Vue d’ensemble des systèmes industriels de brassage de la bière
Le matériel de brassage industriel de la bière désigne les systèmes et machines à grande échelle utilisés par les brasseries commerciales pour produire de la bière à grande échelle. Par rapport aux installations de brassage domestique, ces systèmes permettent des lots beaucoup plus importants, l’automatisation et le traitement en continu.
Les principaux composants d’un système de brassage industriel sont les suivants :
- Cuve d’empâtage – Mélange de malt concassé avec de l’eau chaude pour en extraire les sucres. Il s’agit souvent d’une cuve en acier inoxydable équipée d’agitateurs.
- La cuve de clarification – sépare le moût sucré des résidus de céréales. Il s’agit généralement d’un réservoir avec un faux fond fendu.
- Bouilloire – Fait bouillir le moût avec le houblon pour lui donner saveur et amertume. Fabriqué en acier inoxydable.
- Tourbillon – élimine les résidus de houblon et les protéines coagulées après l’ébullition.
- Fermenteur – Permet à la levure de transformer les sucres en alcool et en CO2. Réservoirs en acier inoxydable ou en polymère.
- Réservoir de brite – Clarifie et carbonate la bière après la fermentation. Servir des réservoirs.
- Filtre – élimine les sédiments et les particules de brume avant l’emballage. Filtres à plaques et à cadres ou à cartouches.
- Remplisseuse – Transfère la bière vive dans des fûts, des canettes ou des bouteilles. Remplisseurs à contre-pression.
- Système CIP – Nettoyage automatisé en place des réservoirs, des tuyaux et des équipements.
- Refroidisseur – Refroidit rapidement le moût chaud avant la fermentation. Échangeur de chaleur à plaques.
- Système de contrôle – Contrôle les capteurs et automatise les vannes, les moteurs et le traitement.
Outre ces composants essentiels, les brasseries industrielles ont également besoin de convoyeurs, de pompes, de compresseurs, de chaudières, de tours de refroidissement et de systèmes de traitement des eaux usées. L’équipement est généralement modulaire et conçu pour l’efficacité, la cohérence, l’hygiène et l’automatisation.
Principaux types de systèmes de brassage industriels
Il existe plusieurs configurations d’équipements industriels de brassage de la bière :
| Type de système de brassage | Description de l’appareil |
|---|---|
| Maison de la bière traditionnelle | La cuve d’empâtage, la cuve de clarification et la bouilloire de brassage sont séparées. Traitement par lots. |
| Salle de brassage avec filtre à moût | Remplace la cuve de clarification par un filtre à moût pour la séparation du moût. |
| Cuve d’empâtage à infusion en plusieurs étapes | Cuve de brassage et de clarification combinée pour un brassage simplifié. |
| Production continue de moût | Utilise deux filtres à moût pour un écoulement ininterrompu du moût. |
| Brassage parallèle | Plusieurs salles de brassage pour différents types de bières. |
| Brassage à haute densité | Brassage d’un moût concentré, puis dilution jusqu’à l’obtention de la force requise. |
Le choix dépend du volume de production, du nombre de types de bières et de l’investissement en capital. Les grandes brasseries industrielles privilégient les systèmes continus ou à forte gravité pour des raisons d’efficacité. Les brasseries artisanales utilisent souvent des cuves d’empâtage traditionnelles ou des filtres d’empâtage pour des raisons de flexibilité.
Principales caractéristiques de l’équipement industriel de brassage de la bière
| Paramètres | Description des paramètres |
|---|---|
| Taille des lots | De 5 bbl à 5000 bbl en fonction du volume de production visé |
| Automatisation | Haut niveau de capteurs, d’actionneurs, de vannes et d’automatisation |
| Fonctionnement en continu | Options pour la production de moût et la filtration en continu |
| Modularité | Composants conçus pour être reconfigurés en fonction des besoins |
| Nettoyage en place | Cycles de nettoyage automatisés et conception sanitaire |
| Surveillance à distance | Les systèmes de contrôle permettent une supervision à distance |
| Efficacité énergétique | Récupération de chaleur, isolation, optimisation des processus |
| Construction de qualité alimentaire | Réservoirs, tuyauteries et vannes en acier inoxydable conformes aux normes sanitaires |
Les systèmes de brassage industriels sont conçus pour la répétabilité, les volumes élevés et la facilité d’utilisation. L’assainissement et l’automatisation permettent à une petite équipe de produire de la bière de manière sûre et constante.
Applications et types de bière
Les équipements industriels de brassage de la bière permettent aux brasseries commerciales de produire une large gamme de styles et d’arômes de bière.
Types de bières brassées sur des systèmes industriels
| Type de bière | Caractéristiques principales |
|---|---|
| Lagers | Fermentée à froid, vieillie, croustillante, saveurs nettes |
| Ales | Fermentation chaude, esters fruités, houblonnés ou maltés |
| Pilsners | Couleur paille claire, arôme de houblon noble, finale sèche |
| Stouts | Couleur noire profonde, saveurs de malt torréfié, crémeux |
| IPA | Amertume intense du houblon, saveurs d’agrumes et de pin. |
| Bières de blé | Non filtrée, agrumes, rafraîchissante, pâteuse |
| Bières de spécialité | Saisonnières, bières aux fruits, fumées, vieillies, acides |
En ajustant les recettes, les paramètres de fermentation et les ingrédients bruts, les brasseurs peuvent développer plusieurs styles de bières différents sur le même équipement.
Applications brassicoles pour les systèmes industriels
| Application | Description de l’application |
|---|---|
| Macro Brasseries | Brassage en grande quantité de marques phares distribuées à l’échelle nationale |
| Brasseries régionales | Des lots de taille moyenne pour approvisionner une région spécifique |
| Microbrasseries | Petites brasseries artisanales axées sur les bières de spécialité |
| Brasseries | Brassage de bières maison dans un restaurant |
| Brassage sous contrat | Production de marques de bière pour le compte de clients |
Les brasseries industrielles offrent la flexibilité, l’efficacité et la fiabilité nécessaires à tous ces modèles commerciaux, qu’il s’agisse de bières blondes destinées au marché de masse ou de petits lots expérimentaux.
Spécifications de conception de l’équipement
Les équipements de brassage de la bière industrielle doivent répondre à des normes strictes en matière d’hygiène, de résistance à la corrosion, de sécurité et d’automatisation.
Normes de matériaux pour l’équipement de brasserie
| Composant | Matériaux typiques utilisés |
|---|---|
| Réservoirs | Acier inoxydable 304/316L |
| Tuyauterie | Acier inoxydable 304L/316L |
| Vannes | Acier inoxydable ou polymère |
| Fixations | Acier inoxydable 304/316 |
| Joints | EPDM, silicone, PTFE |
| Isolation | Panneaux en mousse de polyuréthane |
L’acier inoxydable résiste à la corrosion due aux produits chimiques de nettoyage. Les soudures lisses, les coudes et les surfaces polies empêchent l’accumulation de bactéries. Les polymères de qualité alimentaire peuvent être utilisés pour les vannes, les joints et les garnitures. L’isolation permet de maintenir la température pendant l’empâtage et la fermentation.
Facteurs clés de la conception de l’équipement de brassage
| Facteur de conception | Spécifications typiques |
|---|---|
| Volume | Réservoirs de 5 à 5000 barils |
| Pression nominale | Jusqu’à 15 bar(g) pour les réservoirs |
| Température | Plage de -10 à 150°C |
| Nettoyabilité | Réservoirs hermétiques et inclinés, raccords tri-clamp |
| Normes sanitaires | Conforme aux normes ASME-BPE, 3-A, EHEDG, cGMP |
| Automatisation | Automates programmables, modules E/S, capteurs, vannes, variateurs de vitesse |
| Sécurité | Soupapes de surpression, arrêts d’urgence, protection |
| Traçabilité | Suivi des lots, certificats de matériaux |
Le respect des normes sanitaires garantit que l’équipement est nettoyable, stérilisable, non toxique et exempt de toute contamination. L’automatisation améliore le contrôle des processus et la collecte des données.
Fournisseurs et prix
De nombreux fournisseurs d’équipements proposent des systèmes de brassage industriel dans le monde entier.
Principaux fournisseurs de matériel industriel de brassage de la bière
| L’entreprise | Lieu d’implantation | Description de l’entreprise |
|---|---|---|
| Paul Mueller | Springfield, MO USA | Salles de brassage complètes, réservoirs, systèmes |
| JVNW | Canby, OR USA | Équipement de brassage, ingénierie, contrôles |
| Premier Stainless | Escondido, CA USA | Réservoirs, cuves et salles de brassage sur mesure |
| AAA Metal Fabrication | Portland, OR USA | Cuves de brasserie et fermenteurs |
| GW Kent | Ypsilanti, MI USA | Systèmes de brassage, filtres à moût, systèmes de levure |
| Rolec Prozess | Allemagne | Systèmes de brassage, filtration, automatisation |
| KHS | Allemagne | Systèmes de brassage clés en main, remplisseuses/emballeuses |
| Steinecker | Allemagne | Salles de brassage à haute gravité et à plusieurs étapes |
| Praj Industries | Inde | Solutions complètes pour les brasseries |
| Jiangsu Minhe | Chine | Matériel de brasserie, 30+ ans d’expérience |
Ce tableau présente les principaux fournisseurs mondiaux et régionaux d’équipements pour la bière.
Prix pour Matériel industriel de brassage de la bière
| Equipement | Fourchette de prix |
|---|---|
| Salle de brassage de 5 barils | 150 000 $ à 300 000 |
| Salle de brassage de 50 barils | 800 000 $ à 1,5 million |
| Salle de brassage de 500 barils | 3 à 6 millions de dollars |
| Fermenteurs/BT | 2 000 $ à 8 000 $ par baril |
| Centrifugeuse | 100 000 $ à 200 000 |
| Ligne de mise en conserve | 150 000 $ à 500 000 |
| Refroidisseur | 50 000 à 150 000 |
| Chaudière | 100 000 $ à 250 000 |
Le coût de l’équipement varie en fonction de la capacité de production et des caractéristiques. Une brasserie artisanale complète de 50 000 barils peut coûter entre 10 et 20 millions de dollars. Les grandes brasseries industrielles dotées de lignes de conditionnement peuvent coûter plus de 100 millions de dollars.
Installation et maintenance
Une installation, un fonctionnement et un entretien corrects garantissent des performances maximales et la longévité de l’équipement de brassage de la bière industrielle.
Bonnes pratiques d’installation
- Inspecter soigneusement l’équipement à la livraison afin de déceler tout dommage ou défaut.
- Examiner les dessins et les instructions du fabricant concernant l’assemblage, les utilités et les dégagements.
- Prévoir un accès suffisant au pont roulant pour la mise en place et l’entretien des navires.
- S’assurer que les fondations et le sol peuvent supporter la charge du réservoir lorsqu’il est plein.
- Raccorder les utilités – vapeur, eau, drains, air, CO2, glycol – conformément aux spécifications.
- Demander au fabricant de mettre en service et de tester l’équipement.
- Élaborer des procédures opérationnelles normalisées (POS) pour l’équipement. Former le personnel.
Prendre le temps d’installer correctement l’équipement permet d’éviter les problèmes futurs et l’usure excessive.
Exigences en matière d’exploitation et d’entretien
| Activité | Fréquence de l’activité |
|---|---|
| Étalonnage des capteurs/instruments | Mensuellement ou par SOP |
| Inspection visuelle de l’équipement | Visites hebdomadaires |
| Essais de fonctionnement des vannes et des moteurs | Tous les mois ou selon les procédures normalisées |
| Lubrification des pompes, des chaînes et des roulements | Mensuellement ou par SOP |
| Nettoyage et désinfection des cuves | Après chaque lot, conformément à la procédure normalisée de nettoyage en place |
| Rinçage des filtres et tests d’intégrité des membranes | Hebdomadaire ou selon les SOP |
| Révision et remplacement des équipements | Annuellement avant la haute saison |
| Examiner les registres de maintenance pour détecter les problèmes | Mensuel |
| Mise à jour des registres des équipements | En cours |
Le brasseur élabore des procédures opératoires normalisées pour le fonctionnement, le nettoyage et l’entretien sur la base des directives du fabricant. La tenue de registres permet d’identifier l’usure, les défauts, les besoins de formation et la maintenance préventive.
Sélection d’un fournisseur d’équipement
Le choix du bon fournisseur d’équipement est essentiel pour construire une brasserie efficace et rentable.
Principaux éléments à prendre en compte pour choisir un fournisseur d’équipement de brasserie
| Paramètres | Guide |
|---|---|
| Expérience | Nombre de brasseries équipées, années d’activité |
| Spécialisation | Accent mis sur l’équipement de brassage par rapport à la fabrication générale |
| Capacités | Gamme d’équipements proposés – réservoirs, salle de brassage, filtres, automatisation, conditionnement |
| Personnalisation | Possibilité de modifier les modèles en fonction des besoins |
| Services de conception | Consultation d’ingénierie en amont, modèles 3D, dimensionnement des processus |
| Délais de livraison | Délais de livraison des équipements |
| Services d’installation | Capacité d’installation et de mise en service professionnelles |
| Garanties | Période de couverture des défauts de l’équipement |
| Soutien continu | Disponibilité des manuels, des pièces de rechange, de l’aide à la maintenance |
| Références | Commentaires de clients existants sur la qualité du travail |
| Les certifications | Accréditation du système de gestion de la qualité comme ISO-9001 |
Une société d’équipement de brassage expérimentée et disposant de bonnes références peut guider la sélection, la conception et l’installation de systèmes fiables qui maximisent le retour sur investissement.
Avantages des systèmes de brassage industriels
Les principaux avantages d’un investissement dans un équipement industriel de brassage de la bière spécialement conçu à cet effet sont les suivants
- Efficacité – Le brassage continu ou à haute densité maximise la productivité.
- Automatisation – Qualité constante et libération de la main-d’œuvre pour des tâches à plus forte valeur ajoutée.
- Flexibilité – Les composants modulaires permettent d’adapter les recettes et la taille des lots.
- Qualité – Des capteurs et des contrôles avancés permettent d’obtenir une répétabilité et un réglage précis des caractéristiques de la bière.
- Rentabilité – Un débit plus élevé pour un coût et un gaspillage moindres.
- Sécurité – Systèmes conçus avec des protections appropriées et des matériaux hygiéniques.
- Durabilité – Des équipements construits pour durer grâce à une fabrication en acier inoxydable et à des conceptions standardisées.
- Facilité d’entretien – Les marques établies offrent une assistance à l’entretien.
- Collecte de données – Enregistrement détaillé des processus pour optimiser la production.
L’investissement plus important dans un équipement à grande échelle est rentabilisé à long terme par la qualité et le volume de la bière.
Les défis des systèmes de brassage industriels
Certaines limites des grands systèmes de brassage qui doivent être gérées :
- Coût initial élevé – Peut nécessiter un financement. Recherchez des possibilités d’extension modulaire.
- Exigences en matière d’installations – Besoin d’espace, de services publics et de dégagement suffisants.
- Formation – Le personnel a besoin d’une formation technique sur les opérations et la maintenance.
- Manque de flexibilité – Difficile d’expérimenter avec de très petits lots. Maintenir les systèmes pilotes.
- Réactivité aux tendances – Longs délais pour l’achat de réservoirs ou d’emballages supplémentaires lorsque les besoins en capacité changent. Planifiez à l’avance.
- Nettoyage – Plus de temps de NEP que pour le brassage domestique. Automatiser dans la mesure du possible.
- Consommation d’énergie et d’eau – Recherchez la récupération de chaleur, les variateurs de vitesse et le recyclage.
- Contrats de service – Tenez compte des coûts de maintenance annuels.
- Assurance qualité – Un contrôle plus strict et des travaux de laboratoire sont nécessaires pour assurer la cohérence.
Bien que complexes, les risques peuvent être minimisés grâce à une planification minutieuse, à la formation du personnel, à la maintenance préventive et à la collaboration avec des vendeurs et des entrepreneurs expérimentés.
FAQ
Quelles sont les tailles de lots typiques pour les systèmes de brassage industriels ?
- De 5 barils (6 600 pintes) pour les microbrasseries à 5 000 barils (6,6 millions de pintes) pour les grandes brasseries. La capacité dépend de la taille du réservoir et de la salle de brassage.
Quelle quantité de bière une brasserie industrielle peut-elle produire annuellement ?
- De 1 000 barils par an pour une petite brasserie à plus d’un million de barils par an pour une macro-brasserie. La capacité de production dépend de la taille de la salle de brassage et du nombre de tournées ou de lots par jour.
Quel est le degré d’automatisation des brasseries industrielles ?
- La plupart d’entre eux utilisent des systèmes de contrôle de brassage automatisés et programmables pour un fonctionnement efficace et la collecte de données. Les capteurs surveillent des paramètres tels que la température et la pression, tandis que les automates programmables contrôlent les pompes, les vannes, les entraînements et les cycles de nettoyage.
Comment sont fabriqués les réservoirs industriels ?
- Les réservoirs utilisent des feuilles d’acier inoxydable laminées en cylindres et des extrémités bombées fabriquées à partir de moitiés d’acier inoxydable pressées. Ils sont soudés par TIG automatisé pour une finition intérieure sanitaire polie. L’extérieur peut être recouvert d’un revêtement isolant.
Combien de temps faut-il pour concevoir et livrer une salle de brassage industrielle complète ?
- Généralement 12 à 20 semaines entre la commande et l’expédition après le travail de conception initial. Les systèmes de très grande taille ou personnalisés peuvent prendre 6 mois. La préfabrication en parallèle accélère les projets. Des options accélérées sont possibles mais coûtent plus cher.
Quels sont les besoins en énergie d’une brasserie industrielle ?
- De 500 kW pour une microbrasserie de 10 barils à 5 MW pour une grande brasserie de 500 000 barils. L’énergie est nécessaire pour l’ébullition du moût, les refroidisseurs, les compresseurs d’air, l’éclairage, les lignes d’emballage et les équipements auxiliaires.
Quelle quantité d’eau une brasserie industrielle utilise-t-elle ?
- La consommation d’eau varie de 3 à 10 barils d’eau par baril de bière, en fonction de l’échelle et des initiatives d’efficacité telles que le recyclage de l’eau chaude.
Quels sont les types de systèmes de filtration industrielle utilisés pour la bière ?
- Les filtres à plaques et à cadres, les filtres lenticulaires et les filtres en profondeur éliminent les particules de brume, la levure et les débris de houblon avant l’emballage. La filtration sur membrane stérile assure la stabilité microbienne.
Comment entretenir le matériel de brassage ?
- Inspections quotidiennes et hebdomadaires, entretien préventif programmé tel que le remplacement des joints, entretien annuel complet avant la haute saison. Il est essentiel de suivre les directives du fabricant.
Quel est le matériau de construction typique des cuves à bière ?
- Les réservoirs sont construits en acier inoxydable 304 et 316L en raison de leur excellente résistance à la corrosion et de leur soudabilité. L’acier non revêtu est à éviter car il peut donner des saveurs métalliques.
Cette rubrique couvre les questions typiques posées sur les équipements de brassage à grande échelle. N’hésitez pas à nous contacter pour tout autre besoin spécifique.
Conclusion
Les systèmes de brassage industriels permettent aux brasseries de produire de 5 à 5 000 barils de bière de haute qualité par lot afin de répondre efficacement à la demande des clients. Lorsqu’ils sont conçus selon des normes rigoureuses en utilisant des matériaux de qualité tels que l’acier inoxydable et qu’ils sont équipés de systèmes d’automatisation et de contrôle de pointe, ces systèmes peuvent brasser des bières d’une consistance et d’une saveur exceptionnelles. Elles nécessitent un investissement initial et une formation considérables, mais s’avèrent payantes à long terme grâce à une productivité et à des revenus accrus par rapport aux installations à petite échelle. En planifiant soigneusement les charges de pointe, en procédant à une maintenance préventive et en choisissant un fournisseur d’équipement de brassage expérimenté, les brasseurs peuvent minimiser les temps d’arrêt et exploiter des brasseries industrielles de manière rentable pendant des décennies.