Dans le processus de brassage de la bière artisanale, chaque étape cache la quête de qualité du brasseur. Aujourd'hui, Tiantailai et ses amis abordent un autre élément clé du brassage de la bière, la sédimentation par vortex, et voient comment la technologie de brassage des brasseries modernes permet de contrôler la qualité du brassage et de garantir le fonctionnement efficace des équipements de brassage.
Les coagulants chauds sont des condensats insolubles formés par la condensation de l'azote à haut poids moléculaire pendant le processus d'ébullition du moût, principalement composés de protéines et de complexes de polyphénols d'un diamètre de 30~80μm. Dans le passé, les plaques de refroidissement ouvertes et les cuves de sédimentation étaient des configurations courantes, mais elles n'étaient pas efficaces pour traiter les coagulants chauds, et les brasseries modernes les utilisaient rarement. Aujourd'hui, la plupart des brasseries ont adopté un équipement de sédimentation à vortex plus avancé - le réservoir Whirlpool, et utilisent parfois des centrifugeuses ou des filtres de précision pour assurer une manipulation efficace des coagulants chauds.
Imaginez que le moût pénètre dans la cuve en suivant la direction tangente de la paroi de la cuve, formant ainsi un mouvement de rotation du moût. Ce processus revient à organiser un flux ordonné à l'intérieur du moût. Une fois l'alimentation terminée, le moût en rotation ralentira naturellement, produisant ainsi un effet de tourbillon. L'ampleur de la force à chaque point à l'intérieur du moût varie en fonction de son emplacement et doit être équilibrée par la force centrifuge et la gravité. La résistance au frottement générée par le moût supérieur et l'air est faible, et une surface liquide concave se forme lors de la rotation ; le moût central se déplace sous l'effet de la force centrifuge ; le moût sur la paroi et le fond de la cuve présente une grande résistance au frottement lors de la rotation, et la vitesse de rotation est localement ralentie. Les particules solides sur la paroi de la cuve coulent en raison de la gravité relativement importante. Sous l'action de l'équilibre général, le liquide au fond de la cuve complète la zone de basse pression formée par l'action centrifuge du liquide supérieur afin de générer une force centripète et de remonter continuellement vers le centre, tout en formant également une force d'aspiration centrale vers le haut. De cette manière, les solides contenus dans le moût continuent à se rapprocher du centre de la cuve sous l'effet combiné de la gravité et de la force centripète. Lorsque la vitesse du tourbillon ralentit naturellement, ils se déposent au centre du fond de la cuve après s'être immobilisés, formant un monticule. Au final, ces "impuretés" indésirables sont complètement séparées du moût clair, ce qui permet d'atteindre l'objectif de la séparation solide-liquide.
Le Whirlpool Tank est un récipient cylindrique fermé à fond plat avec une pente de 2% à la sortie. Les nouvelles cuves Whirlpool sont généralement dotées d'une couche d'isolation pour empêcher le refroidissement du moût. Afin de mieux collecter le coagulant chaud, une coupelle conique de collecte du coagulant chaud est installée au centre du fond de la cuve Whirlpool. Le moût entre dans la cuve le long d'une ligne tangente, et il y a généralement deux entrées : l'une au fond de la cuve pour éviter l'absorption d'oxygène, et l'autre à 1/3 de la hauteur du fond de la cuve. La paroi intérieure du réservoir doit être lisse et propre, et les bords doivent être plats et dépourvus d'arêtes et de coins. Ne pas installer d'objets dans le réservoir, tels que des tuyaux de refroidissement, des escaliers mécaniques en fer et des portes de trou d'homme faisant saillie vers l'intérieur, car ces objets provoqueraient des turbulences locales ou des courants de Foucault et affecteraient l'effet de séparation. Un tuyau annulaire de pulvérisation d'eau pour le lavage est installé dans la partie supérieure de la cuve. Le rapport entre la hauteur du niveau du moût et le diamètre de la cuve (rapport hauteur/diamètre) est généralement de 1 : (2~3), et les cuves Whirlpool modernes choisissent généralement un rapport de 1:3. Lorsque H/D=1, l'effet de séparation de la cuve d'hydromassage est déjà très bon. Cependant, pour que la cuve ait une surface suffisante pour accueillir les coagulants chauds, le rapport hauteur/diamètre courant dans la production actuelle est de 0,3~0,5. La sortie du moût se trouve toujours sur le côté du fond de la cuve d'hydromassage. Il y a généralement deux sorties, l'une à la moitié de la hauteur du moût et l'autre à 1/10 du fond. L'ordre d'évacuation se fait de haut en bas. Lors de l'ouverture de la vanne, il faut faire attention au débit du moût pour éviter qu'il ne soit trop rapide et qu'il n'entre en contact avec les sédiments, ce qui rendrait le moût trouble. La sortie du moût résiduel est ouverte au fond du réservoir Whirlpool. Son rayon d'ouverture est déterminé en fonction du rapport hauteur/diamètre (H/D) et de la quantité de coagulants chauds. Il doit être déterminé en fonction des conditions réelles de production. Après l'évacuation du moût, les sédiments doivent être enlevés avec de l'eau propre. Si un petit cône est créé au centre du fond de la cuve, tous les sédiments doivent être stockés pour faciliter la vidange ; si le fond de la cuve est plat, il doit y avoir une pente de 2% pour faciliter le nettoyage. Par conséquent, la forme structurelle du fond de la cuve d'hydromassage peut être variée.
La raison pour laquelle le réservoir Whirlpool est devenu l'équipement de séparation des coagulants chauds le plus couramment utilisé n'est pas seulement sa structure simple et son fonctionnement pratique par rapport à d'autres équipements de séparation, mais aussi sa capacité à séparer efficacement. L'objectif de l'utilisation du réservoir Whirlpool pour séparer les coagulants chauds est d'obtenir une turbidité du jus <10EBC et des particules solides du moût <25mg/L. Le coagulant chaud est complètement séparé et peut former un bon monticule de coagulant, rendant le moût clair et transparent, et posant une base solide pour le processus de fermentation ultérieur. En outre, il s'agit également d'une conception verticale en colonne. Après le pompage du moût chaud dans la direction tangentielle, en raison de l'effet cyclotron, les particules chaudes de coagulant sont déposées au centre du fond de la cuve en un monticule relativement solide dans la direction de la force combinée formée par la gravité et la force centripète, réalisant ainsi l'objectif de la séparation solide-liquide. Le moût clair est évacué par la sortie latérale du moût et continue son parcours de brassage. Existe-t-il un lien entre l'effet de la séparation solide-liquide et le sens de rotation ? Les expériences ont montré que le sens de rotation du moût est lié à l'effet de la séparation solide-liquide et à l'économie d'énergie. La rotation du moût doit utiliser la force d'inertie de "Coriolis" générée par la rotation de la terre d'ouest en est. Par conséquent, le sens de rotation correct dans l'hémisphère nord doit être le sens inverse des aiguilles d'une montre, sinon le processus ralentira et gaspillera de l'énergie, comme si l'on naviguait à contre-courant. Bien entendu, dans l'hémisphère sud, c'est l'inverse et il faut tourner dans le sens des aiguilles d'une montre.
En général, le traitement des coagulants chauds dans le brassage de la bière dans les brasseries modernes est passé de "grossier" à "fin". L'utilisation du réservoir Whirlpool et d'autres méthodes de séparation efficaces permet non seulement d'améliorer la qualité de la bière, mais aussi de rendre l'ensemble du processus de brassage plus scientifique et plus respectueux de l'environnement. Pour les fabricants de bière artisanale qui recherchent une excellente qualité, la configuration du Whirlpool Tank apporte sans aucun doute des avantages significatifs. Si vous avez besoin d'équipements pour la bière, n'hésitez pas à contacter Tiantai.
