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Ceci est une adaptation de l’article original de Neil Playfoot (https://www.asianbeernetwork.com/brewing-with-steam-the-pros-and-cons/)
Passons maintenant au brassage à la vapeur, la deuxième option de notre série sur les types de brasseries. La vapeur est une méthode de chauffage populaire dans le brassage artisanal, en particulier pour les brasseries de 10 hectolitres et plus.
Le premier article de la série de chauffages de brasserie était "Brasser en électrique", veuillez cliquer sur le lien pour le lire vous-même.
Dans cet article, nous verrons pourquoi la vapeur est la méthode préférée de nombreux brasseurs. En commençant par les chemises vapeur, la méthode préférée et la plus simple pour mettre en œuvre le chauffage à la vapeur dans une brasserie.
Examinons le diagramme d'une cuve d’empatage avec chemises vapeur ci-dessous, pour y voir de plus près…
Si vous regardez dans le diagramme ci-dessus, vous verrez deux chemises vapeur. L'une est en bas, avec la vapeur allant en N3 et sortant en N2. La seconde se trouve sur les parois latérales, la vapeur entrant en N5 et sortant en N4.
Comme la vapeur passe continuellement à travers ces gaines, elle réchauffe le moût dans la cuve. Dans la plupart des brasseries, vous pouvez réguler la quantité de vapeur qui entre dans la cuve, un peu comme vous le feriez avec une flamme en cuisine.
Il y a trois autres méthodes que vous pouvez utiliser pour chauffer votre salle de brassage à la vapeur, nous allons commencer par la calandre interne.
Une bouilloire avec calandre interne a généralement une chemise dans le fond de la cuve. Voici quelques raisons d'ajouter une calandre interne à votre bouilloire :
L'efficacité des calandres provient de la grande surface de chauffage qu'elles représentent, combinée à une très faible perte de chaleur dans l'atmosphère. Nous pouvons expliquer l'amélioration du taux d'ébullition par un chauffage plus efficace ainsi que par l'augmentation du mouvement du moût.
Imaginez que vous chauffez une casserole d'eau sur une cuisinière, elle se réchauffera et s'évaporera plus rapidement si vous la remuez constamment. L'agitation augmente la surface de l'eau en contact avec l'atmosphère, ce qui permet à plus de molécules d'eau de s'échapper sous forme de vapeur.
L'amélioration de l'efficacité et la réduction potentielle de la durée d'ébullition de certains types de bière permettent à la calandre de s'amortir avec le temps. Surtout si vous faites plusieurs brassages par jour, imaginez les économies d'énergie et de main-d'œuvre.
Vous placez une calandre verticalement à l'intérieur d'une chaudière à bière, elle utilise la convection qui force le moût à passer dans les tubes à l'intérieur de la calandre où il est surchauffé par la vapeur.
Une calandre fonctionne sans aucune pièce mobile, mais par convection (la chaleur monte). Elle est contrôlée par une régulation de la vapeur. Elle est équipée d'un diffuseur de moût (voir fig.1 ci-dessus) pour éviter les débordements et favoriser le mouvement du moût.
Remarque : lorsque vous utilisez une calandre interne, éteignez les gaines latérales lorsque vous êtes en ébullition, car si vous les mettez en place (et éventuellement les gaines inférieures aussi), cela peut affecter l'agitation du moût.
Les Calandrias externes sont surtout utilisées dans les grandes brasseries, bien que j'ai entendu dire qu'elles étaient également utilisées dans les petits systèmes de 500 litres (4,2 barils). Une calandre externe offre les mêmes avantages qu'une calandre interne.
Cependant, les calandres externes offrent un meilleur contrôle des taux d'ébullition que les calandres internes. Comme la vitesse de la pompe de circulation peut être régulée, l'agitation d'un brassin à l'autre peut être reproduite. De plus, le débit de vapeur vers votre EWB (chaudière à moût externe) peut également être ajusté.
Comme vous pouvez le voir dans la figure 2, le chauffage a lieu à l'extérieur de la cuve. Le moût est pompé à travers la chaudière à moût externe, surchauffé puis renvoyé dans la cuve sur une plaque ou un cône d'étalement juste au-dessus de la surface du moût. La circulation est d'environ 8 à 10 fois le volume de moût dans la bouilloire par heure.
L'inconvénient d'une calandre externe (par rapport à une calandre interne) est qu'elle comporte plus de pièces mobiles, ce qui augmente la maintenance nécessaire et les problèmes potentiels. De plus, l’ajout de tuyauteries, de vannes et d’une pompe augmente également le coût total du matériel.
Ce n'est pas une installation courante, mais la première brasserie de Londres pour laquelle j'ai travaillé avait ce système. Ces installations sont très rares et très peu documentées même sur Google.
La photo ci-dessus montre un serpentin à vapeur pour un réservoir d’eau chaude. L'avantage le plus évident est un transfert de chaleur élevé (donc efficace), car le "serpentin de chauffage" est immergé dans le liquide à chauffer.
Ils sont cependant peu pratiques pour chauffer le moût en raison du nettoyage qui est fastidieux. Il faut à chaque fois entrer dans la cuve pour nettoyer le serpentin à la main… Et je ne parle pas de la chaleur…
Dans un réservoir d’eau chaude, un serpentin a plus de sens puisqu’il n'a pas besoin d'être nettoyé. Uniquement pour un NEP acide régulier (peut-être tous les 2 mois) et une passivation programmée. Ici, vous ne recherchez pas une ébullition puissante mais uniquement à augmenter la température de l’eau rapidement.
Si il est bien conçu, un serpentin peut augmenter la température de 1°C par minute. Comme les serpentins sont immergés dans le liquide, le transfert de chaleur ne perd pas en efficacité.
Pour en revenir à notre moût, il y a vraiment 3 options envisageables :
Lorsque vous utilisez de la vapeur dans votre cuve d'empâtage ou avec votre malaxeur de moût, la cuve est généralement dotée de chemises vapeur semblables à celles de la bouilloire. Un agitateur ou une pale se trouve à l'intérieur de la cuve de brassage, pour mélanger les grains et l'eau et assurer un mélange homogène.
La chemise de vapeur combinée à l'agitation permet un chauffage efficace. La photo ci-dessous montre une pâle typique dans un mélangeur à moût. Celui-ci est sur un système de 25HL (21,3 bbl.).
Les fabricants de salles de brassage conçoivent des cuves pour chauffer à 1 °C par minute, y compris les cuves d’empatage. Il est préférable pour votre brasserie de pouvoir chauffer votre cuve de brassage pour pouvoir faire du multi-paliers.
En multi-palier, vous augmentez la température du moût au cours de la phase de brassage. Cela vous permet de brasser une bière plus fidèle à votre style et vous aide également à la filtrer comme pour la Hefeweizen.
Il semble pertinent de le noter ici : Si vous avez une cuve de filtrage dédiée, elle n'est généralement pas gainée.Vous devez faire monter la température du moût à environ 78°C dans la cuve d’empatage.
Vous l'envoyez ensuite dans la cuve de filtration préchauffée. Une cuve de clarification bien isolée ne doit pas baisser de température pendant la phase de clarification et le vorlauf qui consiste à faire recirculer le moût dans la cuve de filtration avant la mise en cuve d'ébullition.
Il y a d'autres avantages à avoir de la vapeur dans votre brasserie. Elle peut notamment être utilisée pour les tâches suivantes :
Pour chauffer votre unité CIP - même s’il est vrai que beaucoup utilisent plutôt le chauffage électrique pour la soude caustique.
Nettoyage des fûts - De nombreux nettoyeurs de fûts utilisent la vapeur dans le cadre du processus. De la stérilisation des futs au chauffage de la soude caustique
Stériliser l'air pour aérer le moût - La plupart des brasseurs utilisent de l'oxygène pur pour aérer leur moût sur le chemin du fermenteur. Vous pouvez également utiliser l'air de votre compresseur, cependant, il ne sera pas "propre". La vapeur peut "nettoyer" l'air comprimé, le rendant adapté à l'aération du moût. C'est une bonne solution de secours à avoir au cas où.
Nettoyage des fûts en bois - Si vous avez besoin de fûts en bois pour une bière particulière, la vapeur est utile pour les nettoyer.
(Je suis certain qu'il y a d'autres utilisations de la vapeur, n'hésitez pas à me les signaler et je les ajouterai.)
Comme nous l'avons dit au début de l'article, la plupart des brasseurs préfèrent la vapeur pour les raisons suivantes :
En cas d'utilisation de la vapeur, la surface d'échange de chaleur est importante, avec des gaines au fond et sur les côtés de la cuve, et une calandre optionnelle. Ainsi, il est possible de chauffer rapidement le moût et de maintenir une ébullition vigoureuse pour atteindre de bons taux d'évaporation.
La grande surface permet une distribution plus uniforme de la chaleur, ce qui réduit les risques de brûlure et de collage du moût. De plus, il est plus facile de nettoyer qu’en feu direct ou en électrique une fois le brassage terminé.
Comme nous l'avons dit plus haut, vous pouvez utiliser la vapeur pour un certain nombre de tâches dans une brasserie, du nettoyage des fûts au nettoyage de l'aérateur du moût.
Selon la configuration de votre salle de brassage, la vapeur peut être facile à contrôler, ce qui rend les procédures et les processus plus simples à reproduire. La dernière brasserie sur laquelle j’ai travaillé permettait de contrôler l’ouverture des vannes de vapeur au pourcentage près, ce qui traduit par un contrôle précis de l'ébullition.
Un des inconvénients de la vapeur est l’entretien nécessaire. Cependant, si vous l’entretenez correctement (entretien préventif), une chaudière peut durer, ce qui constitue un investissement judicieux.
De plus, les générateurs de vapeur électrique peuvent fonctionner en série. Ainsi, si vous vous agrandissez et avez besoin de plus de vapeur, il suffit d’acheter un autre générateur de vapeur électrique qui fonctionnera à côté du premier. Ainsi, les coûts d'expansion sont réduits.
Les coûts initiaux d'installation d'une chaudière sont élevés.
Un entretien important et régulier est nécessaire pour maintenir le générateur en bon état. Cela va du contrôle de la qualité de l'eau qui alimente la chaudière au nettoyage régulier des serpentins internes en les rinçant à contre-courant.
Selon l'endroit où se trouve votre brasserie, la réglementation locale peut vous interdire d'installer une chaudière dans votre brasserie. Avant d'opter pour la vapeur, assurez-vous que vous y êtes autorisé. Les réglementations locales en matière d'émissions peuvent augmenter considérablement les coûts et réduire également les rendements.
Pour une petite salle de brassage, la vapeur peut ne pas être rentable si l'on considère les coûts de démarrage, les besoins de la brasserie et l'entretien. Dans un petit système, un générateur de vapeur électrique est probablement la solution si vous voulez vraiment de la vapeur.
Je suis un fan de la brasserie vapeur. Je l'ai utilisée dans un certain nombre de systèmes sur lesquels j'ai travaillé. C’est mon choix favori pour des brasseries de plus de 15 HL.
Dans les grandes salles de brassage, le contrôle, la polyvalence, la vitesse de chauffage, si la configuration est correcte et la facilité de nettoyage, font que je n'ai pas à me casser la tête.
Avec un seul système vapeur, je peux chauffer un réservoir d’eau chaude (HLT), une cuve d'empâtage et une cuve d'ébullition en même temps. Si je dispose d'un système à 3, 4 ou 5 cuves, je peux ainsi faire plusieurs brassages par jour.
Les coûts initiaux sont donc remboursés par un chauffage moins cher, ainsi que par un gain de temps et de main-d'œuvre.
Pour un système plus petit, le choix n'est pas aussi simple. Le coût initial et l’entretien peuvent nous diriger vers d’autres solutions que nous regardons dans les autres articles de cette série.
