WO2009034079A1 - Systeme d'aspersion de liquide a l'interieur d'une cuve comprenant un dispositif de commande et systeme de fermentation equipe d'un tel systeme d'aspersion - Google Patents

Systeme d'aspersion de liquide a l'interieur d'une cuve comprenant un dispositif de commande et systeme de fermentation equipe d'un tel systeme d'aspersion Download PDF

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WO2009034079A1
WO2009034079A1 PCT/EP2008/061936 EP2008061936W WO2009034079A1 WO 2009034079 A1 WO2009034079 A1 WO 2009034079A1 EP 2008061936 W EP2008061936 W EP 2008061936W WO 2009034079 A1 WO2009034079 A1 WO 2009034079A1
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WO
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axis
along
ejection nozzle
liquid
tank
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/061936
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English (en)
Inventor
Jean-Jacques Sarrat
Original Assignee
Jean-Jacques Sarrat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jean-Jacques Sarrat filed Critical Jean-Jacques Sarrat
Publication of WO2009034079A1 publication Critical patent/WO2009034079A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/021—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements with means for regulating the jet relative to the horizontal angular position of the nozzle, e.g. for spraying non circular areas by changing the elevation of the nozzle or by varying the nozzle flow-rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12G—WINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00—Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/02—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
    • C12G1/0216—Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation with recirculation of the must for pomage extraction

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of liquid spraying devices inside a vessel, in particular for distributing the liquid uniformly over the entire surface of a horizontal section.
  • One application of the invention relates to the spraying of liquid inside a winemaking tank or any type of tank, in particular the industrial storage tanks.
  • the production of a wine comprises a fermentation step of the vintage in a tank.
  • the harvest contained in the tank includes must, that is to say the juice of the grape, on which floats the marc, a solid pile made of skins, seeds and pulp remained trapped.
  • the reassembly step consists in withdrawing the liquid in the lower part of the tank to return it to the pomace cap.
  • the tank is previously emptied of the must that it contained to keep only the hat from Marc.
  • the wort is then reintroduced inside the tank so as to sprinkle the pomace cap.
  • the document FR2 862 241 describes a wine apparatus adapted for the reassembly and unloading steps described above, but also for washing the tank.
  • This device is used to spray liquid through a spray nozzle on the pomace cap, the spray nozzle being oriented so that the trajectory of the sprayed liquid scans the surface of the pomace. For a tank of circular horizontal section and whose liner is centered, the movement of the nozzle describes a spiral.
  • a zigzag movement can be selected.
  • the selected movement is obtained by a combination of a rotary motion, continuous or alternating, along a vertical axis of a column supporting the nozzle and a pivoting movement of the nozzle along an axis transverse to the vertical axis of the device .
  • the maximum amplitude of pivoting of the nozzle, for a given bearing is calculated from the automatic or manual entry of the height of the level of must and the manual entry of the diameter of the tank.
  • the determination of a single maximum amplitude of pivoting step does not allow to distribute uniformly the liquid on the entire surface of the grounds when the chimney is eccentric or when the tank has a non-circular geometry, for example square or rectangular.
  • the purpose of the invention is therefore to propose a system for spraying liquids inside a tank that overcomes the disadvantages mentioned above relating to the embodiments of the prior art, and also to present a fermentation system comprising a fermentation tank equipped with such a liquid spraying system.
  • the invention is defined by a system for spraying liquid inside a vessel comprising a support, a liquid conveying conduit rotatably mounted relative to said support along an axis A1, a nozzle liquid ejection pivotally mounted along an axis A2 with respect to said liquid conveying conduit with which it communicates, a control device being adapted to control the rotation of said liquid conveying conduit with respect to said support along an axis Al , as well as the pivoting of the liquid ejection nozzle with respect to to said liquid conveying conduit along an axis A2, said control device being adapted to vary the maximum amplitude of pivoting of the ejection nozzle along the axis A2, as a function of the angular position of said conveying conduit along the Al axis.
  • the whole of the upper surface of the harvest here the harvest grounds
  • the jet of liquid whatever the geometry of the section of the vessel, circular or rectangular, and whatever the positioning of the upper opening chimney, centered or eccentric. It is thus possible to eject the liquid from said nozzle in a suitable direction along a defined path. The point of impact of the jet of liquid then travels a defined trajectory inside the tank.
  • the region around the intersection between the marc of the harvest and the vertical wall of the tank usually difficult to access, can be properly sprayed by the liquid ejected from the nozzle.
  • the orientation kinematics of the ejection nozzle is such that it follows the maximum amplitude of pivoting of the ejection nozzle as a function of the angular position of said conveying conduit, the point of impact the jet of liquid is capable of substantially describing the line of intersection between the surface of the harvest and the side wall of the vessel.
  • the adaptation of the maximum amplitude of pivoting of the nozzle as a function of the angular position of the conveying conduit thus presents a very important advantage over the prior art for which a single pivot amplitude is defined regardless of the angular position. Thus all the grounds can be sprayed by the liquid ejected by said nozzle.
  • the asparagus marc breaks up under the effect of the jet of liquid and is stirred in the must, which increases the surface of exchange between the marc and the must and improves the taste characteristics of the wine and its homogeneity. Further scanning by the jet makes it possible to maintain this homogenization.
  • the rotational movement of the liquid conveying conduit relative to said support along the axis A1 is a continuous rotation, which makes it possible to simplify the drive means for rotating the conduit. routing avoiding the use of a rotation inverter, while ensuring a maximum surface of marc sprayed by the liquid.
  • control device defines a kinematic orientation of said ejection nozzle so that the trajectory of the point of impact of the jet has a plurality of substantially concentric path portions.
  • the trajectory of the point of impact of the jet may be a succession of circles or ellipses, the largest of which may correspond substantially to the line of intersection between the marc and the vertical wall of the tank and the smaller one may correspond substantially to the point situated in the extension of the axis Al, for an amplitude of rotation of the nozzle almost zero.
  • the trajectory of the point of impact may be a succession of rectangles, the largest of which may correspond substantially to the line of intersection between the marc and the vertical wall of the tank and the smaller can correspond substantially to the point located in the extension of the axis Al, for a pivot amplitude of the nozzle almost zero.
  • the control device defines a kinematic orientation of said ejection nozzle so that the trajectory of the point of impact of the jet is substantially spiral.
  • the trajectory of the point of impact of the jet may comprise portions of the trajectory. substantially concentric not closed but connected to each other continuously, in the form of a spiral.
  • the trajectory of the point of impact of the jet forms a spiral comprising a succession of substantially circular or substantially rectangular turns.
  • the control device advantageously comprises means for calculating the kinematics of orientation of said ejection nozzle.
  • the calculation means determine the kinematics of orienting said ejection nozzle so that the point of impact of the jet follows a path that can traverse the entire surface of the grounds, in particular being able to traverse substantially the line of intersection between the grounds and the vertical wall; of the tank.
  • said kinematic orientation of said ejection nozzle is calculated from a plurality of maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle along the axis A2, as a function of the angular position of said duct. routing along the Al axis.
  • the calculation means determine the orientation kinematics of said nozzle. ejection so as to sprinkle the entire surface of marc.
  • control device may comprise user input means of said plurality of maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle according to the invention.
  • the axis A2 as a function of the angular position of said conveying conduit along the axis A1.
  • This configuration is particularly suitable in the case where these amplitudes are previously known according to the dimensional characteristics of the vessel (vessel diameter, geometry of the vessel). the horizontal section, positioning of the opening chimney) and the harvest height.
  • control device may comprise means for determining said plurality of maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle along the axis A2, as a function of the angular position of said conveying duct along the axis Al.
  • the determination means make it possible to define said plurality of maximum amplitudes.
  • the determination means comprise means for orienting said ejection nozzle by the user along the axis A2, as a function of the angular position of said delivery conduit according to the invention. Al axis.
  • the determination means comprise means for measuring the positioning of the ejection nozzle in a horizontal section of the tank and means for measuring the level of liquid contained in the tank.
  • the calculation means define the kinematic orientation of said ejection nozzle from at least three maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle along the axis A2, as a function of the angular position of said duct.
  • This determination of three maximum amplitudes, particularly adapted to vessels of circular horizontal section, makes it possible to simplify the step of determining the maximum amplitudes as a function of the angular position of said conveying duct along the axis. al.
  • the calculation means define the orientation kinematics of said ejection nozzle from at least four maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle along the axis A2, as a function of the angular position of said air duct.
  • This determination of four maximum amplitudes, particularly adapted to rectangular horizontal section vessels, makes it possible to simplify the step of determining maximum amplitudes as a function of the angular position of said conveying duct along the axis.
  • the kinematic orientation of said ejection nozzle is calculated from the type of horizontal section geometry of the vessel, among a circular geometry and a rectangular geometry.
  • the trajectory of the point of impact of the jet can be adapted to the geometry of the tank.
  • the trajectory of the point of impact of the jet corresponds substantially to a succession of circles or ellipses substantially concentric, closed perimeter, or open perimeter in the form of substantially circular turns.
  • the trajectory of the point of impact of the jet corresponds to a succession of substantially concentric rectangles, of closed or open perimeter in the form of substantially rectangular turns.
  • control device may comprise means for selecting the type of geometry of the vessel between a circular horizontal section geometry and a rectangular horizontal section geometry.
  • the user can select the geometry of the tank so that the kinematic orientation of the ejection nozzle is adapted to the geometry of the tank.
  • the invention also relates to a fermentation system for viniculture comprising a fermentation tank equipped with a liquid spraying system having the above characteristics.
  • control device is not limited to spraying in liquid the harvest of a fermentation tank. It can be used to spray any type of surface, solid or liquid, contained by any type of tank. It can also be used for cleaning the interior walls of the tanks, whether fermentation tanks or industrial storage tanks.
  • Figure 1 is a side view schematically showing a tank containing liquid on which is fixed a liquid spray system according to the invention
  • Figure 2a is a perspective view of the sprinkler system according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figure 2b is a view of a single-jet nozzle that can equip the spray system
  • Figure 3 is a perspective view of a portion of the sprinkler system according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figures 4a, 4b and 4c are top views of a vessel of circular horizontal section comprising an eccentric chimney;
  • FIG. 5 is a schematic view of a tank provided with a spraying system according to the invention (not shown) measuring several maximum amplitudes of pivoting of the nozzle according to the angular position of the conduit for a fixed bearing;
  • FIGS. 6a and 6b are schematic views of a tank provided with a spray system according to the invention (not shown) measuring, for an angular position of the determined conveying conduit, a maximum amplitude of pivoting of the nozzle for a determined lower bearing (FIG. 6a) and a maximum pivoting amplitude of the nozzle for a determined upper bearing (FIG. 6b);
  • Figures 7a, 7b and 7c are top views of a rectangular horizontal section tank having an eccentric chimney.
  • the liquid spraying system 2 is designed to be disposed at the top of a fermentation tank 1, as shown schematically in FIG. example of a tank 1 of circular horizontal section, the tank 1 comprises a cylindrical side wall 7, a bottom wall of the tank, supports for the tank 1 to rest on the ground, an upper wall 8 here of frustoconical shape .
  • the upper wall 8 is fixed by its large diameter to the side wall 7 and its small diameter to a chimney 6 of upper opening, of cylindrical shape, disposed at the top of the tank 1.
  • the chimney 6 is given here as a for example, a tank 1 may indeed not have a chimney 6 opening but an opening hatch connected to the small diameter of the upper wall 8.
  • the fermentation tank 1 is filled with harvest 3 having a liquid portion 5 corresponding to the grape juice, called wort 5, on which floats a solid agglomerate composed of skins of grapes, seed and pulp remained trapped, called marc hat 4 .
  • the vat 1 comprises a tap withdrawal 14 connected to the lower part of the tank 1 and allowing either to suck the liquid part 5 through the valve 14 to reinject it inside the tank 1 on the solid part 4 from the chimney 6 as in the case of a reassembly, or to evacuate the liquid part 5 in order to operate for example a load shedding.
  • the spraying system 2 which will be described in detail later, makes it possible to inject liquid in jet form into the vessel 1 along a determined path of orientation of the jet.
  • FIGS. 2a, 2b and 3 show a spraying system 2 comprising a control device 15 according to the invention.
  • the spraying system 2 comprises a support 13 for attachment to the chimney 6 of the vessel 1, a liquid inlet conduit 12 connected to one end of a liquid conveying conduit 10. The other end of the conduit 10 is connected to a nozzle ejection 9, 9 'of liquid through a flexible conduit 11 connection.
  • the ejection nozzle 9, 9 ' may, depending on its design, ensure the ejection of several jets 9 of liquid ( Figure 2a) or a single jet 9' ( Figure 2b).
  • the routing duct 10 is rotatably mounted relative to the support 13 along an axis Al, preferably corresponds to its own axis of revolution.
  • the ejection nozzle 9, 9 ' is pivotally mounted along an axis A2 with respect to the conveyance duct 10.
  • FIG 3 shows the spraying system 2 comprising motor means 16, 17 for driving in rotation of the conveying conduit 10 and pivoting of the ejection nozzle 9, 9 '.
  • a geared motor 17 makes it possible to rotate the conveying duct 10 and an electric jack 16 causes the nozzle to pivot.
  • the rotation of the conveying duct 10 can be a continuous rotation, which makes it possible to avoid the use of a rotation inverter and thus to simplify the operation of the spraying system 2.
  • the axis Al is oriented perpendicular to the surface of the grape 3.
  • the axis A2 is oriented from in such a way as to be substantially perpendicular to the axis A1.
  • the angle of rotation of the conveying conduit 10 along the axis A1 defines an angular position denoted CC, and the angle of rotation of the nozzle 9, 9 'according to FIG. axis A2 and with respect to the axis Al is noted ⁇ .
  • ⁇ is zero when the orientation of the ejection nozzle 9, 9 'substantially coincides with the axis Al.
  • the jet of liquid is substantially perpendicularly impacting the surface of the harvest 3.
  • the maximum angle of pivoting of the nozzle 9, 9 'for a given angular position CC is noted ⁇ m and corresponds to the maximum amplitude of pivoting.
  • the spraying system 2 also comprises a control device 15 which makes it possible to synchronously control the rotation of the conveying conduit 10 along the axis A1 and the pivoting of the ejection nozzle 9, 9 'along the axis A2.
  • the control device 15 adapts the maximum amplitude ⁇ m of pivoting of the nozzle 9, 9 'according to the A2 axis according to the angular position CC of the routing conduit 10 along the axis Al.
  • the control device 15 will now be presented in more detail, in its configuration for controlling a winding operation, with reference to FIGS. 4a, 4b, 4c and 5.
  • the wort 5 is sucked down the tank 1 to be reinjected into the tank 1 by the spraying system 2 according to a kinematic orientation of the nozzle.
  • the kinematic orientation of the nozzle 9, 9 'must be adapted to spray the entire surface of the grounds 4.
  • Figure 4a shows a top view of the tank 1 having an eccentric chimney 6, for which the trajectory 40 of the point of impact of the jet comprises a plurality of circular trajectory portions and closed perimeters.
  • trajectory 40 is defined for a pitch of substantially constant height.
  • the portion 40a has the largest radius and corresponds substantially to that of the circular section of the side wall 7 of the vessel 1.
  • the trajectory portions 40b, 40c, 40d have a radius which decreases progressively until it presents, here for the portion 40d, a virtually zero radius for which the jet impinges the surface of the pomace 4 substantially perpendicularly.
  • the passage from one portion of trajectory to another can be done by following, for example, the portion of the connecting path 40e that is substantially radial.
  • Figure 4b shows another possible trajectory that corresponds to the preferred embodiment of the invention.
  • This trajectory 41 is of the spiral type and comprises a plurality of turns.
  • the turn 41a substantially describes the side wall 7 of the tank 1.
  • the turn 41d has a radius almost zero and coincides with an impact of the jet substantially perpendicular to the surface of the grounds 4.
  • the trajectory 40, 41 of the point of Jet impact can range from larger radius portions to smaller radius portions or vice versa.
  • the trajectory of the point of impact described above depends of course on the orientation kinematics of the ejection nozzle 9, 9 '.
  • the control device 15 comprises means for calculating the orientation kinematics of said nozzle. For a vessel 1 of circular section, at least three angular positions of the conveying conduit 10 preferably successively separated by an angle of 90 °, each defining a maximum amplitude, are chosen for the calculation of the orientation kinematics of said nozzle .
  • the fourth maximum amplitude is then obtained in a conventional manner by simple calculation of trigonometry. From these defined maximum amplitudes ⁇ m , the calculation means determine a set of maximum amplitudes ⁇ m as a function of the angular position CC, for a set of angular positions CC ranging from 0 ° to 360 °. This set of maximum amplitudes thus makes it possible to obtain the trajectory portion 40a, 41a for which the point of impact of the jet follows the perimeter of the horizontal section of the vessel 1. Then the calculation means determine the entire trajectory of the point impact of the jet 40, 41 so as to sweep the entire surface of the grounds 4.
  • control device 15 may comprise input means enabling the user to define the maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle 9, 9 '.
  • the device may comprise means for determining the maximum amplitudes of pivoting of the ejection nozzle 9, 9 '.
  • the determination means comprise means for orientation by the user of the nozzle.
  • the user orients the nozzle 9, 9 'in the direction of the intersection between the side wall 7 and the pomace. 4 for a given angular position.
  • the user uses the orientation means of the nozzle 9, 9 'so that the point of impact of the jet is substantially at the intersection between the side wall 7 and the marc 4.
  • this first maximum amplitude ⁇ m i determined the operation is repeated for at least two other angular positions, each being separated from the previous by an angle of 90 °. This gives at least three maximum amplitudes. Note that the user can advantageously use the lamp 18 which illuminates the interior of the tank 1 so as to define precisely the desired maximum amplitude.
  • the determination means comprise means for measuring the positioning of the stack 6 in the horizontal section of the vessel 1, as well as means for measuring the harvest height 3.
  • the means of measurement may be optical or ultrasonic telemeters.
  • the means for measuring the level of harvest 3 can also be pressure sensors at the bottom of the tank 1, for example piezoelectric or capacimetric sensors. For at least three angular positions successively separated by 90 °, the positioning measuring means determine the distance separating in particular the delivery duct 10 from the side wall 7. Then for each angular position, the corresponding maximum amplitude is calculated by simple trigonometric calculation from the positioning distance and the harvest height 3.
  • the height level of the harvest 3 remains substantially constant since the liquid sucked into the bottom of the tank 1 is reinjected into the tank 1 by the sprinkler system 2.
  • the trajectory of the point d impact of the jet remains contained in a horizontal section of substantially constant height.
  • a plurality of maximum amplitudes is therefore defined for a height, or plateau, determined.
  • Figures 6a and 6b show a fermentation tank during a load shedding operation.
  • the unloading consists of emptying the main fermentation tank 1 of the must which is stored in a secondary tank. It remains in the main tank 1 that the cap of marc 4.
  • the wort 5 is then reintroduced into the main tank 1 through the sprinkler system 2. So as to spray the entire surface of the marc 4 as you go As the harvesting height 3 increases, the calculation means determine the kinematics of orientation of the nozzle 9, 9 ', dynamically, from a plurality of maximum amplitudes measured for a given harvest height, for example when the tank is emptied (FIG. 6a) and means for dynamically measuring the harvest height.
  • the trajectory of the point of impact of the jet describes the entire surface of the harvest.
  • the trajectory is thus of helical type.
  • the means for measuring the liquid height may comprise the range finders described above or flow meters which, as a function of the flow of liquid introduced into the tank and the dimensions of the tank, to determine the harvest height.
  • the calculation means determine the orientation kinematics of the nozzle 9, 9 'from two pluralities of maximum amplitudes, each for a different bearing, and from the means of dynamic measurement of the harvest height.
  • the determination of a second plurality of maximum amplitudes makes it possible to calculate more precisely the orientation kinematics of the nozzle 9, 9 '.
  • the first bearing may correspond to the situation before filling (FIG. 6a) and the second bearing after filling (FIG. 6b).
  • a first plurality of maximum amplitudes ⁇ m - f n is determined as before, where n is an integer between 1 and at least 3, depending on the angular position CC n •
  • a second plurality of maximum amplitudes is determined, therefore for a lower bearing, and according to the same angular positions CC n .
  • the calculation means then determine a kinematic orientation of the nozzle 9, 9 'so as to obtain a trajectory 40, 41 of the point of impact of the nozzle which sweeps the entire surface of the harvest, as the harvest height 3 increases in the tank 1.
  • vessel geometry 1 may exist, for example a vessel 1 of square or rectangular horizontal section (FIGS. 7a, 7b and 7c).
  • a vessel 1 of square or rectangular horizontal section (FIGS. 7a, 7b and 7c).
  • a square section is only a special case of a rectangular section, so we will consider only the general case of the rectangular section.
  • the chimney 6 can be indifferently centered or eccentric.
  • the calculation means determine a kinematic orientation of the nozzle 9, 9 'so as to adapt to the geometry of the section.
  • the kinematics of orientation is determined from at least four maximum amplitudes of pivoting of the nozzle 9, 9 'as a function of the angular position of the conveying duct 10.
  • Figure 7a shows a top view of a tank 1 of rectangular horizontal section with an eccentric chimney 6.
  • n is between 1 and at least 4
  • the maximum amplitude ⁇ m n is determined by the input means or the determination means, according to the embodiment of the invention.
  • three angular positions may be sufficient if at least two of said three angular positions are located along a diagonal of the rectangular section of the vessel.
  • the fourth angular position, as well as the corresponding maximum amplitude is deduced by simple trigonometric calculation.
  • the calculation means need four additional maximum amplitudes ⁇ m i2, ⁇ m 23, ⁇ m 34, ⁇ m 4 i, for the angular positions CC12, CC23, CC 34 and OC41 corresponding to the four vertices of the horizontal section of the vessel 1. These additional angles are obtained by simple arithmetic and trigonometric calculation from the first four maximum amplitudes ⁇ m i, ⁇ m 2, ⁇ m 3, ⁇ m 4 previously defined.
  • the calculation means determine a trajectory for reassembly, or a set of trajectories for unloading, as shown in Figures 7b and 7c.
  • FIG. 7b shows a trajectory comprising a plurality of substantially rectangular portions of variable dimensions and therefore the largest one substantially follows the perimeter of the horizontal section of the tank 1.
  • FIG. 7c shows a spiral-type trajectory whose turns have a substantially rectangular shape. These trajectory configurations make it possible to scan the entire surface of the grounds 4.
  • the device of FIG. control 15 may include means for user selection of the type of section geometry, from a circular section or a rectangular section.
  • the calculation means can determine an ejection nozzle orientation kinematics 9, 9 'such as a trajectory portion 40a; 41a; 50a; 51a described by the point of impact of the jet may coincide substantially with the perimeter of the side wall 7 of the vessel 1, for a given bearing.
  • the invention is not limited to winding and unloading operations that have just been described but can be used for any cleaning operation of any type of tank 1.
  • the maximum amplitudes can be defined in different ways. , depending on the objective sought by the user. For example, the maximum amplitude can no longer be defined as being substantially the intersection between the pomace 4 and the side wall 7 of the vessel 1, but as the intersection between the upper wall 8 of the vessel 1 and the side wall 7.
  • the use of a multijet nozzle 9, in particular having a second jet arranged so as to spraying the upper wall 8 may be particularly advantageous.
  • the invention is not limited to being disposed at the top of a tank 1. It can be attached to other openings of the vessel 1, in particular openings disposed in the vertical wall 7 of the vessel 1.
  • control device 15 As well as to the spraying system 2 comprising such a control device 15, which have just been described as examples only. limiting.

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Abstract

L'invention concerne un système d'aspersion (2) de liquide à l'intérieur d'une cuve (1). Le but de l'invention est de définir une trajectoire du point d'impact du jet balayant l'ensemble d'une surface déterminée, quelle que soit la géométrie de ladite surface. Ce but est atteint par un système d'aspersion (2) comprenant un dispositif de commande (15) apte à faire varier l'amplitude maximale de pivotement de la buse d'éjection (9) selon un second axe (A2), en fonction de la position angulaire du conduit d'acheminement (10) selon un premier axe (A1).

Description

SYSTEME D'ASPERSION DE LIQUIDE A L'INTERIEUR D'UNE CUVE
COMPRENANT UN DISPOSITIF DE COMMANDE ET SYSTEME DE
FERMENTATION EQUIPE D'UN TEL SYSTEME D'ASPERSION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte d'une façon générale au domaine des dispositifs d'aspersion de liquide à l'intérieur d'une cuve, en particulier destinés à distribuer uniformément le liquide sur toute la surface d'une section horizontale.
Une application de l'invention concerne l'aspersion de liquide à l'intérieur d'une cuve de vinification ou de tout type de cuve, notamment les cuves de stockage industriel.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
D'une manière générale, l'élaboration d'un vin comporte une étape de fermentation de la vendange dans une cuve. La vendange contenue dans la cuve comprend du moût, c'est-à-dire du jus du raisin, sur lequel surnage le marc, un amas solide fait de peaux, de pépins et de pulpes restées prisonnières. Dans le but d'augmenter et d'homogénéiser la couleur, les tanins et les arômes du vin, il est habituel d'opérer des étapes de remontage et de délestage. L'étape de remontage consiste à soutirer le liquide dans la partie inférieure de la cuve pour le renvoyer sur le chapeau de marc. Dans l'étape de délestage, la cuve est préalablement vidée du moût qu'elle contenait pour ne garder que le chapeau de marc. Le moût est ensuite réintroduit à l'intérieur de la cuve de manière à asperger le chapeau de marc. Dans ces deux étapes, pour se protéger de l'émanation de gaz carboniques générés par la fermentation mais aussi pour disperser le liquide de manière homogène sur le marc, il est connu d'utiliser un appareil vinicole fixé à la cheminée d' ouverture supérieure de la cuve de manière à asperger le marc suivant un mouvement régulier . Ainsi le document FR2 862 241 décrit un appareil viticole adapté pour les étapes de remontage et de délestage précédemment décrites, mais aussi pour le lavage de la cuve. Ce dispositif permet de pulvériser du liquide par une buse de projection sur le chapeau de marc, la buse de projection étant orientée de manière à ce que la trajectoire du liquide pulvérisé balaye la surface du marc. Pour une cuve de section horizontale circulaire et dont la chemisée est centrée, le mouvement de la buse décrit une spirale. Dans le cas d'une cuve circulaire à cheminée excentrée, un mouvement en zigzag peut être sélectionné. Le mouvement sélectionné est obtenu par une combinaison d'un mouvement rotatif, continu ou alterné, suivant un axe vertical d'une colonne supportant la buse et d'un mouvement de pivotement de la buse selon un axe transversal à l'axe vertical du dispositif. L'amplitude maximale de pivotement de la buse, pour un palier donné, est calculée à partir de la saisie automatique ou manuelle de la hauteur du niveau de moût et de la saisie manuelle du diamètre de la cuve. Cependant, la détermination d'une amplitude maximale unique de pivotement par palier ne permet pas de distribuer uniformément le liquide sur toute la surface du marc lorsque la cheminée est excentrée ou lorsque la cuve présente une géométrie non circulaire, par exemple carrée ou rectangulaire. Or, il est essentiel que le moût éjecté par la buse balaye de manière uniforme toute la surface du chapeau de marc afin d'éviter la création de cheminements préférentiels de liquide qui nuirait à l'homogénéité des caractéristiques gustatives du vin.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L' invention a donc pour but de proposer un système d'aspersion de liquide à l'intérieur d'une cuve remédiant aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs aux réalisations de l'art antérieur, et également de présenter un système de fermentation comprenant une cuve de fermentation équipée d'un tel système d'aspersion de liquide.
Pour ce faire, l'invention est définie par un système d'aspersion de liquide à l'intérieur d'une cuve comprenant un support, un conduit d'acheminement de liquide monté en rotation par rapport audit support selon un axe Al, une buse d'éjection de liquide montée pivotante selon un axe A2 par rapport audit conduit d'acheminement de liquide avec lequel elle communique, un dispositif de commande étant adapté à commander la rotation dudit conduit d'acheminement de liquide par rapport audit support selon un axe Al, ainsi que le pivotement de la buse d'éjection de liquide par rapport audit conduit d'acheminement de liquide selon un axe A2 , ledit dispositif de commande étant adapté à faire varier l'amplitude maximale de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al.
Ainsi, dans le cas préféré d'une application de l'invention au domaine vinicole, l'ensemble de la surface supérieure de la vendange, ici le marc de vendange, peut de ce fait être balayé par le jet de liquide quelle que soit la géométrie de la section de la cuve, circulaire ou rectangulaire, et quel que soit le positionnement de la cheminée d' ouverture supérieure, centré ou excentré. Il est ainsi possible d'éjecter le liquide de ladite buse dans une direction adéquate selon une trajectoire définie. Le point d'impact du jet de liquide parcourt alors une trajectoire définie à l'intérieur de la cuve. En particulier, la région autour de l'intersection entre le marc de la vendange et la paroi verticale de la cuve, habituellement difficile d'accès, peut être correctement aspergée par le liquide éjecté de la buse. En effet, lorsque la cinématique d'orientation de la buse d'éjection est telle qu'elle suit l'amplitude maximale de pivotement de la buse d'éjection en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement, le point d'impact du jet de liquide est capable de décrire sensiblement la ligne d' intersection entre la surface de la vendange et la paroi latérale de la cuve. L'adaptation de l'amplitude maximale de pivotement de la buse en fonction de la position angulaire du conduit d' acheminement présente donc un avantage très important par rapport à l'art antérieur pour lequel une amplitude de pivotement unique est définie quelle que soit la position angulaire. Ainsi l'ensemble du marc peut être aspergé par le liquide éjecté par ladite buse. Le marc aspergé se rompt sous l'effet du jet de liquide et est brassé dans le moût, ce qui augmente la surface d'échange entre le marc et le moût et améliore les caractéristiques gustatives du vin et son homogénéité. La poursuite du balayage par le jet permet de maintenir cette homogénéisation.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le mouvement de rotation du conduit d' acheminement de liquide par rapport audit support selon l'axe Al est une rotation continue, ce qui permet de simplifier les moyens d'entraînement en rotation du conduit d'acheminement en évitant l'utilisation d'un inverseur de rotation, tout en assurant une surface maximale de marc aspergé par le liquide.
De préférence, le dispositif de commande définit une cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection de manière à ce que la trajectoire du point d'impact du jet présente une pluralité de portions de trajectoire sensiblement concentriques.
Ainsi, dans l'exemple d'une cuve de section horizontale circulaire, la trajectoire du point d'impact du jet peut être une succession de cercles ou d'ellipses dont le plus grand peut correspondre sensiblement à la ligne d' intersection entre le marc et la paroi verticale de la cuve et le plus petit peut correspondre sensiblement au point situé dans le prolongement de l'axe Al, pour une amplitude de pivotement de la buse quasi nulle. Dans le cas d'une cuve de section horizontale rectangulaire, la trajectoire du point d'impact peut être une succession de rectangles dont le plus grand peut correspondre sensiblement à la ligne d' intersection entre le marc et la paroi verticale de la cuve et le plus petit peut correspondre sensiblement au point situé dans le prolongement de l'axe Al, pour une amplitude de pivotement de la buse quasi nulle. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de commande définit une cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection de manière à ce que la trajectoire du point d'impact du jet soit sensiblement en spirale. A la différence d'une trajectoire faite d'une pluralité de portions de trajectoires sensiblement concentriques telle que décrite précédemment où les portions de trajectoires sont sensiblement fermées, il peut être avantageux que la trajectoire du point d'impact du jet comporte des portions de trajectoire sensiblement concentriques non fermées mais reliées les unes aux autres de manière continues, sous forme de spirale. Selon la géométrie de la section horizontale de la cuve, la trajectoire du point d'impact du jet forme une spirale comportant une succession de spires sensiblement circulaires ou sensiblement rectangulaires .
Ces configurations de la trajectoire du point d'impact du jet offrent l'avantage d'être particulièrement adaptée aux différentes géométries de cuve, de section horizontale circulaire ou rectangulaire, et est particulièrement simple à mettre en œuvre .
Le dispositif de commande comprend avantageusement des moyens de calcul de la cinématique d' orientation de ladite buse d'éjection.
Ainsi à partir de la détermination de l'amplitude maximale de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2 en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al, les moyens de calcul déterminent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection de manière à ce que le point d'impact du jet suive une trajectoire pouvant parcourir l'ensemble de la surface du marc, en particulier pouvant parcourir sensiblement la ligne d' intersection entre le marc et la paroi verticale de la cuve.
De préférence, ladite cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection est calculée à partir d'une pluralité d'amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al.
Ainsi, à partir de quelques amplitudes maximales de pivotement de la buse selon l'axe A2 en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al, les moyens de calcul déterminent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection de manière à asperger l'ensemble de la surface de marc.
Avantageusement, le dispositif de commande selon l'invention peut comprendre des moyens de saisie par l'utilisateur de ladite pluralité d'amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. Cette configuration est particulièrement adaptée au cas où ces amplitudes sont préalablement connues selon les caractéristiques dimensionnelles de la cuve (diamètre de la cuve, géométrie de la section horizontale, positionnement de la cheminée d'ouverture) et la hauteur de vendange .
Alternativement ou simultanément, le dispositif de commande peut comprendre des moyens de détermination de ladite pluralité d'amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. En l'absence de connaissance préalable des amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, les moyens de détermination permettent de définir ladite pluralité d' amplitudes maximales .
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de détermination comprennent des moyens d'orientation de ladite buse d'éjection par l'utilisateur selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. Ainsi, l'utilisateur peut facilement adapter la trajectoire du point d'impact de la cuve afin d'obtenir la trajectoire voulue.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de détermination comprennent des moyens de mesure du positionnement de la buse d'éjection dans une section horizontale de la cuve et des moyens de mesure du niveau de liquide contenu dans la cuve. Ces moyens de mesure de positionnement et de mesure de niveau de liquide permettent de déterminer avec précision l'amplitude maximale de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2 en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al, ce qui optimise la surface du marc balayée par le point d'impact du jet de liquide.
Avantageusement, les moyens de calcul définissent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection à partir d'au moins trois amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. Cette détermination de trois amplitudes maximales, particulièrement adaptée aux cuves de section horizontale circulaire, permet de simplifier l'étape de détermination des amplitudes maximales en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al.
Avantageusement, les moyens de calcul définissent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection à partir d'au moins quatre amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection selon l'axe A2, en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. Cette détermination de quatre amplitudes maximales, particulièrement adaptée aux cuves de section horizontale rectangulaire, permet de simplifier l'étape de détermination des amplitudes maximales en fonction de la position angulaire dudit conduit d'acheminement selon l'axe Al. De préférence, la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection est calculée à partir du type de géométrie de section horizontale de la cuve, parmi une géométrie circulaire et une géométrie rectangulaire. Ainsi la trajectoire du point d'impact du jet peut être adaptée à la géométrie de la cuve. Par exemple, pour une cuve de géométrie circulaire, il est avantageux bien entendu que la trajectoire du point d'impact du jet corresponde sensiblement à une succession de cercles ou d'ellipses sensiblement concentriques, de périmètre fermé, ou de périmètre ouvert sous forme de spires sensiblement circulaires. Pour une cuve de géométrie rectangulaire, il est avantageux que la trajectoire du point d'impact du jet corresponde à une succession de rectangles sensiblement concentriques, de périmètre fermé ou ouvert sous forme de spires sensiblement rectangulaires.
Avantageusement, le dispositif de commande peut comprendre des moyens de sélection du type de géométrie de la cuve entre une géométrie de section horizontale circulaire et une géométrie de section horizontale rectangulaire. Ainsi, l'utilisateur peut sélectionner la géométrie de la cuve de manière à ce que la cinématique d'orientation de la buse d'éjection soit adaptée à la géométrie de la cuve.
L' invention concerne également un système de fermentation pour la viniculture comprenant une cuve de fermentation équipée d'un système d'aspersion de liquide présentant les caractéristiques précédentes.
Bien entendu, le dispositif de commande n'est nullement limité à asperger en liquide la vendange d'une cuve de fermentation. Il peut être utilisé pour asperger tout type de surface, solide ou liquide, contenu par tout type de cuve. Il peut également être utilisé pour le nettoyage des parois intérieures des cuves, que ce soit des cuves de fermentation ou des cuves de stockage industriel. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation préférés de l'invention, en se référant aux dessins annexés, parmi lesquels :
La figure 1 est une vue de côté représentant schématiquement une cuve contenant du liquide sur laquelle est fixé un système d'aspersion de liquide conformément à l'invention ;
La figure 2a est une vue en perspective du système d' aspersion selon un mode de réalisation préféré de 1' invention ;
La figure 2b est une vue d'une buse monojet pouvant équiper le système d'aspersion ;
La figure 3 est une vue en perspective d'une partie du système d'aspersion selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
Les figures 4a, 4b et 4c sont des vues de dessus d'une cuve de section horizontale circulaire comprenant une cheminée excentrée ;
La figure 5 est une vue schématique d'une cuve munie d'un système d'aspersion selon l'invention (non représenté) mesurant plusieurs amplitudes maximales de pivotement de la buse en fonction de la position angulaire du conduit d'acheminement pour un palier déterminé ;
Les figures 6a et 6b sont des vues schématiques d'une cuve munie d'un système d'aspersion selon l'invention (non représenté) mesurant, pour une position angulaire du conduit d'acheminement déterminé, une amplitude maximale de pivotement de la buse pour un palier inférieur déterminé (figure 6a) et une amplitude maximale de pivotement de la buse pour un palier supérieur déterminé (figure 6b) ;
Les figures 7a, 7b et 7c sont des vues de dessus d'une cuve de section horizontale rectangulaire ayant une cheminée excentrée.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Dans le cas préféré d'une application de l'invention au domaine vinicole, le système d'aspersion 2 de liquide est conçu pour être disposé au sommet d'une cuve 1 de fermentation, comme l'illustre schématiquement la figure 1. Dans l'exemple d'une cuve 1 de section horizontale circulaire, la cuve 1 comporte une paroi latérale 7 cylindrique, une paroi de fond de cuve, des supports permettant à la cuve 1 de reposer sur le sol, une paroi supérieure 8 ici de forme tronconique. La paroi supérieure 8 est fixée par son grand diamètre à la paroi latérale 7 et par son petit diamètre à une cheminée 6 d'ouverture supérieure, de forme cylindrique, disposée au sommet de la cuve 1. La cheminée 6 est donnée ici à titre d'exemple, une cuve 1 peut en effet ne pas comporter de cheminée 6 d'ouverture mais une trappe d'ouverture raccordée au petit diamètre de la paroi supérieure 8.
La cuve 1 de fermentation est remplie de vendange 3 présentant une partie liquide 5 correspondant au jus de raisin, appelée moût 5, sur laquelle surnage un agglomérat solide composée de peaux de raisins, de pépins et de pulpes restées prisonnières, appelé chapeau de marc 4.
Dans le but d'augmenter et d'homogénéiser la couleur, les tanins et les arômes du vin, il est essentiel de fragmenter le chapeau de marc 4 et de le brasser avec le moût 5. De façon classique, la cuve 1 comprend un robinet de soutirage 14 connecté à la partie inférieure de la cuve 1 et permettant soit d'aspirer la partie liquide 5 par le robinet 14 pour la réinjecter à l'intérieur de la cuve 1 sur la partie solide 4 à partir de la cheminée 6 comme dans le cas d'un remontage, soit d'évacuer la partie liquide 5 dans le but d'opérer par exemple un délestage. Le système d'aspersion 2, qui sera décrit en détail ultérieurement, permet d'injecter du liquide sous forme de jet à l'intérieur de la cuve 1 selon une trajectoire déterminée d'orientation du jet. En particulier, la trajectoire du point d'impact du jet permet de balayer l'ensemble de la surface du chapeau de marc 4 de vendange 3 dans le but de le briser et de brasser le marc 4 fragmenté avec le moût 5. La poursuite du balayage de la surface de la vendange 3 par le jet permet d'éviter au marc 4 de former à nouveau un chapeau et de maintenir l'homogénéisation du vin par un brassage continu. Les figures 2a, 2b et 3 montrent un système d'aspersion 2 comportant un dispositif de commande 15 conforme à l'invention. Le système d'aspersion 2 comprend un support 13 de fixation à la cheminée 6 de la cuve 1, un conduit d'entrée 12 de liquide connecté à une extrémité d'un conduit d'acheminement 10 de liquide. L'autre extrémité du conduit d'acheminement 10 est reliée à une buse d'éjection 9, 9' de liquide par l'intermédiaire d'un conduit flexible 11 de raccord. La buse d'éjection 9, 9' peut, en fonction de sa conception, assurer l'éjection de plusieurs jets 9 de liquide (figure 2a) ou d'un unique jet 9' (figure 2b) . Le conduit d'acheminement 10 est monté en rotation par rapport au support 13 selon un axe Al, correspond de préférence à son propre axe de révolution. La buse d'éjection 9, 9' est montée pivotante selon un axe A2 par rapport au conduit d'acheminement 10.
La figure 3 montre le système d'aspersion 2 comprenant des moyens moteurs 16, 17 permettant l'entraînement en rotation du conduit d'acheminement 10 et en pivotement de la buse d'éjection 9, 9' . Un motoréducteur 17 permet d'assurer la rotation du conduit d'acheminement 10 et un vérin 16 électrique entraîne le pivotement de la buse. La rotation du conduit d'acheminement 10 peut être une rotation continue, ce qui permet d'éviter l'utilisation d'un inverseur de rotation et donc de simplifier le fonctionnement du système d'aspersion 2.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'axe Al est orienté de manière perpendiculaire à la surface de la vendange 3. L'axe A2 est orienté de manière à être sensiblement perpendiculaire à l'axe Al. L'angle de rotation du conduit d'acheminement 10 selon l'axe Al définit une position angulaire notée CC, et l'angle de pivotement de la buse 9, 9' selon l'axe A2 et par rapport à l'axe Al est noté θ. Ainsi θ est nul lorsque l'orientation de la buse d'éjection 9, 9' coïncide sensiblement avec l'axe Al. Le jet de liquide vient dans ce cas impacter de manière sensiblement perpendiculaire la surface de la vendange 3. L'angle maximale de pivotement de la buse 9, 9' pour une position angulaire CC donnée est notée θm et correspond à l'amplitude maximale de pivotement.
Le système d'aspersion 2 comprend également un dispositif de commande 15 qui permet de commander de manière synchrone la rotation du conduit d'acheminement 10 selon l'axe Al et le pivotement de la buse d'éjection 9, 9' selon l'axe A2. De manière à définir une trajectoire du point d'impact du jet déterminée qui optimise la surface de marc 4 balayée par le liquide, le dispositif de commande 15 adapte l'amplitude maximale θm de pivotement de la buse 9, 9' selon l'axe A2 en fonction de la position angulaire CC du conduit d'acheminement 10 selon l'axe Al.
Le dispositif de commande 15 va maintenant être présenté plus en détail, dans sa configuration permettant de piloter une opération de remontage, en référence aux figures 4a, 4b, 4c et 5. Lors du remontage, du moût 5 est aspiré en bas de cuve 1 pour être réinjecté dans la cuve 1 par le système d'aspersion 2 selon une cinématique d'orientation de la buse. Dans le cas d'une cuve 1 de section horizontale circulaire dont la cheminée 6 est excentrée, la cinématique d'orientation de la buse 9, 9' doit être adaptée pour asperger l'ensemble de la surface du marc 4. Par exemple, la figure 4a montre une vue de dessus de la cuve 1 présentant une cheminée 6 excentrée, pour laquelle la trajectoire 40 du point d'impact du jet comprend une pluralité de portions de trajectoire circulaires et de périmètres fermés. Notons que la trajectoire 40 est définie pour un palier de hauteur sensiblement constante. La portion 40a présente le rayon le plus grand et correspond sensiblement à celui de la section circulaire de la paroi latérale 7 de la cuve 1. Les portions de trajectoire 40b, 40c, 4Od présentent un rayon qui diminue progressivement jusqu'à présenter, ici pour la portion 4Od, un rayon quasi nul pour lequel le jet impacte la surface du marc 4 de manière sensiblement perpendiculaire. Le passage d'une portion de trajectoire à une autre peut se faire en suivant par exemple la portion de trajectoire de raccord 40e sensiblement radiale. La figure 4b montre une autre trajectoire possible qui correspond au mode de réalisation préféré de l'invention. Cette trajectoire 41 est de type spirale et comprend une pluralité de spires. La spire 41a décrit sensiblement la paroi latérale 7 de la cuve 1. La spire 41d présente un rayon quasi nul et coïncide avec un impact du jet sensiblement perpendiculaire à la surface du marc 4. Bien entendu, la trajectoire 40, 41 du point d'impact du jet peut aller des portions de plus grand rayon aux portions de plus petit rayon ou inversement. La trajectoire du point d'impact décrite ci-dessus dépend bien entendu de la cinématique d' orientation de la buse d'éjection 9, 9' . Le dispositif de commande 15 comprend des moyens de calcul de la cinématique d'orientation de ladite buse. Pour une cuve 1 de section circulaire, au moins trois positions angulaires du conduit d'acheminement 10 de préférence séparées successivement par un angle de 90°, définissant chacune une amplitude maximale, sont choisies pour le calcul de la cinématique d'orientation de ladite buse. Trois positions angulaires du conduit d'acheminement suffisent lorsque deux desdites trois positions angulaires sont situées suivant un diamètre de la section angulaire de la cuve. La quatrième amplitude maximale est alors obtenue de manière classique par simple calcul de trigonométrie. A partir de ces amplitudes maximales θm définies, les moyens de calcul déterminent un ensemble d'amplitudes maximales θm en fonction de la position angulaire CC, pour un ensemble de positions angulaires CC allant de 0° à 360°. Cet ensemble d'amplitudes maximales permet ainsi d'obtenir la portion de trajectoire 40a, 41a pour laquelle le point d'impact du jet suit le périmètre de la section horizontale de la cuve 1. Puis les moyens de calcul déterminent la trajectoire entière du point d'impact du jet 40, 41 de manière à balayer l'ensemble de la surface du marc 4.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de commande 15 peut comprendre des moyens de saisie permettant à l'utilisateur de définir les amplitudes maximales de pivotement de la buse d' éjection 9, 9' .
Dans un second mode de réalisation de l'invention, le dispositif peut comprendre des moyens de détermination des amplitudes maximales de pivotement de la buse d'éjection 9, 9' . Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de détermination comprennent des moyens d'orientation par l'utilisateur de la buse. Ainsi, comme le montre la figure 5 où la cuve 1 est schématiquement représentée (système d'aspersion 2 non représenté), l'utilisateur oriente la buse 9, 9' dans la direction de l'intersection entre la paroi latérale 7 et le marc 4 pour une position angulaire donnée. En d'autres termes, pour une première position angulaire déterminée OCi, l'utilisateur utilise les moyens d'orientation de la buse 9, 9' de manière à ce que le point d'impact du jet se situe sensiblement à l'intersection entre la paroi latérale 7 et le marc 4. Une fois cette première amplitude maximale θmi déterminée, l'opération est répétée pour au moins deux autres positions angulaires, chacune étant séparée de la précédente par un angle de 90°. On obtient ainsi au moins trois amplitudes maximales. Notons que l'utilisateur peut utiliser avantageusement la lampe 18 qui éclaire l'intérieur de la cuve 1 de manière à définir avec précision l'amplitude maximale voulue.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de détermination comprennent des moyens de mesure de positionnement de la cheminée 6 dans la section horizontale de la cuve 1, ainsi que des moyens de mesure de la hauteur de vendange 3. Les moyens de mesure peuvent être des télémètres optiques ou à ultrasons. Les moyens de mesure du niveau de vendange 3 peuvent également être des capteurs de pression en fond de cuve 1, par exemple des capteurs piézoélectriques ou capacimétriques . Pour au moins trois positions angulaires séparées successivement de 90°, les moyens de mesure de positionnement déterminent la distance séparant en particulier le conduit d'acheminement 10 de la paroi latérale 7. Puis pour chaque position angulaire, l'amplitude maximale correspondante est calculée par simple calcul trigonométrique à partir de la distance de positionnement et la hauteur de vendange 3.
Pendant l'opération de remontage précédemment décrite, le niveau de hauteur de la vendange 3 reste sensiblement constant puisque le liquide aspiré en fond de cuve 1 est réinjecté dans la cuve 1 par le système d'aspersion 2. Ainsi, la trajectoire du point d'impact du jet reste contenue dans une section horizontale de hauteur sensiblement constante. Une pluralité d'amplitudes maximales est donc définie pour une hauteur, ou palier, déterminée.
Les figures 6a et 6b montrent une cuve de fermentation lors d'une opération de délestage. Le délestage consiste à vider la cuve 1 de fermentation principale du moût 5 qui est stocké dans une cuve secondaire. Il ne reste ainsi dans la cuve 1 principale que le chapeau de marc 4. Le moût 5 est ensuite réintroduit dans la cuve 1 principale par l'intermédiaire du système d'aspersion 2. De manière à asperger l'ensemble de la surface du marc 4 à mesure que la hauteur de vendange 3 augmente, les moyens de calcul déterminent la cinématique d' orientation de la buse 9, 9', de manière dynamique, à partir d'une pluralité d' amplitudes maximales mesurées pour une hauteur de vendange donnée, par exemple lorsque la cuve est vidée (figure 6a) et des moyens de mesure dynamique de la hauteur de vendange. Ainsi, à mesure que la hauteur de vendange dans la cuve augmente, la trajectoire du point d'impact du jet décrit l'ensemble de la surface de la vendange. La trajectoire est ainsi de type hélicoïdal. Ici les moyens de mesure de la hauteur de liquide peuvent comprendre les télémètres décrits précédemment ou des débitmètres qui permettent, en fonction du débit de liquide introduit dans la cuve et des dimensions de la cuve, de déterminer la hauteur de vendange .
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de calcul déterminent la cinématique d'orientation de la buse 9, 9' à partir de deux pluralités d'amplitudes maximales, chacun pour un palier différent, et à partir des moyens de mesure dynamique de la hauteur de vendange. La détermination d'une seconde pluralité d'amplitudes maximales permet de calculer de manière plus précise la cinématique d'orientation de la buse 9, 9' . De préférence, le premier palier peut correspondre à la situation avant remplissage (figure 6a) et le second palier après remplissage (figure 6b) . Lorsque la cuve 1 est encore remplie, donc pour un palier supérieur, une première pluralité d'amplitudes maximales θm-f n est déterminée comme précédemment, où n est un entier compris entre 1 et au moins 3, en fonction de la position angulaire CCn • Lorsque la cuve 1 est vidée du moût 5 et qu' il ne reste que le marc 4, une seconde pluralité d'amplitudes maximales
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est déterminée, donc pour un palier inférieur, et en fonction des mêmes positions angulaires CCn. Les moyens de calcul déterminent ensuite une cinématique d'orientation de la buse 9, 9' de manière à obtenir une trajectoire 40, 41 du point d'impact de la buse qui balaye l'ensemble de la surface de la vendange, à mesure que la hauteur de vendange 3 augmente dans la cuve 1.
D'autres types de géométrie de cuve 1 peuvent exister comme par exemple une cuve 1 de section horizontale carrée ou rectangulaire (figures 7a, 7b et 7c) . Bien entendu, une section carrée n'est qu'un cas particulier d'une section rectangulaire, aussi ne considérerons-nous que le cas général de la section rectangulaire .
Dans ce type de géométrie de section, la cheminée 6 peut être indifféremment centrée ou excentrée. Les moyens de calcul déterminent alors une cinématique d'orientation de la buse 9, 9' de manière à s'adapter à la géométrie de la section. Pour cela, la cinématique d' orientation est déterminée à partir d' au moins quatre amplitudes maximales de pivotement de la buse 9, 9' en fonction de la position angulaire du conduit d'acheminement 10.
La figure 7a montre une vue de dessus d'une cuve 1 de section horizontale rectangulaire présentant une cheminée 6 excentrée. Pour quatre positions angulaires CCn où n est compris entre 1 et au moins 4, chacune étant séparée de la précédente de 90° et orientée préférentiellement de manière perpendiculaire à la paroi latérale 7 correspondante, l'amplitude maximale θm n est déterminée par les moyens de saisie ou les moyens de détermination, selon le mode de réalisation de l'invention. Notons que trois positions angulaires peuvent suffire si au moins deux desdites trois positions angulaires sont situées selon une diagonale de la section rectangulaire de la cuve. La quatrième position angulaire, ainsi que l'amplitude maximale correspondante est déduite par simple calcul trigonométrique . Pour calculer la cinématique d'orientation de la buse, les moyens de calcul ont besoin de quatre amplitudes maximales supplémentaires θmi2, θm23, θm34, θm 4i, pour les positions angulaires CC12, CC23, CC34 et OC41 correspondant aux quatre sommets de la section horizontale de la cuve 1. Ces angles supplémentaires sont obtenus par simple calcul arithmétique et trigonométrique à partir des quatre premières amplitudes maximales θmi, θm2, θm3, θm4 précédemment définies.
Ainsi les moyens de calcul déterminent une trajectoire pour le remontage, ou un ensemble de trajectoires pour le délestage, telles que le montre les figures 7b et 7c. La figure 7b montre une trajectoire comprenant une pluralité de portions sensiblement rectangulaires de dimensions variables et donc la plus grande suit sensiblement le périmètre de la section horizontale de la cuve 1. La figure 7c montre une trajectoire de type spirale dont les spires ont une forme sensiblement rectangulaire. Ces configurations de trajectoire permettent de balayer l'ensemble de la surface du marc 4. De manière à adapter la cinématique d' orientation de la buse 9, 9' à la géométrie de section horizontale circulaire ou rectangulaire de la cuve 1, le dispositif de commande 15 peut comprendre des moyens de sélection par l'utilisateur du type de géométrie de section, parmi une section circulaire ou une section rectangulaire. Ainsi, en fonction du type de géométrie sélectionnée, les moyens de calcul peuvent déterminer une cinématique d'orientation de buse d'éjection 9, 9' telle qu'une portion de trajectoire 40a ; 41a ; 50a ; 51a décrite par le point d'impact du jet pourra coïncider sensiblement avec le périmètre de la paroi latérale 7 de la cuve 1, pour un palier donné.
L'invention n'est pas limitée aux opérations de remontage et de délestage qui viennent d'être décrites mais peut être utilisée pour toute opération de nettoyage de tout type de cuve 1. Dans ce cas, les amplitudes maximales peuvent être définies de différentes manières, selon l'objectif recherché par l'utilisateur. Par exemple, l'amplitude maximale peut être définie non plus comme étant sensiblement l'intersection entre le marc 4 et la paroi latérale 7 de la cuve 1, mais comme l'intersection entre la paroi supérieure 8 de la cuve 1 et la paroi latérale 7. L'utilisation d'une buse multijet 9, en particulier présentant un deuxième jet disposé de manière à asperger la paroi supérieure 8 peut être particulièrement avantageux.
L'invention n'est pas limitée à être disposée au sommet d'une cuve 1. Elle peut être fixée à d'autres ouvertures de la cuve 1, notamment des ouvertures disposées dans la paroi verticale 7 de la cuve 1.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier au dispositif de commande 15, ainsi qu'au système d'aspersion 2 comprenant un tel dispositif de commande 15, qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d'aspersion (2) de liquide à l'intérieur d'une cuve (1) comprenant : - un support (13) ;
- un conduit d'acheminement (10) de liquide monté en rotation par rapport audit support (13) selon un premier axe (Al) ;
- une buse d'éjection (9, 9') de liquide montée pivotante selon un second axe (A2) par rapport audit conduit d'acheminement (10) de liquide avec lequel elle communique,
- un dispositif de commande (15) étant adapté à commander la rotation dudit conduit d'acheminement (10) de liquide par rapport audit support (13) selon le premier axe (Al), ainsi que le pivotement de la buse d'éjection (9, 9') de liquide par rapport audit conduit d'acheminement (10) de liquide selon le second axe
(A2), caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (15) est adapté à faire varier l'amplitude maximale (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (CC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
2. Système d'aspersion (2) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mouvement de rotation du conduit d'acheminement (10) de liquide par rapport audit support (13) selon le premier axe (Al) soit une rotation continue.
3. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) définit une cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') de manière à ce que la trajectoire (40 ; 50) du point d'impact du jet présente une pluralité de portions (40a, 40b, 40c, 4Od ; 50a, 50b, 50c, 50d) de trajectoire sensiblement concentriques.
4. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) définit une cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') de manière à ce que la trajectoire (41 ; 51) du point d'impact du jet soit sensiblement en spirale.
5. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 3 à 4 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) comprend des moyens de calcul de la cinématique d' orientation de ladite buse d'éjection (9, 9' ) .
6. Système d'aspersion (2) selon la revendication 5 caractérisé en ce que ladite cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') est calculée à partir d'une pluralité d'amplitudes maximales (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (α) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
7. Système d'aspersion (2) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) comprend des moyens de saisie par l'utilisateur de ladite pluralité d'amplitudes maximales (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (CC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
8. Système d'aspersion (2) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) comprend des moyens de détermination de ladite pluralité d'amplitudes maximales (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (OC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
9. Système d'aspersion (2) selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de détermination comprennent des moyens d' orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') par l'utilisateur selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (OC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
10. Système d'aspersion (2) selon la revendication 8 caractérisé en ce que les moyens de détermination comprennent des moyens de mesure du positionnement de la buse d'éjection (9, 9') dans une section horizontale de la cuve (1) et des moyens de mesure du niveau de liquide contenu dans la cuve (1) .
11. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 6 à 10 caractérisé en ce que les moyens de calcul définissent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') à partir d'au moins trois amplitudes maximales (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (OC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
12. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 6 à 11 caractérisé en ce que les moyens de calcul définissent la cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9') à partir d'au moins quatre amplitudes maximales (θm) de pivotement de la buse d'éjection (9, 9') selon le second axe (A2), en fonction de la position angulaire (OC) dudit conduit d'acheminement (10) selon le premier axe (Al) .
13. Système d'aspersion (2) selon l'une des revendications 5 à 12 caractérisé en ce que ladite cinématique d'orientation de ladite buse d'éjection (9, 9' ) est calculée à partir du type de géométrie de section horizontale de la cuve (1), parmi une géométrie circulaire et une géométrie rectangulaire.
14. Système d'aspersion (2) selon la revendication 13 caractérisé en ce que le dispositif de commande (15) comprend des moyens de sélection du type de géométrie de la cuve (1) entre une géométrie de section horizontale circulaire et une géométrie de section horizontale rectangulaire.
15. Système de fermentation pour la viniculture caractérisée en ce qu' il comprend une cuve de fermentation (1) équipée d'un système d'aspersion (2) de liquide selon l'une des revendications précédentes.
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