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" Procédé de fermentation cyclique et cuve de fermentation cyclique y appropriée."
Dans les procédés et dispositifs d'aération de moûts, de trempes et analogues, et notamment dans une cuve de fermentation ou cuve guilloire ouverte habituelle, il est connu de disposer l'appareillage d'amenée d'air et de réfrigération à l'extérieur de la cuve guilloire; en outre l'abduction de la trempe ou liquide analogue hors de la cuve guilloire a lieu par le dessous et la trempe fournie par l'appareillage d'amenée d'air et de réfrigération est à nouveau introduite par le dessous dans la cuve guilloire ; de plus, l'amenée d'air pour la trempe se trouve certes à l'extérieur de la cuve, mais la distribution d'air même a.lieu seulement par un, distributeur spécial d'air dans la cuve guilloire.
Dans le procédé connu, il n'y a pas de processus de fermentation cyclique ou en circuit, parce qu'il n'est en aucune façon assuré que toute la trempe accomplit régulièrement un circuit ou
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cycle de travail ou d'opération. Dans l'état de la technique connu, il s'agit de la disposition particulière d'un appareil d'aération et de réfrigération pour une cuve guilloire normale, suivant la- quelle le dispositif d'aération, sous forme d'un injecteur, et également le réfrigérateur, comme on l'a déjà dit, sont disposés extérieurement à la cuve guilloire.
Dans le procédé de fermentation cyclique suivant l'inven- tion, l'aération et la réfrigération ont lieu, de façon connue, extérieurement à la cuve guilloire cyclique proprement dite; la commande de la circulation de même que l'amenée de la solution nutritive et les autres dispositions pour régler et réaliser le levurage et la fermentation sont placées utilement hors de la cuve guilloire cyclique proprement dite.
Afin que la circulation en circuit se produise, la trempe est, au cours du circuit, continuel- lement désaérée et amenée à l'état désaéré au chemin parcouru par la trempe dans son mouvement descendant et, au cours de ce chemi- nement, elle est, après réfrigération, à nouveau aérée, de sorte que la trempe aérée venant du chemin descendant est introduite par le dessous dans la cuve guilloire, et après avoir parcouru le che- min ascendant de la trempe à l'intérieur de la cuve guilloire, elle est évacuée, désaérée, de la cuve guilloire, par le dessus, en sorte que le mouvement cyclique du contenu, de trempe de la cuve guilloire, avec mouvement ascendant de la trempe à l'intérieur de la cuve guilloire, et mouvement descendant de la trempe à l'exté- rieur de la cuve guilloire est fermé.
Le procédé et une cuve guilloire cyclique appropriée pour c -a res la mise en oeuvre du procédé sont décrits plus en détail a ai e des figures 1 et 2, qui montrent en coupe longitudinale et en coupe transversale une cuve guilloire cyclique suivant l'inven- tion.
La cuve guilloire cyclique est constituée du réservoir à trempe 1 proprement dit et d'un appareillage, disposé en dehors du réservoir, pour la réalisation de la circulation de la trempe, pour la réfrigération de celle-ci et pour son aération. Dans le réservoir à trempe ou réservoir de fermentation 1 avec soupape de décharge 2 se trouve un chapeau de désaération 3, au travers des trous 4 duquel la trempe passe d'une façon continue pendant la circulation et, en vue d'une évacuation aisée de l'air usé, est divisée en jets ou en gouttes. Les trous de passage 4 se trouvent au-dessus du niveau de remplissage maximum de la cuve.
La solution nutritive ou nourricière entre en 5 dans le tuyau annulaire 6 et est mélangée dans celui-ci avec la trempe levurée qui est trans- portée du tuyau 7 dans le tuyau annulaire 6 par l'hélice propulsi-
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ve 8. La trempe mélangée avec la solution nutritive sort alors en jets par les trous du tuyau annulaire 6 ; jets servent à dé- truire la petite quantité de mousse qui se forme encore éventuel- lement. La quantité de trempe, qui est nécessaire chaque fois pour détruire la mousse, est réglée par modification du nombre de tours de l'hélice 8. Lorsque la fermentation est terminée, la cuve est à nouveau remplie par le tuyau 9, et l'eau sortant en jets de ce tuyau sert en même temps à rincer les parois de la cuve. La circu- lation de la trempe est indiquée par des flèches.
De la cuve 1, la trempe arrive, après être sortie par les trous 4 du chapeau de désaération 3, dans le tuyau de descente 10 ; l'hélice ou la vis transporteuse 11 transporte la trempe par le tuyau 7 de montée ou de propulsion, qui est réalisé en même temps comme tuyau de ré- frigération, par delà le chapeau de communication 12 dans l'appa- reillage d'aération 13, qui contient le système d'aération 14, auquel l'air est amené par le tuyau 15. Ici la trempe est instan- tanément et intensivement mélangée avec l'air amené et s'écoule par le tuyau descendant 16 en vue de la production latéralement, dans la cuve 1, d'une composante d'écoulement horizontale ou d'un flux en spirale, dirigé vers le haut, de la trempe s'élevant dans la cuve.
La durée de la circulation peut être réglée de telle façon que les matières nutritives contenues dans la trempe, qui ont été amenées précédemment en 5, sont consommées par la levure jusqu'à concurrence d'un léger reste, lorsque la trempe entre à nouveau par les trous 4. De même,alors l'oxygène des petites bulles d'air est également consommé dans la trempe, tandis que l'oxygène dis- sous dans celle-ci doit demeurer présent en totalité pour assurer la respiration jusqu'à reprise de l'aération.
De la vitesse de circulation dépend aussi la quantité d'air et de matières nutriti- en cas ves qui est mélangée avec la trempe;/de faible vitesse de circula- tion, les quantités d'air et de matières nutritives amenées dans l'unité de temps sont mélangées avec une plus faible quantité de trempe qu'en cas de plus grande vitesse de circulation. On peut de la sorte donner à la trempe, suivant le temps de circulation, la teneur en air et en matières nutritives voulue. L'air, usé est as- piré de façon continue des jets de trempe par le tuyau 17 en pas- sant par le chapeau de désaération. L'aspiration se fait d'autant plus facilement que les jets de trempe sont fins, c'est-à-dire que le diamètre des trous 4 dans le chapeau de désaération 3 est pe- tit.
La formation de mousse est déjà très faible par suite de ces mesures ; la quantité de trempe nécessitée pour la destruction de la mousse restante est réduite dans une mesure correspondante.
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Ainsi que le montre la fig.l, l'appareil d'aération se trouve plus haut que le niveau le plus élevé de la trempe. Cela a pour but qu'à l'arrêt de l'hélice de propulsion 11, l'appareillage d'aération soit immédiatement libre, et qu'ainsi le liquide ne puisse pénétrer dans l'appareillage d'aération. Si, par mesure de sécurité', on prend la récauicn consistant en ce qu'en dessous de la foree d'aération minimum, et en conséquence avant l'arrêt de l'appareillage d'amenée d'air, l'hélice de propulsion 11 est mise automatiquement hors service, le liquide ne peut pas pénétrer dans l'appareillage d'aération.
De plus, le système d'aération est conçu de telle façon qu'il peut être retiré latéralement de l'appareillage d'aération 13 et être remplacé par un appareillage de réserve ; dans ce cas, avec un dispositif adéquat, l'interruption de fonctionnement ne se remarque pas.
Comme on peut en outre le constater d'après les figures, les dimensions de cet appareillage d'aération sont, par rapport à celles d'un appareillage normal, comme sa surface de base est à la surface de base de la cuve, c'est-à-dire ici dans le rapport de 1 à 12.
Aux figures, le tuyau annulaire 6 est relié avec une amenée 5 de solution nutritive. Le tuyau d'amenée 5 de solution nutritive peut cependant aussi être placé directement au-dessus de l'appareillage d'aération, de sorte que l'on peut,avant le tuyau 5, enlever d'une façon continue, du chapeau de communication 12, de la trempe désaérée, qui ne contient plus de matières nutritives. Cela est important pour l'utilisation de l'appareillage en vue de l'obtention continue de levure.
Pour mettre en évidence l'objet de l'invention, les caractéristiques suivantes sont encore une fois mentionnées:
Conduite de la trempe aérée et enrichie de matières nutritives et de sucre, dans le chemin ascendant du mouvement cyclique (circulatoire) dans la cuve.
Désaération de la trempe.
Conduite de la trempe désaérée dans un appareillage de réfrigération placé à l'extérieur de la cuve, ce qui assure une amélioration importante de l'effet réfrigérant et la réduction des surfaces réfrigérantes.
Nouvelle aération de la cuve dans un appareillage d'aération disposé à l'extérieur de la cuve.
Addition de la solution nutritive utilement avant l'appa-
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reillage d'aération, ce qui assure un mélange instantané et régulier de la solution nutritive avec la trempe.
Conduite de la trempe aérée et enrichie de solution nutritive, dans la cuve guilloire.
Les avantages les plus essentiels, et spécialement importants au point de vue de la technique de l'exploitation, du procédé de fermentation cyclique et de la nouvelle cuve guilloire fonctionnant en circuit sont les suivants :
1) Consommation d'air minimum.
2) Consommation de force motrice minimum.
3) Aération d'une finesse maximum.
4) Abduction de chaleur la plus efficace possible.
5) Mélange régulier de la solution nutritive amenée et de la trempe se trouvant en cycle..
6) Réduction des dimensions de l'appareillage d'aération.
7) Possibilité de remplacement de l'appareillage d'aération sans interruption du fonctionnement de la cuve.
8) Cuve guilloire exempte de systèmes de tuyauteries et par conséquent d'endroits d'infection difficiles à nettoyer.
9) La mixtion immédiate et complète des quantités de solu- tion nutritive et d'air avec la trempe.
10) La possibilité de sécher par soufflage et en cas de be- soin de nettoyer l'appareillage d'aération ou les élé- ments d'aération lorsqu'on arrête l'installation pendant la vidange de la cuve.
11) L'efficacité maximum et par conséquent la réduction des surfaces réfrigérantes.
12) La réduction de consommation de force motrice par suite- de l'utilisation ou usure de l'air à la dernière limite.
Une cuve d'un contenu final de levure¯de 6000 kg H25 exige au maximum 25 à 30 CV suivant la hauteur de rem- plissage.
13) La possibilité d'un nettoyage facile de la cuve fermée et la sécurité de celle-ci , ainsi rendue possible, à l'égard de l'infection.
14) La possibilité d'utiliser des cuves dont la hauteur de remplissage est choisie à volonté, et d'y employer dé- sormais, pour l'aération de la trempe, au lieu des ven- tilateurs ou souffleries à haute pression ou des com- presseurs utilisés ordinairement , des souffleries ou ventilateurs à basse pression.
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15) La possibilité de réduire l'amenée d'air jusqu'au quan- tum théoriquement nécessaire.
16) La minime formation de mousse.
17) La possibilité de détruire sans emploi de graisse de fermentation,la mousse qui s'est encore formée.
REVENDICATIONS.
1.) Procédé de fermentation cyclique ou en circuit, caractérisé en ce que, d'une manière connue, l'aération et la réfrigération et de préférence aussi l'actionnement du mouvement en circuit sont réalisés à l'extérieur de la cuve guilloire ou de fermentation cyclique proprement dite, ce qui peut aussi se faire à l'égard de l'amenée de la solution nutritive et des autres mesures prises pour le réglage et la réalisation de la levuration et de la fermentation, procédé suivant lequel la trempe est désaérée d'une façon continue en circuit et est amenée à l'état désaéré au chemin ascendant pour la trempe et au cours de ce mouvement ascendant est à nouveau aérée après réfrigération, de sorte que la trempe aérée est introduite à partir du chemin parcouru par la trempe descendante, par le dessous dans la cuve guilloire et est enlevée, désaérée,
de la cuve guilloire, par le dessus, après avoir parcouru le chemin ascendant pour la trempe à l'intérieur de la cuve guilloire, ce qui ferme le mouvement en circuit du contenu de trempe de la cuve guilloire, avec cheminement ascendant de la trempe à l'intérieur de la cuve guilloire et cheminement descendant de la trempe à l'extérieur de celle-ci.
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"Cyclic fermentation process and cyclic fermentation tank suitable for it."
In the methods and devices for aeration of musts, mashes and the like, and in particular in a fermentation tank or usual open guilloire tank, it is known to have the air supply and refrigeration equipment outside. the guilloire tank; furthermore the abduction of the quench or the like liquid from the guilloire tank takes place from below and the quench supplied by the air supply and refrigeration apparatus is again introduced from below into the guilloire tank; moreover, the air supply for the quenching is certainly located outside the tank, but the air distribution itself is only through a special air distributor in the guilloire tank.
In the known process, there is no cyclic or in-circuit fermentation process, because it is in no way ensured that all the quenching regularly performs a circuit or
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cycle of work or operation. In the known state of the art, this is the particular arrangement of an aeration and refrigeration apparatus for a normal guilloire tank, according to which the aeration device, in the form of an injector, and also the refrigerator, as has already been said, are disposed on the outside of the guilloire tank.
In the cyclic fermentation process according to the invention, aeration and refrigeration take place, in known manner, outside the cyclic guilloire tank proper; the control of the circulation as well as the supply of the nutritive solution and the other arrangements for regulating and carrying out the yeasting and the fermentation are usefully placed outside the cyclic guilloire tank itself.
In order for the circuit circulation to occur, the quenching is, during the circuit, continuously deaerated and brought to the deaerated state to the path traversed by the quenching in its downward movement and, during this course, it is, after refrigeration, aerated again, so that the aerated quench coming from the descending path is introduced from below into the guilloire tank, and after having traversed the ascending quench path inside the guilloire tank, it is evacuated, deaerated, from the guilloire tank, by the top, so that the cyclical movement of the contents, of quenching of the guilloire tank, with upward movement of the quenching inside the guilloire tank, and downward movement of the quenching outside the guilloire tank is closed.
The method and a suitable cyclic guilloire tank for carrying out the process are described in more detail in FIGS. 1 and 2, which show in longitudinal section and in transverse section a cyclic guilloire tank according to the invention. - tion.
The cyclic guilloire tank consists of the quenching tank 1 proper and of an apparatus, arranged outside the tank, for carrying out the circulation of the quenching, for cooling it and for its aeration. In the quench tank or fermentation tank 1 with relief valve 2 there is a deaeration cap 3, through the holes 4 of which the quench passes continuously during circulation and, with a view to easy evacuation of the used air, is divided into jets or drops. The passage holes 4 are located above the maximum filling level of the tank.
The nutrient or feeder solution enters at 5 the annular pipe 6 and is mixed there with the yeast mash which is transported from the pipe 7 into the annular pipe 6 by the propeller propeller.
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ve 8. The mash mixed with the nutrient solution then exits in jets through the holes of the annular pipe 6; jets are used to destroy the small amount of foam that may still form. The quantity of quench, which is necessary each time to destroy the foam, is regulated by modifying the number of revolutions of the propeller 8. When the fermentation is finished, the tank is again filled by the pipe 9, and the water coming out in jets from this pipe serves at the same time to rinse the walls of the tank. The circulation of the quench is indicated by arrows.
From the tank 1, the quench arrives, after leaving through the holes 4 of the deaeration cap 3, into the downpipe 10; the propeller or the conveying screw 11 conveys the quenching through the riser or propulsion pipe 7, which is at the same time made as a cooling pipe, over the communication cap 12 into the aeration device 13, which contains the aeration system 14, to which the air is supplied through the pipe 15. Here the quench is instantaneously and intensively mixed with the supplied air and flows through the down pipe 16 for the purpose of cooling. producing laterally, in the vessel 1, a horizontal flow component or a spiral flow, directed upwards, of the quench rising in the vessel.
The duration of the circulation can be regulated in such a way that the nutrients contained in the mash, which were previously supplied to 5, are consumed by the yeast to the extent of a slight remainder, when the mash enters again by holes 4. Similarly, then the oxygen in the small air bubbles is also consumed in the quench, while the oxygen dissolved in it must remain fully present to ensure respiration until resumption of ventilation.
The speed of circulation also depends on the quantity of air and nutrients which is mixed with the quench; / of low speed of circulation, the quantities of air and nutrients brought into the unit times are mixed with a lower quantity of quench than with higher circulation speed. In this way, depending on the circulation time, the desired air and nutrient content can be given to the quench. The used air is continuously sucked from the quench jets through the pipe 17 passing through the deaeration cap. The aspiration becomes easier the thinner the quench jets are, that is to say the smaller the diameter of the holes 4 in the deaeration cap 3.
The foaming is already very low as a result of these measures; the amount of quench required for the destruction of the remaining foam is reduced to a corresponding extent.
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As shown in fig.l, the aeration apparatus is located higher than the highest level of quenching. The purpose of this is that when the propeller 11 is stopped, the aeration apparatus is immediately free, and thus the liquid cannot enter the aeration apparatus. If, for safety ', we take the notice consisting in that below the minimum aeration hole, and consequently before stopping the air supply apparatus, the propeller It is automatically put out of service, liquid cannot enter the ventilation equipment.
In addition, the ventilation system is designed in such a way that it can be removed laterally from the ventilation apparatus 13 and be replaced by a spare apparatus; in this case, with a suitable device, the interruption of operation is not noticed.
As can also be seen from the figures, the dimensions of this aeration device are, compared to those of a normal device, as its base surface is at the base surface of the tank, that is, that is, here in the ratio of 1 to 12.
In the figures, the annular pipe 6 is connected with a feed 5 of nutrient solution. The feed pipe 5 for the nutrient solution can, however, also be placed directly above the aeration apparatus, so that before the pipe 5 it is possible to remove continuously from the communication cap. 12, deaerated mash, which no longer contains nutrients. This is important for the use of the apparatus for the continuous production of yeast.
To demonstrate the object of the invention, the following characteristics are once again mentioned:
Aerated quenching, enriched with nutrients and sugar, in the upward path of the cyclic (circulatory) movement in the tank.
Quench deaeration.
Conduction of the deaerated quenching in a refrigeration apparatus placed outside the tank, which ensures a significant improvement in the cooling effect and reduction of the cooling surfaces.
New aeration of the tank in an aeration device placed outside the tank.
Addition of the nutrient solution usefully before the
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aeration mesh, which ensures instant and regular mixing of the nutrient solution with the mash.
Aerated quenching line enriched with nutrient solution, in the guilloire tank.
The most essential advantages, and especially important from the point of view of the operating technique, the cyclic fermentation process and the new guilloire tank operating in circuit are as follows:
1) Minimum air consumption.
2) Minimum driving force consumption.
3) Maximum finesse ventilation.
4) Most efficient heat abduction possible.
5) Regular mixing of the nutrient solution supplied and the quenching cycle.
6) Reduction in the dimensions of the ventilation equipment.
7) Possibility of replacing the aeration equipment without interrupting the operation of the tank.
8) Guillotine tank free from piping systems and therefore difficult to clean infection areas.
9) Immediate and complete mixing of the quantities of nutrient solution and air with the steeping.
10) The possibility of blowing dry and in case of need to clean the aeration apparatus or the aeration ele- ments when the installation is stopped during the emptying of the tank.
11) Maximum efficiency and consequently reduction of cooling surfaces.
12) Reduction in the consumption of motive power as a result of the use or wear of air to the last limit.
A tank with a final yeast content of 6000 kg H25 requires a maximum of 25 to 30 HP depending on the filling height.
13) The possibility of easy cleaning of the closed tank and the safety thereof, thus made possible, against infection.
14) The possibility of using tanks whose filling height is chosen at will, and henceforth employing them for the aeration of the quench, instead of fans or high pressure blowers or com - usually used pressers, low pressure blowers or fans.
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15) The possibility of reducing the air supply to the theoretically necessary quantity.
16) Minimal foaming.
17) The possibility of destroying without the use of fermentation fat, the foam that has still formed.
CLAIMS.
1.) Cyclic or circuit fermentation process, characterized in that, in a known manner, the aeration and the refrigeration and preferably also the actuation of the circuit movement are carried out outside the guilloire tank or of cyclic fermentation proper, which can also be done with regard to the supply of the nutrient solution and the other measures taken for the regulation and realization of the yeast and fermentation, process according to which the mash is deaerated continuously in circuit and is brought to the deaerated state in the upward path for the quenching and during this upward movement is again aerated after refrigeration, so that the aerated quench is introduced from the path traveled by the downward quenching, from below in the guilloire tank and is removed, deaerated,
of the guilloire tank, from above, after having traversed the ascending path for the quenching inside the guilloire tank, which closes the circuit movement of the quenching content of the guilloire tank, with ascending path from the quench to the inside of the guilloire tank and downward path of the quench to the outside thereof.