Le dioxyde de carbone est un élément essentiel de la production de bière, utilisé pour la carbonatation de la bière, la purge de l'oxygène des réservoirs et des lignes, et le maintien d'une pression sûre pendant les transferts et l'emballage. Ce système d'approvisionnement en CO₂ intègre un réservoir de stockage de CO₂ liquide isolé sous vide, un vaporisateur (gazéificateur) refroidi à l'air, une station de régulation de la pression et un réservoir de gaz tampon pour fournir un gaz fiable et contrôlé à des pressions adaptées à la brasserie.
L'installation à l'extérieur permet des livraisons de CO₂ liquide en vrac et une alimentation en gaz régulière. Les composants du système fonctionnent ensemble, de sorte que les brasseries n'ont pas à dépendre uniquement des bouteilles de CO₂, ce qui améliore la stabilité opérationnelle et réduit les coûts logistiques.
Paramètres de processus et de performance
- Pressions de conception du stockage : sont généralement conçus pour des pressions de travail comprises entre 15 et 25 bars (la conception varie en fonction du type de réservoir et de la stratégie de réfrigération).
- Orifices d'entrée/sortie de liquide : prélèvement standard de liquide par le bas, orifice supérieur pour la vapeur ou l'évent et raccords pour l'équilibrage de la pression.
- Pressions à l'entrée et à la sortie de l'évaporateur : acceptent le CO₂ liquide dans des conditions d'entrée cryogéniques ; les pressions de sortie de gaz utilisables typiques dans de nombreuses applications de brasserie sont de ~0,6-0,8 MPa (6-8 bar) pour les applications à haute pression, avec des régulateurs abaissant les pressions de service selon les besoins. Vérifier les exigences du site lors de l'établissement du devis.
- Fonctionnement en milieu ambiant : réservoirs et vaporisateurs prévus pour l'extérieur et protégés contre les intempéries ; les vaporisateurs peuvent être refroidis à l'air ou chauffés à la vapeur ou à l'électricité en fonction du débit et du climat.
Principaux avantages
- Alimentation continue à haut débit : Le stockage de liquide en vrac, associé à un vaporisateur et à un tampon de taille appropriée, fournit un gaz régulier pour les opérations de carbonatation et de remplissage multi-lignes.
- Installation sûre à l'extérieur : Les réservoirs isolés sous vide avec des enveloppes surveillées et des systèmes de soupapes de sécurité réduisent les besoins de réfrigération sur site et simplifient la logistique.
- Vaporisation souple : Vaporisateurs chauffés à l'air ou à l'eau/vapeur, dimensionnés pour les charges de pointe et moyennes, avec des options pour des vaporisateurs échelonnés ou redondants pour les processus critiques.
- Protection et contrôle des processus : Les dispositifs de régulation et de décharge de la pression à plusieurs étages maintiennent les pressions de consigne et protègent les collecteurs et les cuves en aval.
- Déploiement modulaire : Les assemblages montés sur skid avec des brides et des instruments standardisés permettent une construction progressive de l'usine et une intégration directe avec les skids RO/DI, les skids de carbonatation et les lignes de remplissage.
Configuration détaillée et qualité de construction
- Construction du réservoir : Cuve intérieure isolée sous vide (acier inoxydable austénitique ou alliage spécifié) avec enveloppe extérieure en acier au carbone, contrôle du vide en plusieurs points et tuyauterie supérieure intégrée pour le remplissage des camions et le prélèvement des liquides/gaz. Les codes de conception standard s'appliquent ; options pour fonctionnement réfrigéré ou non réfrigéré.
- Type de vaporisateur : Vaporisateurs à tubes ou à ailettes (air) ; matériaux conçus pour fonctionner à basse température (acier inoxydable, alliages de cuivre) et dimensionnés en fonction des kW de chaleur latente/sensible nécessaires à la conversion. Les performances en matière de dégivrage et de température ambiante doivent être confirmées pour les climats froids.
- Régulation de la pression et sécurité : Régulateurs à deux étages, soupapes de sûreté d'urgence et soupapes de sécurité à trois voies, le cas échéant (pour isoler/évacuer ou commuter les sources). Inclure la surveillance et les verrouillages dans la logique de commande.
- Tuyauterie et vannes : Toutes les pièces en contact avec le produit et les raccords de traitement sont en acier inoxydable ou en alliages qualifiés pour les basses températures ; les raccords sanitaires sont soudés ou tri-clampés en fonction des préférences de l'usine.
- Instrumentation et contrôles : Jauges de niveau, capteurs de température en phase liquide, transmetteurs de pression, surveillance de l'enveloppe de vide, API avec IHM et options de télémétrie à distance pour l'intégration SCADA.
Spécifications techniques
- Type de réservoir de stockage : Réservoir de CO₂ liquide isolé sous vide (vertical, extérieur).
- Pressions de fonctionnement typiques : Pression de stockage basée sur la conception du réservoir ; sortie du vaporisateur ~0,6-0,8 MPa.
- Matériaux : Vannes et tuyauteries basse température en acier inoxydable.
- Réservoir tampon : Dimensionné en fonction des besoins en débit de pointe.
Notes sur l'installation et la brasserie
- Placer le réservoir de stockage de CO₂ à l'extérieur, avec des fondations et des distances de sécurité appropriées.
- S'assurer que le vaporisateur est correctement dimensionné pour les pics d'utilisation de gaz (par exemple, lignes d'emballage, unités de carbonatation).
- Intégrer des régulateurs de pression pour répondre aux exigences de pression des équipements en aval et protéger les réservoirs de carbonatation, les remplisseurs et les purgeurs.