Dans une brasserie moderne, le réseau de canalisations relie les étapes de brassage, de filtration, d'ébullition du moût, de tourbillon, de fermentation, de stockage de la bière, de filtration, de mise en bouteille, de nettoyage CIP et d'autres processus de production. Il constitue un élément essentiel de l'ensemble du système de brassage.
Le moût, la bière, l'eau de process, la vapeur, l'air comprimé, le dioxyde de carbone, les fluides de refroidissement et les solutions de nettoyage CIP doivent tous être acheminés par des réseaux de tuyauterie adaptés. Par conséquent, la conception des tuyauteries influe non seulement sur l'efficacité du transfert des matières, mais aussi sur l'hygiène de production, les performances de nettoyage, l'utilisation de l'énergie et la stabilité de fonctionnement des équipements.
Principaux composants d'un réseau de canalisations de brasserie
En fonction du type de fluide transporté et de sa fonction, les canalisations d'une brasserie se répartissent principalement en trois catégories : les canalisations de process, les canalisations de service et les canalisations CIP.
Tuyauterie industrielle
Les canalisations de process servent principalement à acheminer le moût, la bière, la levure et d'autres fluides utilisés dans la production.
Ces conduites étant en contact direct avec le produit, il convient d'accorder une attention particulière à l'hygiène, à la facilité de vidange et à l'efficacité du nettoyage CIP. Les tracés des conduites doivent être aussi simples que possible, en limitant au maximum les coudes, les tés et les dérivations trop longues.
Canalisations de service
Les canalisations de service comprennent l'eau de process, l'eau chaude, la vapeur, l'air comprimé, le dioxyde de carbone et les fluides de refroidissement.
Le diamètre des tuyaux doit être déterminé en fonction de la température, de la pression et du débit de chaque fluide. Il convient également de prendre en compte l'isolation, la dilatation thermique et les exigences de sécurité.
Tuyauterie CIP
Les canalisations CIP sont utilisées pour transporter des solutions caustiques, des solutions acides, de l'eau chaude et d'autres produits de nettoyage, et relient les Station CIP avec les différents équipements de production.
Le réseau de tuyauterie doit être conçu de manière à garantir que la solution de nettoyage puisse parcourir l'intégralité du circuit de nettoyage et s'écouler sans difficulté vers le retour et la vidange.
Principes fondamentaux de la conception des canalisations dans les brasseries
Optimiser le tracé de la tuyauterie
La tuyauterie doit être conçue en fonction du flux de processus et de la disposition des équipements. Tout en répondant aux exigences de production, il convient de réduire au minimum la distance de transfert et de limiter le nombre de coudes et de points de raccordement superflus.
Cela permet de réduire la résistance à l'écoulement, les résidus de produit et les besoins en nettoyage.
Déterminer le diamètre de tuyau approprié
Le diamètre des conduites doit être déterminé en fonction du type de fluide, du débit, de la perte de charge admissible, des performances de la pompe et des exigences en matière de nettoyage CIP.
Si le diamètre des conduites est trop petit, la résistance à l'écoulement augmentera. S'il est trop grand, la vitesse d'écoulement risque d'être insuffisante, ce qui peut entraîner une accumulation accrue du produit.
Garantir la capacité de vidange et réduire au minimum les zones sans écoulement dans les canalisations sanitaires
Les canalisations des produits et du CIP doivent éviter les points bas superflus, les zones d'accumulation de liquide et les tronçons morts excessivement longs. Des pentes appropriées doivent être prévues conformément aux exigences du procédé.
Les vannes, les instruments et les points de prélèvement doivent également être installés selon des méthodes hygiéniques adaptées à la production brassicole.
Matériaux de tuyauterie et méthodes de raccordement
Dans les brasseries, les canalisations en contact avec le produit sont généralement fabriquées en acier inoxydable 304 ou 316L. Le choix du matériau doit être effectué en fonction du fluide, des conditions de nettoyage et des exigences du projet.
La surface interne des canalisations doit être lisse, et la qualité des soudures doit être correctement contrôlée afin d'éviter les excès de métal, les fissures et tout autre défaut susceptible de nuire à l'hygiène et à l'efficacité du nettoyage.
Les canalisations destinées aux produits hygiéniques sont généralement installées à l'aide de méthodes de soudage et de raccords sanitaires. Des raccords à colliers sanitaires peuvent être utilisés au niveau des interfaces avec les équipements, des vannes et des endroits nécessitant un démontage, en fonction de l'application concrète.
Au niveau des points de contact entre différents matériaux, tels que des tuyauteries en acier inoxydable et des supports en acier au carbone, il convient également de prendre des mesures d'isolation appropriées afin de réduire le risque de corrosion.
Disposition des vannes, des instruments et des canalisations
Équipement de brasserie Comme il est généralement installé dans un espace relativement restreint, le tracé de la tuyauterie doit répondre aux exigences en matière de production, d'exploitation, de maintenance et de sécurité.
Les canalisations transportant différents fluides doivent être correctement séparées. Il convient de respecter un écart suffisant entre les canalisations de produit, de vapeur et de refroidissement, d’une part, et les câbles électriques, d’autre part, afin d’éviter toute interférence.
Les vannes et les instruments doivent être installés à des emplacements facilitant leur utilisation et leur entretien.
Les systèmes de brassage automatisés nécessitent également une disposition adéquate des vannes automatiques, des débitmètres, des manomètres, des capteurs de température et d'autres instruments. Il convient de prévoir un espace suffisant pour l'entretien autour des composants qui nécessitent une inspection ou une maintenance régulière.
Exigences CIP relatives à la conception des canalisations des brasseries
Un système CIP se compose généralement de cuves de solution de nettoyage, de pompes, d'ensembles de vannes, de conduites d'alimentation, de conduites de retour et de circuits de nettoyage des équipements.
Les circuits CIP doivent être correctement conçus en fonction des différentes zones de production, notamment la salle de brassage, système de fermentation, système de stockage de la bière, système de filtration et système de mise en bouteille.
La conception doit permettre à la solution de nettoyage d'atteindre toutes les zones à nettoyer, tout en garantissant un débit suffisant et des conditions de retour adéquates.
Il convient de vérifier attentivement les points suivants :
La solution de nettoyage peut-elle couvrir l'ensemble du circuit de nettoyage ?
Y a-t-il des embranchements trop longs ou des tronçons sans utilisation sanitaire ?
La tuyauterie peut-elle être entièrement vidangée après le nettoyage ?
Les conduites d'alimentation et de retour sont-elles correctement dimensionnées ?
Existe-t-il des interconnexions inappropriées entre différents circuits CIP ?
Par conséquent, la tuyauterie CIP doit être prévue en même temps que la conception du procédé et l'implantation des équipements, plutôt que d'être ajoutée une fois l'installation des équipements terminée.
Installation et mise en service des canalisations d'une brasserie
L'installation des canalisations doit être réalisée conformément aux plans de construction, aux schémas de procédé et aux emplacements de raccordement des équipements.
Une fois l'équipement mis en place, il convient de vérifier au préalable le sens de raccordement, l'élévation, les dimensions des raccords et les distances réelles sur site avant de procéder à l'installation des canalisations principales et des dérivations. Cela permet d'éviter les raccordements forcés ou les charges excessives sur les raccords de l'équipement, causés par des écarts dimensionnels.
Lors de l'installation, il convient de vérifier soigneusement le niveau, l'alignement vertical et la pente des canalisations. Une attention particulière doit être portée aux points hauts, aux points bas et aux zones d'accumulation de liquide potentiels dans les canalisations de produit et de nettoyage en place (CIP).
Une fois les canalisations hygiéniques soudées, il convient de procéder au contrôle des soudures, au traitement de la surface interne, au nettoyage et à la passivation, conformément aux exigences du projet.
Une fois l'installation terminée, il convient également de procéder à des essais de pression, à un contrôle d'étanchéité, à un rinçage des canalisations et à des essais de circulation CIP.
En ce qui concerne les systèmes automatisés, il convient également de vérifier le bon fonctionnement des vannes automatiques, des pompes, des débitmètres, des instruments de mesure de la pression et de la température, ainsi que des fonctions de commande et de verrouillage correspondantes.
Bien que la tuyauterie d’une brasserie ne soit pas un équipement de production à part entière, elle relie l’ensemble du système de brassage et joue un rôle important dans le transfert des matières, l’hygiène de production, le nettoyage CIP et le fonctionnement des équipements.
Grâce à une conception adéquate, à une installation normalisée et à une mise en service complète, il est possible de mettre en place un réseau de canalisations de brasserie plus hygiénique, plus efficace et plus fiable, offrant ainsi une base solide pour l'exploitation à long terme de la brasserie et ses futures extensions.
