinet de rentrée d'un gaz ou plutôt bouchon à dévisser pour laisser rentrer de l'air.
Cette bouteille a été représentée par souci d'être complet mais comporte des défauts.
Il y a bien mieux (voir la figure 12).
EMI4.1
Figure 4 : C'est la boîte de la figure 1 quand on la vide par 4, du fond 3.
Figure 5 : C'est la boîte de la figure 2 quand on la vide par 6, du couvercle, très concave, 5.
La"mini-soutireuse"requise pour les boîtes des figures 4 et 5 comporte :
18 : Un perforateur amenant un gaz comprimé, air, C02 ou azote, dans l'espace libre 8, que le couvercle 5 soit vers le haut, comme dans la figure 4, ou vers le bas, comme dans la figure 5.
19. Joint en caoutchouc, comprimé contre 6 et le couvercle 5, ainsi que le tuyau
18.
20. un perforateur laissant sortir le liquide.
21 : joint en caoutchouc, comprimé contre 4 et le fond 3, ainsi que le tuyau 20.
Les éléments de serrage n'ont pas a être représentés.
Figure 6 : Quand il est utile que l'orifice percé par 12 ouvre assez largement en 4 ou en 6, un fond ou un couvercle, la forme du poinçon a de l'importance par exemple afin de diminuer le volume du liquide restant dans la boîte.
Les alternatives sont nombreuses, d'autant plus que les orifices peuvent avoir été prédécoupés comme dans les couvercles à ouverture rapide. Ce losange a la section de certaines lames.
Figure 7 : Cette étoile à quatre branches convient mieux que la lame de la figure 6 quand un orifice central est nécessaire
<Desc/Clms Page number 5>
Figure 8 : On a. 12-13-14 : voir la figure 1.
22 : limitateur de course, amovible, en élastomère Figure 9 : Elle concerne un obturateur pour bouteilles A2, en verre ou en plastique P. E T., semblables à celles du commerce, ci-après : a) Verre"one way""COCA-COLA", 25 cls, avec bouchon à visser, femelle, en plastique. b) Verre"one way""PERRIER", 33 cls, avec bouchon à visser, femelle, métallique.
EMI5.1
c) P. E. T., one way, eau de source, pétillante,"BRU", 50 cls, avec bouchon à visser, femelle, en plastique. d) P. E. T., cautionnées, 150 et 200 cls,"COCA-COLA"avec bouchon à visser, femelle, en plastique. e) verre, cautionnée, 75 cls, bière "TRIPLE PIEDBOEUF" (Interbrew), avec bouchon à visser, femelle, en plastique Toutes les bouteilles ont été essayées avec une boisson refermentée.
Les résultats ont montré que, si les capsules actuelles donnent déjà des résultats satisfaisants, un usage industriel exige des obturateurs améliorés, comme ceux de la figure 9, où on a 15 Paroi de la bouteille ou plutôt de son goulot ou col, en verre ou en P ET.
EMI5.2
23. Filet mâle du col.
24 Filet femelle de l'obturateur à visser 25 Corps de l'obturateur femelle 26 : Contact entre 25 et la base plane du cône 30.
27 Canal périphérique collectant la lie arrivant de 32 et allant vers 28 et/ou 31.
28 : Deux des canaux de sortie de la lie 29 Guides ou ailettes solidaires du cône 30, servant à maintenir perpendiculaire au grand axe de la bouteille le plan du siège horizontal de la soupape de
EMI5.3
décharge qu'est le cône 29 quand on dégorge la lie de 32 vers 27, puis 28 ou 31 30. Cône dont la base obture le col de la bouteille 31 Endroit d'où sort la lie en l'absence des canaux 28.
32 Endroit où s'accumule la lie qui est tombée sur 15-29-30, et a glissé vers la périphérie du cône 30 (ici comme dans les figures 1-2-3-4-5) Plusieurs obturateurs seront à essayer systématiquement Figure 10 :
Dans la figure 10 de la planche IV, on a
<Desc/Clms Page number 6>
10 a L'obturateur femelle 25, en plastique, pour bouteilles 25 cls, en verre, de "COCA-COLA".
10 b ; L'obturateur femelle 25, en métal, pour bouteilles 33 cls, en verre, de "PERRIER".
10 c : L'obturateur femelle 25, en plastique, des bouteilles en P. E. T. 50, 150 ou
200 cls de diverses firmes dont"COCA-COLA". lOe-L'obturateur femelle 25, en plastique, pour bouteilles 75 cls, en verre, de
EMI6.1
la brasserie"PIEDBOEUF".
10 x : Un obturateur type figure 9, comportant un cône 30 amovible et une ouverture dans son corps sous la base du cône 30.
Lors de nos essais d'orientation, sur bières, de nombreuses bouteilles vides, des vidanges, furent utilisées (25 cls à 200 cls, P. E. T. ou verre) et les meilleurs résultats furent obtenus avec 10a, lOb et 10e. Il semble que la lie glisse mieux sur le fond de ces"bouchons", sans doute parce que ces plastiques sont, au toucher, très glissants.
Il est possible que, pour leurs bouteilles en verre, les firmes [COCA-COLA, PERRIER, INTERBREW] fort importantes, choisissent des joints d'étanchéité spéciaux, peu perméables aux gaz.
Les bonnes performances de I Oe peuvent aussi résulter de la turbulance due au galbe accentué de ses joints ! ! Ox est une des fort nombreuses variantes possibles de l'obturateur de la figure 9 Il est préférable que l'élément 25, avec filetage femelle, soit, ici, métallique, car la base
EMI6.2
plane du cône 30 prend appui sur l'extérieur du fond de 25.
Figure 11 : La figure t ! concerne un tonnelet, ou keg On y a 1-2-3-8-9: voir les figures1-2-3-4.
33 et 34 : sont des mini-obturateurs, type figure 9 ou 10, mais le filetage mâle est, forcément, en acier inoxydable.
Nous avons voyagé ou vécu en bien des pays, dits"en voie de développement", de 3 continents, depuis 30 ans Kegs ou fûts en étaient absents, sauf, et encore, dans une des capitales Le fret étant prohibitif pour ce type de conteneurs, la solution de l'assemblage local d'éléments en partie importés est positive, alors qu'une bière forte refermentée, stockée 6 mois à 24 C, non pasteurisée, évidemment, devient délicieuse (voir BrauweitlJ952) Figure 12 : La figure 12, similaire à la figure 3, est également assez théorique
<Desc/Clms Page number 7>
On y a : 2-9-12-13-14-15-30 ; voir les figures précédentes.
L'obturateur X'est similaire à celui de lOx, mais son cône 30',-devant simultanément, être étanche, rigide et facile à perforer par le poinçon 12,-n'a pas de fond D'où le caractère théorique du schéma.
Cette figure 12 montre combien l'invention est homogène.
En effet, même si on atteind 6 à 7 kg/cm2 de pression dans le "conteneur", la lie sédimente et glisse sur le cône inversé 30', pour s'accumuler en 9, à la périphérie de la base Cette lie peut être purgée, dégorgée, en dévissant très rapidement et juste assez, l'obturateur rotatif femelle 25, type figure 9 et figure 10x, alors que du liquide brillant s'obtient aussi en perçant le cône 30'.
Les modes opératoires n'ont plus à être décrits mais quelques données sont à préciser.
La solubilité du C02 pur, en grammes par litre d'eau distillée, en fonction des pressions absolues et des températures, est située dans la table ci-après
Températures en C
EMI7.1
<tb>
<tb> Pressions <SEP> absolues <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 35
<tb> en <SEP> Kg/cm2
<tb> 1, <SEP> 05 <SEP> 6, <SEP> 84 <SEP> 4, <SEP> 75 <SEP> 3, <SEP> 51 <SEP> 2, <SEP> 62 <SEP> 2, <SEP> 34
<tb> 2, <SEP> 00 <SEP> 9, <SEP> 94 <SEP> 6, <SEP> 91 <SEP> 5, <SEP> 09 <SEP> 3, <SEP> 81 <SEP> 3, <SEP> 41
<tb> 3, <SEP> 00 <SEP> 13, <SEP> 20 <SEP> 9,18 <SEP> 6,76 <SEP> 5,08 <SEP> 4,57
<tb> 4, <SEP> 00 <SEP> 16, <SEP> 46 <SEP> lt, <SEP> 45 <SEP> 8,46 <SEP> 6,34 <SEP> 5, <SEP> 65
<tb> 5, <SEP> 00 <SEP> 19, <SEP> 74 <SEP> 13.
<SEP> 79 <SEP> 10,04 <SEP> 7,61 <SEP> 6, <SEP> 79
<tb> 6, <SEP> 00 <SEP> 22, <SEP> 99 <SEP> 16, <SEP> 00 <SEP> 11, <SEP> 77 <SEP> 8, <SEP> 60 <SEP> 7, <SEP> 69
<tb> 6, <SEP> 80 <SEP> 25, <SEP> 60 <SEP> 17, <SEP> 83 <SEP> 13,13 <SEP> 9,87 <SEP> 8,80
<tb>
La sursaturation réduit un peu la pression alors que les gaz, tels l'air et l'azote, dissouts, l'augmentent.
Selon l'étude publiée en 1992 dans BRAUWEIT INTERNATIONAL, les teneurs limites en C02, des bières refermentées, sont comprises entre 5 et 8 grsllitre et 9 grs/litre n'est pas recommendable En Angleterre, un excès de C02 n'est pas souhaité pour diverses raisons Le vrai Champagne contient environ 13,5 grs de C02/litre, car on ajoute, avant la refermentatioin en bouteilles, 23 à 24 grs de saccharose par litre de vin plat Dans les caves, à 10-12 C, la pression intérieure atteinte est de 5 à 6 kgs relatifs, soit 6
<Desc/Clms Page number 8>
à 7 kgs absolus, aussi les bouteilles en verre (1/4 de litre à 15 litres), doivent-elles être très robustes. La bouteille normale contient 75 cls.
Le"Crémant"contient environ 7,5 grs de C02 par litre et la pression atteinte est de 5 kg/cm2 environ (4 atmosphères).
Il est évident que le dépôt, ou lie, est dispersé dans le liquide quand ce dernier dégage brutalement des bulles de C02 dès qu'on ouvre le conteneur. D'où la nécessité de maintenir une contre-pression suffisante grâce au système des figures 4 et 5 quand les teneurs en C02 et températures l'exigent et que la lie n'a pu être éliminée avant que le liquide soit à consommer. Dès lors, les marchés sont assez différents pour les trois types d'emballages,"A", particulièrement les boîtes et les bouteilles ! Les boîtes, figure 1, peuvent être remplies et serties aux cadences les plus élevées et conviennent aussi pour les autres bières et soft-drinks, avec des couvercles standards comportant une ouverture rapide.
La lie sédimente en 9 dans la rigole périphérique 7.
EMI8.1
Concernant la façon de vider les boîtes, type figure 1 ou figure 2, comme les mini- soutireuses traitant ces boîtes dans les figures 4 et 5 seront trop coûteuses pour bien des consommateurs, il est à noter, qu'on peut aussi obtenir de bons résultats de la sorte : A. La ou les boîtes sont mises à l'intérieur d'un petit réservoir résistant au vide et à
EMI8.2
la pression.
On extrait l'air et le remplace par du C02, de l'azote, ou un mélange N2 + C02 sous la pression qu'il faut, puis on perfore en 4 ou en 6, soit 3, soit 5, situé en bas et, ensuite, 10 et/ou 11, dès que ceci se justifie.
Grâce au perforateur 12 et à l'obturateur 22, on est maître du débit.
En l'absence d'une"mini-soutireuse", on doit utiliser le perforateur (12/13/14 type figure 6, figure 7 ou figure 8), mais dans les débits de boissons, mieux vaut employer une mini-soutireuse ou un appareil à décrire ci-après.
Les couvercles fortement concaves 5-6 des figures 2 et 5, exigent une pose discontinue, lente, le clichage et, seulement ensuite, le sertissage sans limitation de cadence. Cette solution coûteuse ne se justifie pas souvent. Elle permet, par exemple, de tirer profit du brevet belge n 09200802 du 14-09-1992 et P. C. T/EP93/02499, en ayant un épais capteur de lie (papier filtre ou tissu) par exemple-disposé comme une collerette, à la périphérie de celui-ci et donc à proximité de 9.
La mousse est améliorée quand la bière gicle dans un gaz riche en azote
<Desc/Clms Page number 9>
Quand une installation fort légère, moins coûteuse, facile à ranger et à transporter, convient mieux, on place la boîte à percer, amenée à la température qui convient, sans agiter son contenu, à la verticale, dans un morceau de gaîne souple, en plastique, comportant un obturateur à chaque extrémité et, de l'extérieur de la gaîne, ouvre un orifice d'où sort la bière et celui ou ceux permettant à un gaz de pénétrer dans l'espace libre 8 dès que ceci se justifie
L'azote gazeux peut aussi jouer son rôle ici, mais il n'est pas possible de travailler sous pression.
Aussi doit-on réfrigérer la boisson si la tendance à dégager trop de bulles de C02, trop vite, est génante.
A noter que la croissance des levures étant grandement limitée en l'absence d'oxygène, il est facile de limiter la quantité de lie et donc sa nuisance éventuelle.
Le brillant total, exigé des eaux et du Champagne, ne l'est guère des bières
Il est inutile de comparer, ici, les qualités et inconvénients des conteneurs Al-
A2 et A3
Par contre, alors que la vidange des boîtes sera toujours à réaliser au dernier moment, il sera souvent utile d'éliminer la lie des bouteilles avant leur mise en vente Nous réalisons ceci à la main, mais deux types de mécanisation sont possibles :
1) L'obturateur femelle 25 est bloqué dans une douille rotative, à action mécanique.
Ce dispositif dévisse, laisse sortir la lie, et revisse 25 de telle sorte que la lie soit évacuée... vite, bien, sans excès
L'appareil doit être très rapidement réglable.
2) Une mécanisation plus poussée et des résultats plus réguliers exigent : a) que l'obturateur soit du type figure lOx ou X. b) que le cône 30 soit comprimé contre le goulot de la bouteille pendant que l'élément femelle 25 est, en partie, dévissé c) que le support mécanique du cône 30 s'écarte du col de la bouteille afin que la lie s'en échappe d) et l'inverse, évidemment
La précision et la rapidité de l'action de la soupape conique 30 est extrême, d'où l'intérêt majeur de la haute qualité des cônes 30
Des bouteilles en verre utilisées vers 1930, puis vers 1935, pour des eaux minérales gazeuses, comportèrent un obturateur à bille de verre, puis un obturateur à visser, mâle, en ébonite Or ces conteneurs A2 auraient déjà permi d'éliminer la majorité de la lie,
si on avait pensé à cela
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
Les obturateurs des bouteilles en verre, 100 cl, COCA-COLA et PERRIER, sont du type ! -JOb. Pour éliminer à cadence élevée, la lie du goulot des bouteilles munies d'un bouchon type"figure 12", on opère comme suit :
La lie étant accumulée contre le bouchon, on réalise mécaniquement et successivement, les opérations suivantes :
a) Le corps 15 est maintenu vertical, sans agiter le liquide, mais se déplace latéralement, alors que le bouchon et la lie restent dirigés vers le bas b) Une tige verticale vient au contact de l'obturateur cônique (30 ou 30'ou même plan) s'il s'agit d'une rondelle d'étanchéité rigide d'un obturateur à filetage femelle, type figures 1030 lOb, ou 10e, ou tout autre analogue. c) L'élément rotatif 25 avec filetage femelle, est dévissé, mais la tige, passant par l'orifice 35, maintient la bouteille fermée. d) La lie est alors purgée, dégorgée avec un minimum de liquide, vers le bas, quand la tige comprimant la soupape obturant le goulot descend d'une distance"y", réglable, pendant un temps "t" réglable, le volume du liquide évacué étant aussi fonction de la pression dans la bouteille.
e) Les opérations inverses ont lieu et il ne reste qu'à retirer la bouteille, à la rincer et, au besoin, à sceller ou à sertir la jupe, encore intacte, de l'élément
25, avec filetage femelle, du bouchon.
Cette mécanisation est compatible avec les cadences les plus élevées, mais toute fermentation ou refermentation exige une durée d'une semaine à plusieurs mois, selon le cas, le liquide, les microorganismes.