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Malts Orge Bière Brasseries Brassage

 

Comprendre et Interpréter un bulletin d'analyses permet d'optimiser le brassage en appréhendant les phénomènes biochimiques. Ces propriétés dépendent à la fois du type d'orge utilisé et de la façon dont il a été malté. Pour une correcte évaluation, une analyse sensorielle peut être effectuée.

Sommaire : Les Variétés d'Orges - Le Bulletin d'Analyse des Malts - L'Analyse sensorielle

 

Rappel sur les Variétés d'orges

 

L'orge est utilisée dans la fabrication de la bière du fait de son important énorme potentiel enzymatique et ses réserves d'amidon lorsqu'elle est transformée en malt et pour ses enveloppes qui protègent le grain contre les maladies et qui sont utiles pour la filtration du moût. La température d'empesage d'amidon d'orge qui se situe entre 60 et 65°C, est extrêmement importante pour la gélatinisation d'amidon dégradable par les enzymes en extrait fermentescible (glucose, maltose et maltotriose) et non fermentescibles (dextrines).

Il existe deux grands types d'orges pour la bière : les orges d'Hiver et les orges de Printemps. En France, les microbrasseurs utilisent principalement les 2 rangs de printemps (2RP) car les extraits sont plus importants, et les 6 rangs d'hiver (6RH), utilisés pour les bières d'abbaye  donnant des goûts d'épices à la bière, et par les brasseries industrielles qui utilisent d'autres céréales n'ayant pas les mêmes pouvoirs enzymatiques comme le maïs et le riz, et pour une question de prix (pouvant varier de 10 à 40 € par tonne). À noter que la 6RH est cultivée depuis la préhistoire et qu'elle était la variété la plus cultivée dans l'Antiquité. Pour exemple, aux Etats-Unis, on utilise les 6 rangs de Printemps (6RP) et dans d'autres pays, les 2 rangs d'hiver (2RH). Les rangs correspondent au nombre d'épillets sur l'épi sur lesquels apparaissent les grains, deux épillets produisant entre 25 à 30 grains. Les orges d'hiver sont plantées en automne, les orges de printemps au mois de mars ; elles sont toutes deux récoltées vers juin/juillet successivement.

Les grains d'orges sont laissés en dormance pendant plusieurs semaines (la levée de dormance) pour permettre la germination et initier ainsi le début du maltage des nouvelles récoltes, en général vers septembre - ce que nous verrons d'ailleurs lors du LAB 3 à la malterie d'Issoudun le 23 septembre. Il existe des méthodes pour réduire la dormance, en laissant les grains à basses températures, mais cette méthode est très onéreuse. Sans dormance, le grain risque par ailleurs de pourrir pendant le maltage. À contrario, les grains de blé n'ont pas besoin d'une aussi longue durée de dormance. Sans maltage, les transformations physicochimique et biochimique de l'orge pour la production de malt donc de la bière ne se produiraient pas. Les enzymes, protéines, acides aminés, amidon et arômes seraient plus difficilement accessibles.

Les objectifs du maltage sont ainsi multiples : rendre le grain friable, activer et produire les enzymes, réduire la teneur en Béta-Glucanes, produire les FAN (Acides aminés libres)  pour la fermentation et développer les arômes et la couleur. En fonction de leurs modifications durant le touraillage, on distingue ainsi les malts de bases, qui contiennent la plupart des sucres fermentescibles, et les malts de spécialités. La législation française exige d'ailleurs un minimum de 50% de malt pour qu'une boisson puisse porter l'appellation bière.

differents type de malts biere

 

Chaque année, le Comité Bière Malt Orge (CBMO), composé des Malteurs de France, l'IFBM et de Brasseurs de France, publie la liste des variétés d'orges de brasserie homologuées, les « variétés préférées »,  qui ne causent pas de problème pendant le maltage, le brassage et avec un rendement intéressant, mais aussi à la teneur en protéines, en azote aminé libre (FAN) et au pouvoir diastasique attendus par les brasseurs. Une recherche variétale est aussi effectuée, sous la dénomination de variétés « en observation » et « en validation technologique ».

specification des malts de base

Spécification des Malts de Bases

 

Bulletin d'analyses

 

Chaque lot de malt est analysé pour permettre de prédire son comportement pendant le brassage. En fonction des analyses de malt on peut toujours apporter des modifications sur le process de maltage ou mélanger les mêmes variétés de malt pour avoir un malt de qualité parfaite.

Le bulletin d'analyse est composé de plusieurs parties, nom de l'entreprise, adresse de fabrication, date de fabrication ; DLUO, variété d'orge utilisée, origine des orges et dénomination du produit (Pilsen, pale ale, vienne, Munich…).

Les variétés sont ainsi testées plusieurs fois pour déterminer leurs qualités, ce qui apparait sur le bulletin d'analyses affiché sur chaque sac. Cette fiche doit vous être systématiquement fournie, même pour les petites quantités achetées par les brasseurs amateurs….

bulletin analyses malt orge biere maltiers

Bulletin d'Analyses des Malts d'Orges - Cliquez pour agrandir

 

L'Humidité : c'est le pourcentage d'eau dans le malt, elle ne doit pas dépasser les 5% sinon elle peut nuire à la conservation du malt par le développement de moisissure et à la stabilité de la bière. Cela peut fait partie des problèmes de gushing, le surmoussage-giclage des bières à l'ouverture. De plus, le malt peut perdre certaines de ses flaveurs. Attention donc aussi à le conserver dans des conditions appropriées (maximum 18 mois à 18° C). IL ne faut donc pas stocker le malt dans des zones humides, par exemple dans la salle de brassage.

Extrait du malt  : il doit être supérieur à 80%, tout ce qui est soluble dans le moût : glucose, maltose, maltotriose, dextrines, minéraux, acides aminés…. Ce qui permet de mesurer la densité du moût (en degré plato °P).

densite apparente vs densite limite

 

- Extrait fermentescible : extrait utilisé par la levure pour son développement et pour produire l'alcool, les aromes, le CO2… Glucose, maltose, maltotriose, acides aminés…

- Extrait non fermentescible : extrait qui donne le corps à la bière qui n'est pas utilisé par la levure, comme les dextrines et les protéines responsables de la mousse de la bière.

 
Extraits
 

Extrait Fermentescible
 

Extrait Non Fermentescible
 

Sucres Simples
 

Maltose (+ Maltotriose)
 

Bêta-glucanes
 

Protéines
 

Dextrines
 

 

Couleur du malt : la couleur est exprimé en EBC (European brewing convention) la couleur du malt est produite principalement grâce à la réaction de Maillard pendant le touraillage et à la caramélisation des sucres ; attention on peut produire de la couleur pendant la germination pour quelques malts spéciaux ( Munich..).A noter que la couleur peut s'exprimer aussi en degré Lovibond, notamment en Amérique du Nord (1 EBC = 1 ,97° Lovibond). En fonction de la couleur, dépendant du touraillage, on définit les différents malts : Pilsen, pale ale, Vienna, Munich, caramel, black…

Couleur KZ (Kolbach-Zastrow) indique la couleur après ébullition et reflète la couleur réelle du moût. Le brunissement des protéines par les sucres, ce que l'on appelle la réaction chimique de Maillard, est plus significatif que l'indice de couleur des malts en EBC qui exprime uniquement leurs teintes d'origine. La couleur KZ est en étroite relation avec la teneur en FAN (Acides aminés libres). Exemple : un malt Pilsen avec une couleur du malt à 3 EBC avec une teneur de 150ppm de FAN donne une couleur KZ du moût entre 5.5 – 6.5 EBC, le même malt à 3EBC avec une teneur plus élevée en FAN va donner une couleur KZ plus importante. Il faut donc toujours demander et contrôler la couleur KZ des malts.

Friabilité : C'est la dureté et le croquant des grains de malt et sa capacité à libérer un maximum d'enzymes. Elle doit se situer entre 85 et 95%. Si la friabilité est faible on va avoir un mauvais extrait et un mauvais rendement. Si la friabilité est trop élevée, le malt sera farineux donc la mouture sera très fine ; elle va causer des problèmes de filtration de la maiche et donne des malts très poussiéreux.

Protéine: les protéines sont des macromolécules constituées d'une chaîne d'acides aminés, elles sont responsables de la mousse et du trouble dans la bière.

Les Protéines totales : C'est l'ensemble des protéines dans le malt (Azote x 6,25). Elles doivent être comprise entre 9,5% à 11,5%  Les protéines totales correspondent à la somme des protéines solubles et insolubles. Une teneur élevée en protéine forme un trouble dans la bière. Un défaut de protéine augmentera le temps de fermentation, pourra nuire à la tenue de la mousse et réduira le taux d'alcool produit. À noter que la teneur en extrait baisse avec l'augmentation de la teneur en protéines.

proteines malts orge biere

Protéines Malts d'Orges

 

Protéine soluble : Le taux optimum se situe entre  3,5 et 4.5%, elle s'agit des protéines solubles dans le moût. Elles assurent à la fois la nutrition des levures, la qualité de la mousse et le moelleux de la bière. Un excès peut engendrer du trouble dans la bière, une instabilité du goût, voire des faux goûts, ainsi qu'une saturation de la couleur finale KZ.

L'indice de Kolbach, qui se calcule en divisant le % de protéines solubles par le % de protéines totales du malt, c'est un ratio indiquant la dégradation du grain d'orge. L'idéal se situe autour de 41%. Au-delà de 45%, le malt peut engendrer du trouble et réduire la tenue de la mousse. Si inférieur à 35% cela est interprété par une mauvaise désagrégation.

Viscosité : Elle doit se situer entre 1,5 et 1,7 Mpa.s ; au-delà, on peut avoir des problèmes de filtration. Elle est corrélée aux  bêta-glucanes et à la friabilité. Si les Bêta-glucanes sont élevés (> 250ppm)  la viscosité sera élevée et le temps de filtration sera plus important.

Atténuation limite : c'est la quantité d'extrait fermentescible dans le moût, c'est-à-dire le pourcentage de sucres qui sera transformés en alcool et dioxyde de Carbonne  par les levures. Les bières insuffisamment atténuées peuvent être très sucrées. Elle doit se situer au-delà de 82%. Ce pourcentage pourra nous donner une idée sur les sucres résiduels dans le moût.

FAN : les acides aminés libres doivent être supérieurs à 140 ppm et permettent la nutrition de la levure. Les FANs sont produits pendant le maltage. La levure de fermentation haute demande plus de FAN que la levure de fermentation basse. Pendant l'ébullition la couleur du moût augmente grâce à la caramélisation des sucres et à la réaction de Maillard (sucre + acides aminés) donc si les % d'acides aminés sont élevés la couleur va augmenter.

fan acide amine orge malt biere

Acides Aminés Malts

 

Pouvoir Diastasique (Windish-Kolbach) : activité des enzymes qui dégradent l'amidon, c'est-à-dire le pouvoir enzymatique du malt à réduire l'amidon en sucre (maltose). Il doit être supérieur à 250 WK. Plus un grain est touraillé  –torréfié-, plus son pouvoir diastasique est faible. Dans ce cas, il faut apporter des enzymes avec d'autres malts (c'est pour cela qu'on utilise pas les malts caramélisés et torréfiés à 100%).

pH : il se situe entre 5,5 et 6. Il influence grandement l'activité enzymatique et de ce fait, le rendement du brassin.

Bêta-glucanes (β-glucanes) : C'est une donnée très importante pour les brasseurs, pour éviter notamment les problèmes de filtration, la valeur des Bêta-glucanes doit être inférieure à 250 PPM. Plus les bêta-glucanes sont faibles, plus la friabilité est élevée (selon les variétés d'orge) ; ces derniers pouvant être évités en les dégradant un maximum via un pallier de brassage protéinique préliminaire à 45-48° C pendant 10 à 15 minutes. 

"Tous ces paramètres sont étroitement liés nous explique Yahia Chabane des Maltiers:
Si les FAN sont élevés, la couleur KZ sera plus élevée et la levure aura suffisamment d'acides aminée pout sont développement et éviter ainsi une floculation de la levure.
Si la Friabilité est faible, on va avoir une faible activité enzymatique (pouvoir diastasique), un faible rendement, une viscosité très élevée ainsi qu'un pourcentage élevée de grains glacés (entiers). Cela va engendrer des problèmes de filtration de la maishe et de la bière.
S'il y a peu de protéines, le brasseur n'effectuera pas le pallier protéolytique, sauf si les bétas-glucanes sont élevés, mais cela entraînera un excès de couleurs et un déficit de mousse. Cela pourra être compensé en partie par l'ajout d'une autre variété d'orge, mais aussi par les houblons et les levures."

 

relation resultat analyse malt

Relation Résultats d'Analyses du Malt

 

Au-delà de l'aspect visuel (présence d'insectes, de corps étrangers ou de moisissures) et de l'odeur (arômes, moisi,…), les brasseurs doivent donc être attentifs à l'ensemble de ces paramètres pour optimiser leurs productions, à commencer par le concassage ou trouver l'origine de certains problèmes de brassage. Et l'on sait que la plupart d'entre vous ne consulte pas les bulletins… Il faut également toujours regarder la date limite d'utilisation optimale (DLUO), car si le malt est très frais (moins de 10 jours, on va avoir une activité enzymatique réduite donc moins d'extrait, et si le malt est vieux plus de 18 mois on va perdre une partie de l'activité enzymatique et développement d'arômes de moisi.

 

L'Analyse sensorielle des Malts

 

Vous pouvez également évaluer le profil aromatique des malts et comparer ainsi les différents lots. L'ASBC a développer une méthode d'infusion à chaud "Hot Steep Sensory Evaluation Method" qui permet une analyse rapide et peu couteuse dont voici les principales étapes :

- Broyez 52 grammes de Malts (pour les malts de spécialités, faire 50/50 avec un malt de base, et un ration de 15/85 pour les mats très sombres) pendant 10 secondes, prélevez 50 grammes de malts moulus
- Mélangez les 50 grammes à 400 ml d’eau à 65°C dans un thermos, secouez pendant 20 secondes et laisser infuser 15 minutes
- Secouez de nouveau le thermos pendant 20 secondes puis verser le contenu dans un récipient au travers d’un filtre papier

Cela vous permettra d'apprécier et d'évaluer la couleur, les arômes et flaveur et la sensation en bouche.

 

Pour d'autres explications sur d'autres analyses n'hésitez pas à contacter le responsable des Maltiers qui vous répondra avec grand plaisir : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Vincent Ferrari et Yahia Chabane

Inscrivez-vous au LAB3 Spécial Malt, le 23 septembre à Issoudun

Consulter le catalogue des Malts Les Maltiers

 

Variétés préférées :
Variétés Préférées 2019 : http://ifbm.fr/assets/upload/file/Encart-des-varietes-preferees-Orges-de-Brasserie-Recolte-2019.pdf
Qualité des Orges de Brasserie Françaises 2019 : https://www.brasseurs-de-france.com/wp-content/uploads/2019/10/Plaquette-Qualit%C3%A9-des-Orges-de-Brasserie-Fran%C3%A7aises-R%C3%A9colte-2019-compressed.pdf

Autres Liens :
Contribution à la modélisation de la qualité de l'orge et du malt pour la maîtrise du procédé de maltage : http://docnum.univ-lorraine.fr/public/DDOC_T_2013_0315_AJIB.pdf
Ingrédients : l'orge malté ou le malt : http://www.brassage.domainepublic.net/spip.php?article21
Biochimie : http://univers-biere.net/bio_brassage.php
A superior prediction of malt attenuation : https://www.researchgate.net/publication/305441805_A_superior_prediction_of_malt_attenuation

Analyse Sensorielle :
ASBC Methods of Analysis : http://methods.asbcnet.org/toc.aspx#Sensory
Sensory Analysis-14: Hot Steep Malt Sensory Evaluation Method : https://www.youtube.com/watch?v=5Xl_6m1E1mQ
Analyse sensorielle des Malts : https://www.youtube.com/watch?v=jrKc-kih0Js

 

Les flores d’altération de la bière, partie 1: « Amies » ou « Ennemies » ?

 

Les flores d’altération de la bière sont des micro-organismes, bactéries ou levures, qui vont avoir la capacité de modifier la saveur, l’arôme ou l’apparence de la bière, même si celle-ci possède des propriétés antimicrobiennes comme un faible pH, une faible teneur en oxygène et une forte teneur en dioxyde de carbone et grâce à l’ajout de houblon.

La contamination par ces organismes peut provenir des matières premières ou être introduite par l'utilisation d'ingrédients aromatisants plus tard dans le processus, elle peut également provenir de certains matériels comme le bois des tonneaux utilisés pour les lambics, enfin elles peuvent également persister dans l'environnement.

Ce produit contaminé sera donc jugé comme non commercialisable par la brasserie, si le défaut est constaté à temps. Dans le cas contraire, le consommateur aura la mauvaise surprise de faire cette découverte lui-même (acidité, odeur, texture, production anormale de gaz…).

Bien  qu’il y ait un certain chevauchement, on parle parfois de deux catégories de flore d’altération, celle de la « bière » et celle du « moût ». Dans cette dernière catégorie, les micro-organismes seront largement affectés et inhibés par l’alcool, dû au pH et/ou à l’environnement défavorable (anaérobie) créé par la fermentation de la levure [PRIEST 2003].

En tenant compte de la définition ci-dessus, il est également à noter que les micro-organismes considérés comme « d’altération » peuvent également être retrouvés dans certaines bières, mais de façon cette fois volontaire, à l’image des bières à fermentation spontanée où les levures sauvages sont utilisées, comme par exemple les Brettanomyces bruxellensis pour la conception des bières Lambic (dont la fermentation peut prendre de 1 à 3 ans), ou encore bien d’autres exemples type bière Sour, Gose, Weiss (utilisation de bactéries lactiques), Saison (utilisation Saccharomyces cerevisiae var diastaticcus). Ces mêmes micro-organismes vont donc donner un éventail important de différents profils de bières.

Si nous regardons plus dans le détail la fermentation spontanée, avec l’exemple du type Lambic, on va pouvoir retrouver une multitude de bactéries et levures qui vont intervenir au cours de cette fermentation. Comme le décrivent les travaux de [Van Oevelen et al., 1977], la fermentation spontanée peut se découper en quatre étapes spécifiques, présentant le développement de certains micro-organismes. Pour une brasserie dite conventionnelle, la présence de ces mêmes micro-organismes serait au contraire considérée comme une contamination et le brassin considéré comme un échec.

 

 

Regardons ces différentes étapes :

Étape 1: La phase de développement des Entérobactéries, qui commence après 3 à 7 jours de fermentation est caractérisée par la présence d’Enterobacter spp., Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli et Hafnia alvei, pour les bactéries les plus fréquemment isolées, et avec présence également des levures Hanseniaspora uvarum, Naumovia (Saccharomyces) dairensis et Saccharomyces uvarum.

Étape 2: Elle commence après 3 à 4 semaines de fermentation, et se caractérise par Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bayanus / pastorianus et Saccharomyces uvarum.

Étape 3: Après 3 à 4 mois de fermentation, la phase d'acidification se produit avec l'augmentation des bactéries lactiques Pediococcus spp. et occasionnellement Lactobacillus spp.

Etape 4: Brettanomyces spp., les « Bretts », devient présent après 4 à 8 mois de fermentation.

 

Quel que soit le type de fermentation, la science du vivant, et donc ici, la microbiologie, reste au centre du processus de brassage.
Le but du brassage est d’exploiter les effets positifs de l’utilisation des micro-organismes, que ce soit par une inoculation (ajout) volontaire, ou naturelle du fait de l’environnement (ex : levures naturellement retrouvées dans l’environnement de la brasserie).

L’introduction de ces micro-organismes dans le moût, qui, à toutes fins utiles,  vont utiliser ce bouillon riche en nutriments, peut conduire soit à une altération du produit (mauvaise maîtrise du produit), soit à l’apport escompté d’un profil goût/odeur caractéristique au type de la bière recherché. Certains microorganismes peuvent aussi retarder la fermentation en consommant les nutriments nécessaires à la levure.

 

À venir, Les flores d’altération de la bière partie 2 : Quelles sont les principaux micro-organismes d’altération de la bière ? dont les Saccharomyces cerevisiae var Diastaticus, une levure sauvage qui présente de nouveau enjeu pour le brasseur.

 

References:

Priest, F. G. Brewing microbiology, 3rd ed. New York: Kluwer Academic/Plenum Press, 2003

Van Oevelen, D., Spaepen, M., Timmermans, P., and Verachtert, H. (1977). Microbiological aspects of spontaneous wort fermentation in the production of lambic and gueuze. . J. Instit. Brew. 83, 356–360. doi: 10.1002/j.2050-0416.1977.tb03825.x

Sophie TABURIAUX, Ingénieur Microbiologie - bioMérieux

 

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Prochain Wébinaire : 11 juin - Mesures des Gaz Dissous

 

Pasteur pasteurisation Bière

 

 

Dossier Pasteurisation de la bière- Partie 2

 

PASTEURISATION – FLASH – ORGANISATION

 

Ce type de pasteurisation s’effectue dans un échangeur de température généralement ce sera échangeur à plaques, mais on a pu parfois utiliser des échangeurs tubulaires amélioré quand a la turbulence de l’écoulement souhaitée en pasteurisation..

plaques echangeur a plaques thermique pasteurisation

Plaque d'échangeur

 

A - Echangeurs a plaques

 

Dans un échangeur a plaques, l’échange thermique est réalisé à travers un ensemble de plaques métalliques en acier inoxydable, maintenues assemblées sur un bâti constitué d'un fond fixe et d'un fond mobile équipé d'un système de serrage des plaques (figure 3a). Les extrémités périphériques de ces plaques, ainsi que le pourtour des lumières destinées au passage des fluides collectés, sont équipés de joints collés ou clipsés. Ces plaques sont réalisées en tôle dont l'emboutissage a permis de déterminer un espace entre plaques et des cheminements de fluides bien précis de part et d'autre de leur surface (figure 3b). Le rapport surface/volume entre plaques est de l'ordre de 200.
D'un côté d'une plaque circule le produit à refroidir ou à réchauffer, de l'autre côté le fluide de refroidissement ou de chauffage. Des cadres inverseurs déterminent les différentes fonctions du pasteurisateur et les changements de fluides de service.

L'avantage des échangeurs à plaques, par rapport aux échangeurs tubulaires, est que, quel que soit le débit des liquides en service, l'écoulement sera toujours suffisamment turbulent et l'échange efficace grâce à l'étroitesse des passages.
Par contre, l'inconvénient, ils supportent difficilement d'être utilisés avec des liquides chargés. Déjà, leur utilisation en refroidisseur et pasteurisateur de jus de fruits pulpeux, demande un certain nombre de précautions pour limiter les encrassements par dépôt de pulpe. Ces dépôts colmatent rapidement l'appareil et nécessitent des nettoyages énergiques et fréquents après chaque cycle de travail.
De plus, les arrêts/marche de l'installation peuvent provoquer une déformation en accordéon des plaques qui se fissurent à la longue, ce qui est très grave pour un pasteurisateur où la partie haute pression est celle du liquide non pasteurisé et la partie basse pression la partie du liquide en fin de pasteurisation. C'est donc toujours le liquide non pasteurisé qui entrera dans le liquide pasteurisé et le contaminera en cas de fissuration de plaques.
Des kits existent qui permettent de tester l'intégrité des plaques. Après démontage de l'appareil, un côté de la plaque est passé au révélateur rouge (Fuchsine), l'autre côté en blanc (chaux en milieux alcoolique). On observe alors si du rouge passe dans le blanc, auquel cas il faut changer les plaques impérativement et, surtout, ne pas essayer de réparer ou de colmater les micro-fissures révélées.
L'échangeur à plaques est très utilisé pour le traitement de pasteurisation des jus de fruit, du lait, des huiles alimentaires et de la bière.

 

 

B -Échangeurs tubulaires

 

Ils peuvent être monotube ou multitubes et, dans ce dernier cas, un faisceau de tubes est rassemblé dans une enveloppe cylindrique qui est, en général, terminée à ses deux extrémités par deux couvercles délimitant deux compartiments :

- admission de fluide à chauffer qui circulera dans les tubes ;
- admission de fluide de chauffage qui circulera à la périphérie des tubes à contre-courant.

Ces échangeurs présentent l'avantage de permettre le traitement de produits chargés, épais, et de justifier d'un faible pouvoir d'encrassement. Des techniques ont été élaborées ces dernières années qui utilisent des tubes corrugés, c'est-à-dire présentant une surface interne et externe, moletée et spiralée, ce qui améliore la turbulence, les frottements et, donc, l'échange thermique. Ils peuvent être utilisés en pasteurisation de bière et des jus de fruits.

 

C - Fonctionnement d’un flash pasteurisateur

 

Un flash pasteurisateur de bière sera toujours constitué de 2 ou 3 zones d’échange thermique :

- Une zone de récupération thermique ou la bière qui entre va rencontrer la bière en sortie du chambreur de maintien de la température de pasteurisation.
- Une zone d’apport thermique (eau chaude à une température de 5°C '(environ) au-dessus de la température de pasteurisation)
- Une zone de refroidissement éventuelle alimentée en eau glacée
- Une zone de chambrage pour maintenir la température de pasteurisation acquise durant un temps défini
- Une pompe à bière et une pompe à eau chaude associée à une production en boucle d’eau chaude par de la vapeur.
- Un jeu de vanne à l’arrivée dans l’appareil et un jeu de vannes dont une vanne modulante en sortie ( chacun des jeu de vanne permet l’entrée ou la mise à l’égout des fluides quoi traversent l’appareil)
- Une pompe centrifuge
- Des thermomètres et des manomètres placés sur les parties bières et fluides de service de l’appareil
- Un thermomètre enregistreur au niveau du chambreur

 

flash pasteurisateur echangeur a plaques actemium

Flash pasteurisateur Actemium

 

D -Les trois organisations d’un flash pasteurisateur de bière

 

- Le flash à tank tampon absorbe les arrêts de fonctionnement de la soutireuse en déviant vers une enceinte  en dérivation le liquide qui ponctuellement n’est pas utilisé par la soutireuse et cela pour ne pas interrompre le débit de la pompe et de son flash. Le tampon sera restitué en fin ou en cours de tirage.  Ce type d’organisation est assez difficile à stériliser car il faudra stériliser le tampon a part du circuit d’alimentation de la tireuse.  Une zone de refroidissement terminale existe sur ce type d’appareil

- Le flash à recyclage, en cas d’interruption de débit, recycle la bière en amont de la pompe après fermeture de la vanne d’accès à la soutireuse et ouverture d’une vanne de recyclage (ouverture de l’une avant fermeture de l’autre). Ce jeu  de vanne présente un grave défaut, c’est que  lorsque l’étanchéité’ est  mise en défaut  il se produira le mélange de produit stérile avec du non stérile. Une zone de refroidissement terminale est incontournable qui ramène la bière au moins à sa température d’entrée pour permettre le recyclage dans de bonnes conditions d’équilibre thermique

- Le flash à blocage supprime la zone terminale de refroidissement, et de ce fait est intéressant du point de vue économique. Mais la bière sort tiède de l’appareil et oblige à soutirer à quelques 14 ° C ce qui implique le soutirage dans un appareil de soutirage performant équipé au moins du simple prévide.  En cas d’arrêt du débit le flash se met en blocage, c'est-à-dire que la vanne d’arrivée sur la soutireuse se ferme rapidement et la pompe continue à tourner pour mettre le liquide contenu dans le flash à une pression correspondant à celle de  la pompe tournant vanne fermée,  (aux alentours de 10 à 12 bar). A la remise en route de la soutireuse, il faudra que la vanne s’ouvre lentement pour ne pas passer brutalement de la haute pression du blocage à la pression de la soutireuse.  Si le blocage dure trop longtemps, la pompe continuant à tourner, il y aura échauffement du produit dans le corps de pompe et il faudra bien alors arrêter la pompe, ce que peut commander un thermostat.  Un jeu de clapets anti retour va permettre de maintenir le flash dans un état suffisant de carbonatation et de pression, étant entendu que le chauffage de la zone de pasteurisation a été interrompu. La remise en router se fera dans la foulée après rétablissement du chauffage.

*

organisation flash pasteurisateur tampon recyclage blocage

Les trois organisations possibles d’un flash pasteurisateur à bière alimentant une soutireuse isobarométrique.

 

Le seul vrai problème réside lors d’arrêts multiples pendant le fonctionnement de l’appareil. Le fait de passer fréquemment en sortie de la haute pression à la basse pression fait travailler les plaques de l’échangeur en  « accordéon » et de ce fait les fragilise et provoque des fissures notamment dans la zone de (sortie – entrée) de récupération thermique et comme la pression à l’entrée sera en fonctionnement toujours plus importante qu’a la sortie. C’est de la bière non pasteurisée qui entrera par la fissure dans la bière pasteurisée avec les conséquences que l’on connaît.

Toutefois il existe des artifices de montage du flash à blocage qui pallie cet inconvénient. Il y aura donc lieu de contrôler régulièrement et fréquemment l’intégrité des plaques de l’échangeur et cela en démontant l’appareil et en testant les plaques une par une selon le protocole cité précedemment. Pour une bière correctement filtrée le traitement sera en flash pasteurisation de 21 secondes à 72 °C ce qui correspond à 18.2 UP ( 21/60 X52 ) voire Unité de pasteurisation

 

Sécurités à prévoir sur un flash pasteurisateur de bière et stérilisation de l’appareil

Les sécurités mises en place  visent à assurer que le produit a été bien pasteurisé. A cet effet un enregistreur de la température du fluide thermique et de la bière à traiter dans le chambreur est incontournable  avec en plus une  alarme sonore qui se déclenche quand les températures sont défaillantes. Il faut également assurer un débit constant  de la bière  et bien dimensionne les vannes, les pompes, les clapets et les conduites. Le débit pendant le traitement de flash pasteurisation peut varier, par exemple quand l’appareil est monté directement en amont d’une soutireuse et qu’en fonction des variations de niveaux dans la soutireuse, il peut y avoir des appels brutaux de produit ou des arrêts complet du débit.. Même avec une vanne modulante commandée par le  niveau, les arrêts d’alimentation  ne sont pas exclus car  le débit de la soutireuse dépend de l’évacuation des récipients produits en aval sur les convoyeurs.

La stérilisation du flash est une opération importante, le flash en tank tampon implique une stérilisation séparée du tank et de l’ensemble flash/soutireuse, c’est à la jonction des deux parties stérilisées que peut se produite un risque de contamination.
A noter que la stérilisation thermique du flash ne peut pas se faire avec la seule source d’eau chaude intégrée. Il faut un bac de stérilisation capable de produire de l’eau très chaude et établir un circuit incluant les différents organes implantés et prévoyant un retour partiel ou total du fluide de stérilisation sur ce bac.
Un tank tampon, après nettoyage se doit d’être stérilisé a la vapeur, mais au refroidissement il faut prévoir une entrée d’air stérile d’un diamêtre et d’un débit suffisant pour que le tank ne s’aplatisse pas...

 

Communication EBC : L’influence de la flash pasteurisation sur la qualité de la bière (Wackerbauer et Zufall) :

"L'effet de la pasteurisation sur la qualité de la bière en utilisant des combinaisons de températures et de temps différentes a été examiné avec des essais de 15,80 et 500 unités de pasteurisation (UP) aux températures de 60°, 72° et 84° C chacun. Contrairement à l'avis habituel que les hautes températures de flash pasteurisation équivalent à une détérioration plus importante du produit, une pasteuriation faite à 60°C a conduit vers un bouquet plus éventé et un contenu en aldéhyde plus important et une stabilité de goût inférieur en comparaison avec des températures plus importantes. Le temps pendant lequel la bière est maintenue aux températures de pasteurisation semble jouer un rôle décisif dans ce contexte. Pendant que la température de 72°C s'est révélée comme la plus favorable pour 15 UP, le maintien de la qualité de la bière pendant des flash pasteurisations de 80 et 500 UP était meilleure à une température de 84°C. Il pourrait donc être démontré que l'unité de pasteurisation n'est pas convenable comme indicateur de détérioration du produit de traitement thermique."

 

PASTEURISATION  TUNNEL – ORGANISATION

 

 La pasteurisation tunnel va consister a faire circuler des récipients remplis de produit à traiter, dans une enceinte dans laquelle ils vont subir des arrosages d’eau de plus en plus chaude jusqu'à ce que le récipient pénètre  dans une zone dite de pasteurisation ou il sera maintenu pendant un temps de passage précis a ce qui correspond, au chambrage  en pasteurisation pompable. . Puis à la sortie de cette zone, le récipient sera aspergé avec de l’eau d’abord chaude puis de plus en plus froide, la dernière eau étant de l’eau du réseau  de l’exploitant.  Le traitement thermique  dans un pasteurisateur tunnel  sera toujours plus long que celui de la flash pasteurisation ou du soutirage à chaud et les températures utilisées seront nettement plus basse  (60 à 70°C). Dans un pasteurisateur tunnel, les récupérations thermiques et les utilisations d’eau  sont très étudiées .Dans le cas de traitement d’emballage en verre, lors du réchauffement et du refroidissement qui suit, les températures appliquées seront progressives, afin d’éviter tout choc thermique, générateur de casse.

Le pasteurisateur tunnel est un engin encombrant, dont la surface au sol en fonction de la production horaire peut varier de 40 m² à 300 m² pour un poids à vide qui variera de 15 tonnes à plus de 125 tonnes.A titre d’exemple : un constructeur « Simonazzi » utilise une surface au sol de 144 m² pour un traitement total de 50 minutes et une cadence de 50 000 bouteilles / heure  d’un diamètre de 62 mm. Il y aura donc toujours un grand décalage entre le moment ou les bouteilles sortent de la soutireuse-boucheuse et  le moment où elles entrent à l’étiqueteuse.

 

cycle de pasteurisation liquide diagramme des temperatures

 

Les  pasteurisateurs tunnel suivant leur construction se différentient en :

- Pasteurisateurs à étagères : le plus ancien, très fiable mais couteux en énergie et de construction lourde et délicate.
- Pasteurisateurs à grilles
- Pasteurisateurs à chaînes

Le pasteurisateur tunnel privilégie de nos jour le tapis à grille a  pas de Pèlerin qui a l’avantage de maintenir à l’intérieur de l’appareil une distribution ordonnée,  premier entré- premier sorti ( Fifo : first in , first out) et d’être économe en énergie dans la mesure ou le tapis ne se déplaçant pas le long de l’appareil il n’y aura pas de masse métallique périodiquement réchauffée puis refroidie  et ainsi de suite pendant son utilisation

Au niveau du groupe de conditionnement le pasteurisateur bouteille est figé quant à sa vitesse, néanmoins aujourd’hui il existe des pasteurisateurs dit flexibles qui suivent en temps réel l’évolution des températures dans les récipients et savent réagir pour fonctionner à UP constant en redistribuant les zones d’attribution des bains d’eau chaude en fonction des UP acquises et à acquérir.

 

 

PAS DE PELERIN

 

Système de transfert de récipients se présentant sous forme de tapis,  utilisé en convoyage de bouteilles ou boites  et constituant souvent les tapis des pasteurisateurs tunnel. Le tapis en question ne se déplace pas sur toute son étendue, seuls des éléments bien localisés sur sa surface se déplacent d’une faible amplitude avec retour au bout d’un cycle à l’état initial cette amplitude est réglable, représente un pas de déplacement et avec la fréquence du mouvement détermine la vitesse du convoyeur. Le pas de pèlerin présente l’avantage d’un déplacement ordonné. Le mécanisme du déplacement des éléments est assuré par des vérins mécaniques ou oléopneumatiques.

Principe de fonctionnements du pas de pèlerin : L’avancement des récipients sur le tapis se fait grâce à une série  de barres fixes et alternées par rapport à une autre série de barres mobiles. Ces barres mobiles peuvent s’élever de quelques millimètres, soulever ainsi les récipients puis avancer d’un pas , redescendre et déposer les récipients à nouveau sur les barres fixes puis revenir à leur position initiale pour recommencer un cycle.

 

principe pas de pzlerin

 

Schéma de principe du pas de pelerin

 

L’ECHANGEUR A PLAQUES ELECTRIQUE DU TYPE  PLATELEC

 

Il s’agit en fait d’un nouveau type de réchauffeur électrique basé sur le principe du chauffage par effet joules. Ce réchauffeur est un échangeur à plaques dans lequel le fluide caloporteur est remplacé par une plaque électrique. Cette plaque électrique est constituée d’une résistance classique noyée dans un bloc d’aluminium possédant la forme d’une plaque d’échangeur standard. L’échangeur à plaques électrique baptisé platélec bénéficie des  avantages simultanés de l’échangeur à plaque classique  et de l’électricité. Cette technnologie simple pour une chaudière permet  de rationaliser en énergie les installations et surtout d’intégrer les unités de chauffe au sein même du procédé. La rationalisation vient du fait que la puissance est directement adaptée au service désiré puisqu’il y a suppression de la boucle intermédiaire. L’intégration des plaques électriques se fait sur les échangeurs en place, ce qui ne modifie pas les schémas hydrauliques. L’échangeur de chaleur ne se comporte plus comme un auxiliaire statique, mais intègre une fonction dans le procédé.. Cette technologie a été développée en partenariat entre EDF et VICARB et a donné lieu à un brevet.

Le Platelec peut se décliner en  Pasteurisateur – stérilisateur et en générateur  électrique de vapeur. L’appareil est constitué d’un empilement des plaques électriques et chaque plaque  électrique représente une puissance de 3 ou 5 KW.La puissance de chauffe intégrée par bloc est importante, la température maximale de service est de 180°C la pression maximale 10 bars  et l’appareil ne rentre pas dans norme des appareils à pression. Afin de de traiter une gamme étendue  de fluides, la surface des plaques électrique peut être revêtue de matériaux différents : PTFE, ou d’un alliage d’acier inoxydable obtenu par pulvérisation d’acier inox.

 

Pasteurisation de la bière - Partie 1 : théorie de la destruction thermique des microorganismes

 

© Pierre Millet

Pierre Millet est un ancien Brasseur et Ingénieur Brassicole de 84 ans, à la retraite mais toujours très actif notamment au sein du Musée Français de la Brasserie à St Nicolas, que vous avez pu rencontrer lors de nos LABs. Il est l'un des dernières détenteurs de savoir-faire et d'histoires de brasseries des 60 dernières années. Régulièrement Pierre Millet nous fait part de ses réflexions et recherches sur les techniques et problématiques de Brasseries.

N'hésitez pas à laisser un commentaire à l'auteur.

 

 

Pasteur Bière pasteurisation

 

Dossier Pasteurisation de la bière- Partie 1

 

La pasteurisation est une opération qui assure la stabilité biologique d’un produit alimentaire sans avoir nécessairement détruit tous les germes qu’il contient, mais tous les pathogènes doivent avoir disparu.. Quand la pasteurisation est mise en œuvre thermiquement, elle s’effectue à une température inférieure à 100 0C, en pasteurisation de bière (voisine de 60 °C ou 75 °C selon les techniques utilisées). La stérilisation s’effectue à une température supérieure à 100°C et doit détruire tout les germes.

Il existe aujourd’hui un grand nombre de moyens pour assurer la stabilité biologique de la bière, mais les techniques utilisant un effet thermique restent privilégiées. On citera pour mémoire parmi les autres techniques sans effet thermique.

 

1 - la Stabilisation par antiferments et antiseptiques ou pasteurisation à froid (parfois utilisés en brasserie)

 

Cette stabilisation biologique des liquides alimentaires se fait en introduisant dans le milieu, des agents de conservation autorisés par le législateur, qui est très restrictif vis-à-vis de ce mode de conservation. Cette pratique ne peut être appliquée qu'à des produits déjà obtenus dans des conditions d'hygiène rigoureuse, c'est-à-dire à laquelle ils apportent une sécurité supplémentaire.

D'autre part, on doit se méfier, comme c'est d'ailleurs le cas dans le domaine du nettoyage et de la désinfection, de l'apparition de souches de micro-organismes devenues résistantes à l'antiferment utilisé.

Les principaux agents de cette pasteurisation à froid sont :
  - l'acide benzoïque, autorisé en France dans certains liquides, comme les toniques. Cet acide est d'autant plus actif que le produit est à un pH bas ;
  - l'acide sorbique, sous forme de sorbate de potassium, utilisable à des doses de 0,025 à 0,1 % ;
  - le pyrocarbonate d'éthyle. Ajouté aux boissons, il se décompose en alcool et en CO2 et la boisson ne doit pas être consommée avant la décomposition complète de cet agent, qui a la réputation de provoquer des réactions allergiques. L'utilisation de 6 à 10 g/hl, il n'est pas autorisé en France.

Tous ces produits, qui peuvent entrer dans la fabrication de liquides alimentaires, sont soumis au principe de la réglementation positive de notre législation qui précise que tout produit n'étant pas expressément autorisé est interdit. Ce qui signifie qu'un produit qui aura été autorisé pour une boisson à la pomme ne l'est pas pour une autre boisson pour laquelle il devra faire l'objet d'une autre demande spécifique d'autorisation.

 

2 - Appel aux phénomènes nécessitant une source électrique

 

On va les classer en deux grands groupes :

- les techniques n'intervenant pas par un effet thermique ;
- celles dont la production de chaleur reste la manifestation principale.

Dans la première catégorie, on trouvera :

 - les techniques membranaires pour lesquelles l'électricité intervient lors du transfert des fluides à travers des médias filtrants ;
 - l'ionisation ;
 - le rayonnement ultraviolet ;
 - les hautes pressions ;
 - les champs électriques pulsés ;
 - la lumière pulsée.

Ces deux derniers procédés sont ceux introduits le plus récemment dans le domaine de la stabilisation des liquides alimentaires.

 

Champs électriques pulsés

Ils sont une application directement empruntée au radar et leur domaine d'intervention est celui de la stabilisation non thermique des aliments liquides thermo-sensibles.

Leur action se situe au niveau des parois membranaires des cellules sur lesquelles ils font apparaître des pores permettant au liquide cellulaire de se répandre à l'extérieur. Cela les rend intéressants également dans des applications d'extraction de jus.

 

Lumière pulsée

Elle a été utilisée pour traiter et désinfecter des interfaces délimitant deux enceintes stériles indépendantes l'une de l'autre, que l'on rapproche et assemble pour faire pénétrer le contenu stérile de l'une dans l'autre par l'intermédiaire de « portes » spéciales situées sur ces interfaces (procédé « La Calhène »).

 

Autres procédés à effet thermique

Dans la seconde catégorie des procédés mettant en jeu un effet thermique, on rencontrera :

- des applications des micro-ondes ;
- des hautes fréquences ;
- de l'induction ;
- du rayonnement infrarouge ;
- de l'effet Joule obtenu avec, soit un tube à passage de courant, pour lequel le courant électrique passe dans le tube qui véhicule le produit, soit le chauffage ohmique, pour lequel le courant passe à travers le produit à traiter.

 

La bière est une boisson très  facile a stabiliser comparée aux  autres boissons comme par exemple ; les jus de fruits ou le lait car sa stabilisation thermique  voire sa stérilisation  pourront se faire a une température voisine de 60°C avec un temps d’application de quelques 20 minutes ou a 72 °C pendant 21 secondes   pourvu que elle ai été efficacement filtrée et débarrassée des levures qui ont assuré sa fermentation et sa garde. (La contamination initiale de la bière joue un rôle important lors de sa pasteurisation). De plus, la bière  ne nécessite pas de stabilisation  enzymatique comme l’exigent les jus de fruits  et cela autorise son traitement  par une simple filtration stérilisante finale sur cartons filtrant ou sur membranes  d’ultra filtration.

Le traitement sur cartons filtrants stérilisant a été longtemps pratiqué pour la bière destinée au tirage pression. Cette technique qui  pratique une filtration en profondeur, rejoint les contraintes du soutirage aseptique et demande une rigueur absolue dans  la conduite de la filtration, le moindre à-coup de pression  peut provoquer un relargage des organismes retenus pendant l’opération et anéantir l’effet recherché. De plus on constate tout au moins au début de la mise en place de cartons neufs d’une dégradation non négligeable de la qualité de la mousse de la bière et cela jusqu'à  ce que une certaine quantité de produit a été filtré.  Aujourd’hui la filtration membranaire tangentielle ou tamisant  offre plus de sécurité. 

 

La pasteurisation thermique de la bière est pratiquée de deux façons différentes qui sont la flash pasteurisation et la pasteurisation tunnel.

 

1 -  La flash pasteurisation, ou pasteurisation pompable,

Elle fait circuler le produit à traiter dans un échangeur de température dans lequel on distinguera plusieurs zones : une zone de récupération thermique, une zone de pasteurisation proprement dite et une zone de refroidissement final. Dans la zone de pasteurisation, pour une bière normale, le produit est porté à 72”C pendant 21 secondes (process A.P.V.), Industriellement les temps d’application de la température de pasteurisation la plus haute varient de 20 à 30 secondes. Dans cette zone, la pression sera maintenue à environ 8-10 bars pour assurer le respect de la carbonatation à cette température. Avec ce système, un soutirage ultra propre, sinon aseptique, devra être mis en œuvre lors du transfert de la bière pasteurisée dans le récipient final puis bouchée Ce récipient et le bouchon auront été traité au préalable (rinçage, lavage, mise sou atmosphère contrôlée) avant le remplissage et le bouchage. Voir aussi le Système de Flash Pasteurisation Actemium.

 

2 - La pasteurisation tunnel

Elle fait circuler la bouteille ou la boîte de bière remplie et bouchée dans un tunnel, où des arrosages vont amener progressivement le produit et son emballage à une température voisine de 60 – 62 0C pendant 15 à 20 minutes. Puis, aura lieu un refroidissement progressif lui aussi. La montée et la descente progressive de la température dans l’appareil ont pour objet de limiter le choc thermique sur le verre. En sortie d’appareil, la bière doit avoir une température de 300C maximum pour éviter la prise de faux goûts, notamment le goût de carton, du au trans ­2-nonénal. La pasteurisation tunnel réalise également des récupérations thermiques entre les différentes zones. Aujourd’hui les pasteurisateurs tunnel peuvent fonctionner à U.P constant.  (Voir UP) Dans les deux cas, le bouchage sur mousse est impératif.

 

Pasteurisation : Aspect Théorique – Définitions - Normes

 

Cinétique de la destruction thermique des microorganismes

 

La courbe de destruction thermique des micro-organismes a une allure logarithmique, c'est-à-dire que pour une population de microorganismes donnée et une température létale constante, à chaque unité de temps on va détruire le même pourcentage de micro-organismes. Cette courbe tracée en coordonnées logarithmiques est une droite

 On remarque immédiatement que quelque soit la durée du traitement à la température considérée et aussi longue soit elle on n’obtiendra jamais l’extinction totale de la population initiale. La stérilisation absolue n’existe pas, mais on pourra atteindre des valeurs aussi faibles que l’on veut de la population restante. Ainsi par exemple si l’on veut qu’il ne reste après traitement thermique que 0,0001 germe vivant/l, cela signifiera qu’après le traitement il restera 1 germe vivant pour 10 000 litres, et si le produit est conditionné en emballage de 1 litre il y aura une bouteille sur 10 000 dans laquelle  il restera un germe vivant. Et on constate  donc, que plus l’emballage est important (cas des citernes et des fûts de bière d’un volume supérieur a 50 litres par exemple) plus le risque d’y rencontrer après traitement des survivants est important. De plus on remarque que la teneur en germes survivants après traitement dépend de la contamination initiale, à ce titre on peut penser que l’élévation du nombre de contaminants augmente la chance de voir être privilégié les germes ayant un caractère de résistance thermique plus important parmi la population contaminante.

 

Durée de réduction = DRD

La durée de réduction décimale (DRD) est la durée de traitement à température constante et définie qui réduit une population de micro-organisme au 1/10ede sa valeur. On estime qu’un traitement thermique satisfaisant doit représenter au moins 8DRD

 

Vitesse de destruction biologique = VDB

La vitesse de destruction biologique représente le pourcentage de micro-organismes détruits par unité de temps. Cette VDB est proportionnelle à l’inverse de la DRD.

 

Facteur Température « z »

Le facteur température « z » est l’écart de température pour lequel on observe une réduction de 90% de la DRD et donc une VDB multipliée par 10 (fig3). Z est souvent compris entre 7°C  (cas de la bière) et 15°C.

 

Les unités de traitement thermique

Pour la bière, depuis les travaux de Del Vecchio,  la température de référence est prise a 60°C et on définit ainsi une unité de Pasteurisation UP = une minute de traitement thermique à 60°C. Dans le cas de la bière le nombre « z » est égal à 7. L’effet de pasteurisation est le produit de la vitesse de destruction biologique à une température donnée par le temps de maintien en minutes à cette température.

 

UP = VDB à 60°C x 1 minute

(Voir tableau ci après relatif aux  unité de pasteurisation)

à 60°C la létalité est obtenue en 5,6 minute pour une VDB = 1 -
à 53°C la létalité est obtenue pour le même nombre d’UP en 56 minute d’ou VDB à 53°C = 0,1
à 67°C la VDB pour la même létalité sera égale à 10 et atteinte en 0,56 minute.

 

Dans la pratique on dépasse largement cette valeur en prenant comme base 15 à 30 UP pour un traitement sur une bière préalablement filtrée avec moins de 100 germes contaminants par litre

En extrapolant sur les températures comprises de 60 à 66,5 degré par saut de 0,5 °C on obtient le tableau des unités de pasteurisationet la formule suivante :

                                (T-60/7)
                    UP  = t x 10                 

 Ou  t = temps d’application en minutes  et T =  Température de traitement en °C

 

 courbe destruction thermique pasteurisation

Figure 1- Courbe de destruction thermique, à température constante, d'une souche de micro-organismes dans un milieu donné.

 

courbes destruction thermique souche micro organismes

Figure 2- Représentation logarithmique des courbes de destruction thermiques d'une souche de micro-organismes dans un milieu donné à différentes températures.

 

UNITE DE PASTEURISATION - Symbole: UP.

 

Del Vecchio et Dayharch ont étudié la destruction des micro-organismes de la bière en fonction de la température. Ils ont constaté que le taux de destruction est multiplié par 10 chaque fois qu’il y a une augmentation de température de 70C. En prenant comme base l’unité de pasteurisation (= 1 U.P.) pour un temps de séjour de 1 minute à 600C, ils ont établi des valeurs de destruction biologique, c’est-à-dire les U.P. acquises pendant une minute de maintien de la température. Ainsi les UP/minute de traitement sont à:

 

  530C=0,l  600C=l 670C=l0 
  550C=0,19 620C=1,9 690C=19
  650C=5,25  720C=52 790C=590

 

Ainsi, un maintien à 720C pendant 21 secondes correspond à un traitement de 18,2 U.P., ce que l’on admet comme traitement efficace pour une bière filtrée sur kieselghur.

 

   oF  UP/mn  oF  UP/mn  oF  UP/mn  oF  UP/mn  oF  UP/mn
   115  .010  125  .063  135 .40  145  2.5  155  16
   116  .012  126  .076  136 .48  146  3.0  156  19
   117  .0145  127  .091  137 .57  147  3.6  157  23
   118  .0174  128  .11  138 .69  148  4.4  158  27
   119  .021  129  .13  139 .83  149  5.2  159  33
   120  .025  130  .16  140  1.0  150  6.3  160  40
   121  .030  131  .19  141  1.2  151  7.6  161  48
   122  .036  132  .23  142  1.45  152  9.0  162  57
   123  .044  133  .27  143  1.74  153  11  163  69
   124  .052  134  .33  144  2.1  154  13  164  83

 

Pasteurisation de la bière Partie 2 : Flash, Tunnel, Plaques

 

© Pierre Millet

Pierre Millet est un ancien Brasseur et Ingénieur Brassicole de 84 ans, à la retraite mais toujours très actif notamment au sein du Musée Français de la Brasserie à St Nicolas, que vous avez pu rencontrer lors de nos LABs. Il est l'un des dernières détenteurs de savoir-faire et d'histoires de brasseries des 60 dernières années. Régulièrement Pierre Millet nous fait part de ses réflexions et recherches sur les techniques et problématiques de Brasseries.

Suite au prochain episode! N'hésitez pas à laisser un commentaire à l'Auteur.

 

 

Le concassage du malt est l'opération qui consiste à mettre le grain de malt dans un état divisé pour faciliter son attaque enzymatique après hydratation des particules qu'il contient (amidon, protéine, cellulose). L'ensemble des grains concassés représentant la mouture. Selon le type de concasseur disponible et de méthode de filtration de la maische (le mélange de mouture de malt et d'eau réalisé lors de l'empâtage) mise en œuvre, la mouture sera plus ou moins fine. Dans les méthodes traditionnelles on s'efforcera durant le concassage de respecter les enveloppes et de les conserver dans un état le moins divisé possible pour obtenir une couche filtrante perméable et éviter une dissolution de polyphénols et tanins contenus dans ces écorces et considérés comme indésirables pour la qualité de la bière.

                             

Les concasseurs, appelés également moulins, sont des appareils utilisés pour broyer le malt. Ces appareils diffèrent suivant l'outil de filtration utilisé et le type de mouture à réaliser.

Dans le cas de mouture sèche ou de mouture conditionné sèche on optera pour un concasseur à 2, 4,5 ou 6 cylindres et 1, 2 ou 3 passages. En mouture humide, un seul passage est réalisé entre deux cylindres. Un moulin à deux cylindres est utilisé en mouture sèche dans le cas de certaines brasseries artisanales,  ainsi qu'en Grande-Bretagne ou on utilise des malts sur désagrégés. Les filtres presse utilisés en brasserie et impliquant la compression du gâteau de drêche par un système poumon à air sous pression permettent l'utilisation de mouture très fine dans laquelle les écorces ne sont pas respectées et qui sont obtenues par d'autres types de moulin, notamment des moulins à disques, à broches ou à marteaux. 

 

 

Caractéristiques des moutures de malt destinées à être empâtées   

On distinguera 4 types de moutures caractérisées chacune par la présence ou l'absence de procédé d'hydratation et une vitesse d'écoulement du moût pendant la filtration de la maische.

  Mouture sèche  7,8 I/minute /m2 
  Mouture sèche conditionnée   8,8 I/minute / m2  (jusqu'à à 10,8)
  Mouture conditionnée humide  11,4 l/minute/ m2
  Mouture humide 12 I/minute / m2  (jusqu'à ,8)

 

La mouture sèche est obtenue après passage du malt sur des moulins à 2, 4, 5, ou 6 cylindres. On distingue différentes fractions: farine, gruaux, gros gruaux, écorces. Elle doit être suffisamment fine pour obtenir un bon rendement au brassage et suffisamment grossière pour obtenir une filtration e, des lavages rapides et une faible turbidité. Pour exploiter une cuve filtre la mouture sera plus grossière que si l'on exploite un filtre presse, aussi les rendements seront moins bons en cuve filtre qu'en filtre presse, mais la bière serait d'après plusieurs auteurs de meilleure qualité.

-Dans le moulin à 4 cylindres les deux cylindres du dessus effectuent le pré concassage, les deux autres une réduction supplémentaire. Grâce aux tamis existant sur l'appareil ; farine, écorces et gruaux peuvent être séparés et travaillés séparément.

-Dans le moulin à 6 cylindres: il y a 3 phases de concassage et deux ensembles séparés de tamis permettant de sortir séparément les différentes fractions de la mouture. On parlera de séparation des moutures et il sera intéressant de rajouter seulement lors de la saccharification à 750C les écorces pour limiter la dissolution des tanins et polyphénols.

-Le moulin à deux cylindres est celui généralement adopté par certains  brasseurs artisans, il ne permet pas la séparation des moutures à moins de réaliser un tamisage manuel, ce qui est toujours possible à cette échelle

  -La mouture sèche conditionnée consiste à faire reprendre au malt avant son passage au moulin sec 1,5 à 2% d'humidité supplémentaire pour assouplir les écorces, sans ramollir le corps farineux et les conserver relativement entière pendant le concassage. L'agent d'humidification sera l'eau pulvérisée au passage du grain ou de la vapeur d'eau basse pression

  -La mouture humide est le procédé qui avec la mouture conditionnée humide fait partie des systèmes qui permettent de produire directement de la maische. Dans le cas de la mouture humide le malt est prélevé avant concassage dans un silo, puis trempé à la température d'empâtage avec de l'eau pendant un certain temps (20 minutes à 1/2 heure) pour avoir en fin de trempage une humidité de l'ordre de 30%. Le grain humide passe ensuite entre deux cylindres qui expulsent le grain de farine ramolli des écorces que l'on retrouve pratiquement entière dans la maische. Une partie de l'eau d'hydratation passe au moulin l'autre est soit éliminée pour des problèmes de qualité ou est injectée au niveau du transfert de la mouture dans la chaudière d'empâtage. Fondamentalement la mouture humide implique que le malt soit totalement immergé avant le concassage, les écorces et le germe du malt sont particulièrement respectés.

  -Dans la mouture conditionnée humide. Le malt avant concassage est bien réceptionné dans une trémie au dessus du moulin, mais il n'y aura pas immersion du grain, tout le versement sera humidifié tout au long du concassage l'humidité atteindra 20%, les grains resteront également farineux sec et les écorces un peu moins respectées que dans la mouture humide. C'est ce procédé qui semble se généraliser de nos jours. 

On signalera les moutures ultrafines sans respect des fractions conventionnelles nécessaires pour exploiter les filtres à maische à compression de gâteau pour lesquelles seront utilisé des moulins spécifiques.

 

Mouture sèche composition

Elle diffère suivant que l'on utilise un filtre presse ou une cuve filtre. Les valeurs moyennes en % à respecter sont les suivantes :

    Cuve filtre   Filtre presse
   Ecorces  18  11
   Semoules grossières  7  4
   Semoules fines I  35  16
   Semoule fine Il  21  43
   Farine  12  16
   Total  100  100

 

Ecart entre 2 cylindres (mm) moulin à 3 passages :

  écart 1 1,3  0,9 
  écart 2 0,6 0,5
  écart 3 0,4 0,25

 

Avec une utilisation de grains crus, la composition de la mouture de la cuve filtre et du filtre presse doit être plus grossière.

Avec les filtres à maische à membrane de compression la mouture est beaucoup plus fine  avec par exemple : Ecorces 0,3% , semoules grossières 0,7% , semoules fines 1 - 10% , semoules fines II - 30% , Farines 49%. Cette mouture est obtenue avec un moulin à marteaux.

Si ce type de filtration de la maische devait se généraliser. Il serait peut être intéressant de pratiquer en lieu et place d'une mouture par moulin a marteaux, celle obtenue par turbo séparation qui est  encore plus fine que cette dernière et pour laquelle les différentes fractions  obtenues par tamisage montrent une richesse en protéine allant croissant de la fraction la plus fine à la fraction la plus grossière  Dans une expérimentation on a obtenu le résultat suivant : Fraction en microns : fraction inférieure  à 63 -  fraction comprise entre 63 et 90  - fraction comprise entre 90 et 100 – fraction supérieure à 100.  Les teneurs en protéines respectivement  sont : 9,6 – 11,1 – 13,0 – et 13,8.

Le principe de la turbo séparation s'appuie sur les variations de trajectoires de particules dans un flux d'air en fonction de leur densité ou de leur taille. Le procédé est utilisé en meunerie En brasserie, il pourrait présenter un intérêt  pour séparer les différentes fractions protéiques en vue d'un traitement spécifique par empâtage séparé.

 

Consulter le catalogue des Malts

Levures Kveik et Bières Voss

 

Si peu de traces des bières rustiques et fermières restent en Europe de l’Ouest, certaines régions scandinaves et baltiques, et dans une certaine mesure, en Europe de l’Est et en Russie, ont préservé un savoir-faire ancestral, du maltage au brassage, en passant par le maintien des levures qui semble remonter aux origines mêmes de la bière en Europe.

Elles se nomment :  Sahti en Finlande, Gotlandsdricke en Suède, Koduõlu en Estonie, Kaimiškas en Lituanie et Maltøl et Gårdsøl en Norvège, qui nous intéressent plus spécifiquement dans cet article au travers de sa levure Kveik, et de sa méthode de brassage qui stimulent l’imaginaire du monde brassicole en ce moment.

 

Bières traditionnelles norvégiennes

 

Lorsque Lallemand a annoncé sa nouvelle levure Kveik Voss il y a quelques semaines, nous nous sommes étonnés de cette « étrangeté », les bières produites avec ces souches anciennes étant rares, voire des curiosités dans leur propre pays, nous faisant remonter à une époque où la consommation de bière et de boissons fermentées était étroitement liée à l’accès à l’eau potable et à la culture de la fête. Si l’image des « banquets d’Astérix » peut paraître exagérée, on retrouve pourtant des traces historiques de fêtes à rallonges, notamment pour sceller des alliances. De cette époque, se sont constitués deux grands types de boissons : les bières et boissons fermentées peu ou pas alcoolisées, parfois acides « sour » pour des consommations courantes, et les « bières de fêtes » dont l’épaisseur et le taux d’alcool faisait la fierté de leurs producteurs et de leurs « tribus », plutôt suaves et maltées.

Repérées dans les années 1990 par Michael Jackson, les bières Kveik étaient très peu connues du grand public, jusqu’à ce que Lars Marius Garshol commençât à s’y intéresser dans les années 2010, à documenter les bières traditionnelles dans son blog, et à faire (re)découvrir les brasseurs paysans dans son propre pays, souvent isolés de par la géographie de la Norvège parsemée de Fjords, et s’étendant au-delà du cercle polaire. Il a ainsi pu catégoriser les bières fermentées norvégiennes appelées Maltøl, en 3 grands styles (et des variantes annexes) : Kornol, Vossaøl et Stjørdalsøl.

Tout d’abord, la Kornøl (littéralement bière de céréales), produite dans les environs de Sunnmøre et de Nordfjord dans la région de Bergen, qui est une bière fruitée sentant le genièvre, allant du jaune au « clair »/pale, avec un taux d’alcool compris entre 6 et 8%.

La Stjørdalsøl, une bière caramélisée aux flaveurs fumées et dorées d’environ 6 à 9% d’alcool, faite dans l’agglomération de Stjørdal vers Trondheim, qui comporte près de 50 malteries traditionnelles, soit environ 1 brasserie/malterie pour 100 habitants, la plus grosse concentration au monde semble-t-il. Si cette bière utilise une technique de maltage traditionnelle, les levures locales se sont perdues dans les années 1970.

Enfin, les Vossaøl provenant de la région de Voss également dans la région de Bergen, très proche des Kornøl, à la différence que les Vossaøl peuvent mijoter de longues heures souvent au feu de bois, et qu’elles ont maintenu à travers les âges, leurs levures traditionnelles que l’on nomme Kveik.

 

 

Les levures Kveik

 

Les levures Kveik norvégiennes sont un groupe génétiquement distinct de levures de bière domestiquées, Saccharomyces cerevisiae, bien que faisant partie de cette famille selon une étude de 2018, elles contiennent entre 3 et 7 souches.

Lorsque l’on demande l’origine de ces levures, certains vous diront qu’elles ont été trouvées par leurs ancêtres dans la forêt. En Finlande, une légende veut qu’elles proviennent de la salive des sangliers (pratique prouvée dans une étude ethnographique en 1948). Les premières traces écrites officielles de ces levures datent de 1780. Il est très difficile de dater leurs découvertes et leurs utilisations, mais leurs répartitions géographiques et leur mode de brassage très similaire en Scandinavie dans les pays baltes et en Russie, font penser qu’elles aient pu être diffusées par les Vikings entre le VIII et XI siècle, ces pays faisant partie de leur aire géographique, et qu’elles leur sont par ailleurs bien antérieures : les gaulois ont inventé le tonneau, et fabriquaient de la cervoise, les premières traces de maltage trouvées archéologiquement remontent actuellement au IIème siècle en France notamment, et l’on sait aujourd’hui que les échanges entre les peuples et les continents étaient très développés dès l’antiquité, comme le démontre Mika Laitinen dans son ouvrage Viking Age Brew.

Le mot Kveik a 2 significations en norvégien, le mot "Kveik" dans le sens de "levure" provient du vieux mot nordique "kvikk" (Eng : vigoureux et rapide) dans le sens de "sain, vif". Le mot anglais "quick" vient de la même racine. Mais il signifie aussi « insuffler la vie à quelque chose ». A noter que les levures modernes sont appelées gjær en norvégien.

Ces levures ont des propriétés très pertinentes pour le secteur brassicole, elles ont généralement une floculation élevée, pas phénoliques au profil neutre (POF-), et qui présentent une atténuation élevée, tolérant les hautes températures. Les levures Kveik fermentent ainsi entre 30 et 40° (comparé à une moyenne de 15 à 20° pour les levures Ale) et peuvent tolérer un taux d’alcool entre 13 et 16%. Elles peuvent être utilisées pour produire de nombreux types de bières dont les IPA.

Elles sont maintenues de génération en génération, en les recueillant sur le haut de la cuve de fermentation à l’aide d’un anneau de bois assez complexe, où elles sont mises à sécher.

 

Techniques traditionnelles de brassage des bières Kveik

 

Dans un premier temps, les brasseurs font infuser des branches de genièvre dans de l’eau, à une température d’environ 80°. Lorsque cette chauffe est réalisée au feu de bois, cela peut prendre assez longtemps, si le feu n’est pas très important comme vous pouvez l’imaginer. En parallèle, on prépare le malt en le mélangeant avec un peu de l’infusion au genièvre. Le malt est incorporé dans une cuve de sédimentation, et on verse le restant de l’infusion pour le porter à une température d’environ 70°. Le mélange est brassé durant 3 à 6h, mais ne doit pas descendre au-dessous de 50°, afin d’éviter qu’il devienne acide. Le moût est par la suite transféré dans une cuve, où l’on ajoute du houblon et d’autres ingrédients éventuels comme des fleurs, puis est bouilli pendant 4h, afin de réduire son volume d’une bonne moitié. Un peu de houblon peut être ajouté de nouveau 15 à 30 minutes avant la fin de l’ébullition. Après refroidissement à une température comprise entre 30 et 40° (parfois même légèrement plus), la levure Kveik est enfin ajoutée, pour effectuer une fermentation à chaud qui dure de 3 à 4 jours avant le soutirage final.

 

 

 

Conseils de brassage de la levure Kveik Lallemand

 

La levure de brasserie Kveik de Lallemand, LalBrew® Voss obtenue grâce à Sigmund Gjernes de Voss, possède une grande polyvalence. Côté styles, son caractère assez neutre lui confère une adaptabilité remarquable. On l’emploiera pour tout type d’ales neutres, où le phénolique n’est pas souhaité. De plus, la température n’influe que très modérément sur son profil. On notera toutefois des notes d’écorces d’orange. Sa température optimale en fermentation est de 39°C. Enfin, cette souche possède une bonne capacité de floculation. Pour l’ensemencement, n’hésitez pas à utiliser cet outil : https://www.lallemandbrewing.com/en/continental-europe/brewers-corner/brewing-tools/pitching-rate-calculator/ ou à prendre contact avec Lallemand Brewing.

 

attenuation fermentation levures voss kveik lallemand

Live Facebook Lallemand "All Things Kveik Yeasts" avec Lars Marius Garshol - Mai 2020 :

 

Les bières traditionnelles nous invitent plus que jamais aux voyages, aux découvertes et à la réflexion. Bien que très anciennes, les levures Kveik sont quelque part très disruptives par rapport aux techniques de brassage actuelles, peut-être même une vrai révolution ! Des Brasseries traditionnelles "commerciales" apparaissent d'ailleurs en ce moment dans les pays scandinaves. A tester donc en urgence pour les passionnés de brassage et les créateurs !

 

Voir la fiche de la levure Voss Kveik

 

Références :

Blog de Lars Marius Garshol : http://www.garshol.priv.no/blog/
Q&A with special guest Lars Marius Garshol - Lallemand : https://www.lallemandbrewing.com/en/united-states/news/questions-to-special-guest-lars-marius-garshol/
Mika Laitinen Viking Age Brew https://www.brewingnordic.com/books/
Traditional Norwegian Kveik Are a Genetically Distinct Group of Domesticated Saccharomyces cerevisiae Brewing Yeasts : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6145013/
On the Kveik Trail: The Yeast That’s Disrupting the Brewing World : https://www.brewersassociation.org/the-new-brewer-article/on-the-kveik-trail-the-yeast-thats-disrupting-the-brewing-world/
Festival Voss : http://www.vossølfestival.no/
Un grand remerciement à Roar Sandodden de la Brasserie Alstadberg Tradisjonsbryggeri pour les images de cet article : https://www.facebook.com/alstadbergtradisjonsbryggeri/

 

Vincent Ferrari 2020

 

Le CO2 caractéristiques physico-chimiques

 

La boisson gazeuse ou boisson carbonatée

 

Définition :

 

Une boisson est dite gazeuse ou carbonatée, si elle contient du gaz carbonique à l’état dissous. Ce gaz est appelé aussi : acide carbonique, CO2 ou anhydride carbonique.
La carbonatation est une opération qui consiste à dissoudre du gaz carbonique dans une boisson afin de lui donner son caractère de boisson gazeuse.
Cette dissolution peut s’opérer naturellement en produisant de l’acide carbonique au sein du liquide lors de sa fabrication par voie fermentaire et ce sera le cas de la bière, du cidre, du champagne. Elle peut aussi se réaliser en activant en milieu aqueux le mélange d’un acide organique et d’un carbonate, ce sera le cas des comprimés effervescents répandus en pharmacie qui contiennent en plus de la substance active de l’acide citrique et du carbonate de sodium à l’état anhydre.
Elle peut s’opérer artificiellement en introduisant du CO2 gazeux dans le liquide. Ce CO2 sera de provenance quelconque (Fermentation, combustion, chimique) et sera introduit au moyen d’appareillages appropriés (carbonateur).

C’est toujours avec du CO2 à l’état gazeux que va s’opérer la carbonatation proprement dite, et les formes liquide ou solide de ce corps, qui ne sont que des moyens commodes de stockage ou de transport sous un volume réduit, seront toujours ramenées à la forme gazeuse avant leur utilisation en carbonatation.

co2 gaz carbonique biere boisson gazeuse physico chimique

Molécule de CO2 musclée!

But de la carbonatation

 

La carbonatation confère aux boissons un certain nombre de qualités organoleptiques que le consommateur connaît bien et apprécie et qui sollicitent des organes sensoriels tels que :
Le goût : Le CO2 est un support de goût, il a une saveur acide, aigrelette et légèrement piquante qui sera perçue lorsque le gaz se dégagera dans la bouche. En même temps, en se dégageant, le gaz entraînera l’odeur et la saveur des essences et arômes volatils spécifiques incorporés dans le produit, et contribuera à augmenter la perception de l’odeur par les organes olfactifs du nez.
La vue : Citons pour mémoire les sens de la vue qui participe à la sensation générale en y apportant ce contentement éprouvé par les dégustateurs lorsqu’ils voient dans leur verre le gaz carbonique remonter en bulles à la surface de la boisson ou perler sur les parois internes du verre. Pour l’amateur de bière, rien n’est plus réjouissant que de voir la mousse fine et compacte, nourrie de bulles issues du fond du verre. 
Enfin, le dégagement de CO2 a un léger effet anesthésiant sur les extrémités nerveuses de la parois buccale ce qui diminue et supprime même parfois la sensation de soif.

Taux de carbonatation des principales boissons carbonatées

 

Les bières traditionnelles anglaise sont réputées être les moins carbonatées avec 3 à 3,5 g de CO2 par litre. Cette faible carbonatation voulue pour un besoins spécifique gustatif de la boisson sera compensée aujourd'hui par l’azotage de la bière qui en introduisant de l’azote au sein du liquide avant son conditionnement permet grace à la finesse des bulles d’azote produites lors du remplissage du verre du consommateur d’obtenir une mousse importante et de qualité. A l’opposé, les bières belges sont souvent carbonatées à plus de 6 g/l et les bières de fermentations spontannées ou les bières de refermentation en bouteille peuvent atteindre des carbonatation de 7 à 8 g/l et plus, alors que la bière tirée à la pression a partir d’un fût dépasse rarement 4,5 g/l. Voir également notre article sur les techniques de carbonatation pour la bière.


Les eaux minérales gazeuses en contiennent de 4 à 6 g/l alors que les boissons gazeuses comme les Cola peuvent dépasser 9 g/l. Ce taux de carbonatation a été rendu nécessaire en ce qui concerne ces produits lors de la généralisation des récipients en plastique et notamment le polyéthylène téréphtalate (P E T). Car les récipients fabriqués avec ce matériau laissent apparaître dans le liquide une perte de gaz au cours du temps et notamment pendant le stockage de la boisson embouteillée. Pour pallier cet inconvénient les embouteilleurs augmentèrent le taux de CO2 de la boisson pour garantir en fin de D L V une carbonatation encore acceptable.
Le champion de la carbonatation reste le champagne avec 12 g/l de CO2 en moyenne.

 

Le Gaz Carbonique - Formule Chimique CO2

 

CO2 : Caractéristiques Physico-chimiques générales

 

Appelé dioxyde de carbone, anhydride carbonique ou acide carbonique.. Il est commercfialisé et utilisé sous forme de gaz, liquide ou solide (neige carbonique). Pour l’industrie des boissons, il est vendu liquéfié à température ambiante sous sa propre pression de vapeur saturante (voisine de 70 bar) et logé en bouteilles en acier de 10 kg de gaz au maximum, ou vendu en réservoir réfrigéré basse pression à moins 20° C sous 20 bar de pression. Dans ce dernier cas le réservoir est a demeure chez le client et un camion citerne assure sa livraison. Les deux réservoirs (livraison et réception) sont équipés de moyens de régulation de la pression et de la température du gaz liquéfié.
Utilisé sous ses différentes formes, il aura en plus de son rôle dans la carbonatation des boissons, des applications protectrices sur la stabilité des aliments en chassant ou en se substituant à l’oxygène lors de leur conditionnement. Il aura également sous sa forme solide des utilisations dans le domaine frigorifique.

 

On peut déduire sa densité par rapport à l’air, de sa masse molaire M selon la formule :

d = M/29 ce qui donne Pour C = 12 et O = 16 - (12+ 16 x 2)/29 = 1,517

 

Son poids volumique à 0°C et à la pression atmosphérique normale est 1,98 (voisin de 2 g /l)

- Point critique : Température critique 31,1° C – pression critique 74,96 bars ; A cette température le CO² ne peut plus exister à l’état liquide quelle que soit la pression appliquée.
- Point triple : Température – 56,6° C – pression 5,28 bar ; A cette température et a cette pression les trois états : gaz, liquide et solide préexistent.
- Sa solubilité dans l’eau et les solutions hydro-alcooliques est importante.
A 15° C dans l’eau pure sous 1 bar de pression absolue, il se dissout à raison de 1 litre de gaz par litre de liquide ce qui correspond compte tenu de son poids spécifique à une dissolution de 2 g /l.
- A faible dose dans l’air respirable (< à 5%) il n’est pas toxique et réalise même l’activation des phénomènes respiratoires par excitation de centres cérébraux (deuxième souffle du coureur). Au-delà d’une concentration de 10% dans l’atmosphère il devient vite dangereux et est mortel à 20%.

limites vaporisation fusion sublimation co2 gaz carbonique

Courbes donnant les limites de vaporisation, fusion et sublimation du CO2 en fonction de sa température et sa pression

LEGENDE
C= point critique T°=31°C – Sur BD liquide et gaz existent et la quantité de liquide augmente quand on se déplace de B vers D. Sur TT’ liquide, solide et gaz existent, T’ = point triple (P=5,28kg/cm2- T°= - 56,6 °C) A la pression atmosphérique (1 kg/ cm2) le liquide ne peut pas exister car la pression est inférieure à 5,28 kg/cm2.

 

LE CO2 à l’état de fluide super ou hyper critique

 

Le CO2 dans son état super critique c’est à dire T° >31° C et P > 78 bar à des propriétés de solvant importantes. Après extraction de la substance dissoute, il sera réutilisable par détente puis recompression.

Le CO2 sous forme de gaz hypercritique est utilisé dans l’industrie des boissons pour l’élaboration d’extraits de houblon, l’extraction d’arômes et la désodorisation de liège destiné à la fabrication des bouchons de bouteilles.

 

Remarque : Les fluides super critiques sont des gaz utilisés au delà de leur température et pression critiques. Ils présentent alors des propriétés solvantes très particulières qui peuvent être rendues spécifiques par simple variation de pression ou de température.


Les fluides supercritiques sont:
- Proches des liquides en masse volumique,
- Proches des gaz en viscosité,
- Entre gaz et liquides en propriété de diffusion.


Dans le cas du CO2 pris à l’état supercritique les avantages sont les suivants :
- Pouvoir solvant comparable aux solvants organiques.
- Haute diffusivité, basse viscosité, solvant apolaire.
- Pouvoir solvant ajustable par modification de pression et température.
- Absence de toxique dans les extraits et les résidus, milieu chimique inerte.
- Température et pression d’utilisation relativement basse (Tc 31,1 ° C - Pc. 72,8 bar)
- Aucun risque d’explosion.
- Faible coût d’exploitation.


Le CO2 à l’état supercritique utilisé dans l’extraction des principes actifs du houblon est pour l’utilisateur brasseur le solvant idéal car il est très spécifique et ne dissout que les huiles essentielles, les acides alpha et bêta et les résines molles, laissant de côté les résines dures, les chlorophylles, et les poly phénols. L’extrait de houblon obtenu par extraction au CO2 supercritique a la couleur jaune de la lupuline et le parfum du houblon frais.Parfaitement à l’abri de l’air, l’extrait est protégé de toute oxydation.
Si la méthode supercritique classique avec des valeurs de P et T respectivement de 300 bars et 50 à 60 °C est très intéressante dans le cas de l’extraction du café, elle n’est pas indispensable pour le houblon, car l’augmentation de ces paramètres entraîne automatiquement une dissolution croissante des substances indésirables. Les paramètres suivants: 50 à 70 bars et une température voisine 31,5 °C conviennent parfaitement pour obtenir un rendement d’extraction supérieur à 95%. Le matériel utilisé avec cette méthode est évidemment le moins onéreux.

 

diagramme extraction supercritique solide gazeux

Diagramme d’extraction supercritique

 

Origines du CO2

 

Origine naturelle du CO2


Dans la nature on le rencontre dans l’air dans une proportion qui va croissant ; 280 ppm en 1850, 300 ppm en 1990.pour atteindre largement plus de 350 ppm aujourd’hui. Pourtant le taux de CO2 dans l’air devrait être maintenu constant par l’action combinée de :
- La photosynthèse par laquelle il est absorbé par les parties vertes des végétaux à chlorophylle sous l’action de la lumière et est transformé en amidon et en sucre. Pour cette fonction , la forêt amazonienne joue un rôle des plus important
- Du carbonate de Ca contenu dans les mers et où les récifs coralliens qui interviennent en jouant sur l’équilibre bicarbonates – carbonates pour réguler également la concentration en CO2 de la planète).
- Notre appareil respiratoire contient toujours du CO2 et nous le rejetons avec l’air expiré
- Il s’échappe du sol dans certaines sources naturelles, donnant naissance a des eaux minérales gazeuses qui seront renforcées ou non avec leur propre gaz.

 

Production industrielle du CO2


Production de CO2 par récupération de gaz de fermentation (exemple en brasserie)
- Hypothèse de base : Soit une bière à 12% plato et 80% d’atténuation réelle, ce qui correspond à 9,6 % plato de sucres fermentés. Par 100 cc de bière en fermentation on va disposer de 9,95 g fermentescible (Jeu du a et b des tables d’équivalence utilisées en brasserie. Les concentrations en g/100g plato sont transformées en g /100 cc)

D’après la réaction de la fermentation alcoolique :

C6H12O6 à 2CO2 + 2 CH3CH2OH +22kcal.


Le bilan massique montre que 1 g de sucre produit 0,488g de CO2
Les 9,95 kg de sucre fermentescible par hl vont donner : 9,95 x 0,488 = 4,855kg de CO2
Sur ces 4,855kg de CO2 une partie va être retenue pour la carbonatation de la bière à 5 g/l soit 0,5 Kg /hl. Il reste donc disponible 4,355kg/hl de CO2. En fait, compte tenu de des purges nécessaires pour chasser l’air qu’il contient, avant de mettre un tank de fermentation en récupération de CO2, du barbottage necéssaire au bondonnage , et les pertes diverses on va récupérer environ 3kg/hl.qui devront suivre un traitement de deshumidification ( gel de silice régénérable par air chaud), de désodorisation ( traitement au charbon actif ) et de liquéfaction à basse pression et basse température ( 20 bar et –20°C ) ou une liquéfaction haute pression
( 70 bar et 25 °C maximum), compte tenu de la température critique du CO2 située a environ 31°C.). Cette liquéfaction s’obtiendra par plusieurs étages de compression avec refroidissements succéssifs.

 

recuperation co2 gaz carbonique biere voie fermentaire fermentation

Récupération du CO2 par voie fermentaire (d'après FENART)

 

Production de CO2 par combustion de substances carbonées

 

Dans ce procédé, le plus utilisé industriellement, les gaz de combustion sont lavés, débarassés des cendres et du SO2 et absorbés sur un alcalin, puis désorbé par action thermique et envoyé dans un gazomètre en attente de liquéfaction 

Production par calcination de carbonates ou leur traitement par un acide(récupération des gaz des fours à chaux ou à magnésie par exemple) décomposition du carbonate de chaux par la chaleur : CO3Ca → CO2+ CaO (chaux vive).
Comme déjà signalé, c’est également le cas de la production de comprimés éffervescents ou le produit actif est emprisonné dans un mélange anhydre de carbonate et d’acide citrique et réactivé en milieu aqueux.
Cette technique de production par action d’un acide sur un carbonate fut très usité autrefois pour obtenir ce gaz et l’utiliser pour la fabrication de boissons gazeuse. Le procédé est encore très utile dans les pays ou le CO2 liquéfié et commercialisé en l’état est inconnu.

 

Pratiques de l’utilisation du CO2 liquéfié

 

approvisionnement CO2 liquide camion citerne

Principe schématique de l’approvisionnement de CO2 liquide par un camion citerne dans un réservoir basse pression maintenu à moins 20°C sous une pression de 20 bar. ( d'après Fenart )

 

Si c’est toujours sous forme gazeux que le CO2 sera utilisé dans l’industrie des boissons, comme déjà évoqué, il sera livré et approvisionné sous forme liquide soit en vrac à partir d’un camion citerne soit en bouteilles de 5 ou10 kg, ces dernières devront alors être stockées dans un endroit frais et couvert, en position couchée, ou debout “attachées”.
Dans le cas de la réception sous forme liquide réfrigéré (+20 bar, - 20°C). Le réchauffement éventueldu liquide stocké va provoquer une augmentation de la pression dans le réservoir. Cette augmentation sera combattue, en prèlevant du gaz dans la phase gazeuse du réserviur , ce qui provoquera la vaporisation d’une partie du liquide pour compenser le prélèvement de gaz et en conséquence refroidissement de l’ensemble. Le gaz prélevé sera recomprimé par un compresseur, refroidi et réinjecté dans le réservoir. D’autres système de régulation prévoient d’installer dans la phase liquide l’ évaporateur d’une machine frigorifique qui se mettra en route dès qu’un pressostat aura déterminé une augmentation de la pression dans le réservoir.
Avant de débuter le transfert du camion citerne de livraison au stockage chez le client utilisateur de gaz, il y aura lieu de mettre en comunication les deux phases gazeuses
( réservoir à remplir, citerne de livraison) pour éviter la prise en neige carbonique du réservoir de livraison lors de la détente due à la vidange ..

Pour les bouteilles ou réservoir non calorifugés ni sécurisés de gaz carbonique liquide, la température de stockage devra être largement inférieure à la température critique de 31,1° C au delà de laquelle il y aura un risque d’explosion, le liquide se transformant spontanément en gaz et developpant alors une pression considérable. Bien sur, des sécurités existent sur ces récipients soit en autorisant une fuite de gaz par soupape soit tout simplement en réalisant spontanément une fuite au niveau du robinet de service provoquée par un manque d’étanchéité à la pression de sa liaison au récipient . Cette fuite est suivie d’une détente qui suffit à refroidir le liquide dans sa masse et baisser la pression dans le réservoir, pourtant des accidents ont déjà eu lieu avec des conséquences dramatiques.

Les bouteilles de gaz sont remplies en mettant en œuvre des pompes haute pression qui prélèvent sur la phase liquide d’un stockage, mais comme c’est toujours sous forme gazeux que le CO2 sera utilisé dans l’industrie des boissons. c’est sur la phase gazeuse de la bouteille que seront efféctués les prélèvements chez l’utilisateur. Si le prélêvement est rapide et continu, il va se produire là encore une détente du gaz et une vaporisation du liquide nécéssaire pour rétablir la pression de la phase gazeuse, ce qui risque de refroidir voire geler la robinetterie et empêcher de continuer le prélêvement, dans ce cas un arrosage de la bouteille à l’eau froide suffit généralement à stabiliser le débit de gaz. Surtout ne pas utiliser d’eau chaude à cause du risque de pouvoir atteindre la température critique.

Dans le cas d’un prélêvement par l’utilisateur a partir d’un réservoir basse pression ou haute pression d’un volume plus important, ( Stockage de 2T à 30 T de CO2 liquide ) le prélêvement se fera sur la phase liquide et nécéssitera d’avoir a vaporiser le liquide avant de l’envoyer vers l’utilisation, il faudra dans ce cas faire appel a des vaporisateurs qui sont des réchauffeurs fonctionnant à l’électricité ou à la vapeur et dimmensionnés pour un débit précis de prélèvement.

L’avantage de l’utilisation de CO2 liquéfié en bouteille, tient au fait que tant qu’il reste une goutte de liquide dans la bouteille, la pression à l’interieur de celle ci reste constante pour une température donnée, cela améliore les conditions de travail des détendeurs placés en sortie. Ce que l’on ne retrouve pas avec l’azote qui n’est pas liquéfiable aux températures d’utilisation et qui est livrée dans des bouteilles à plus haute pression, mais sous forme gazeuse et pour lesquelles la pression interne diminue au fur et a mesure du prélèvement.

 

MIX –GAZ

 

Les mix-gaz sont des mélanges de gaz. Généralement il s’agit d’un mélange d’azote et de CO2

Utilisés dans le cadre du tirage pression de la bière, ils vont servir à appliquer sur le fût en tirage une pression totale qui sera composée d’une pression de gaz carbonique destinée à assurer le maintien de la carbonatation de la bière, et d’une pression d’azote destinée à vaincre les dénivellations depuis le fût jusqu’au robinet de tirage et les pertes de charge de la conduite de bière.
L’azote est utilisé car c’est un gaz neutre doté d’une très faible solubilité. De plus les bulles formées par l’azote au sein du liquide sont petites par rapport à celle produites par le CO2. Cela communique à la bière une mousse fine et crémeuse, très recherchée. A tel point que certains brasseurs pratiquent l’azotate de leur bière.
Si tout au début de la mise en route des mix - gaz on utilisait des bouteilles de mélange CO2 - N2 dans des proportions définies aujourd’hui on préfère faire le mélange directement à la cave ou se trouve le fut en tirage à partir de deux sources de gaz différentes.
On notera que le CO2 est toujours livré en bouteilles sous forme liquide alors que l’azote est livré sous forme gazeux à 200 kg de pression (il n’existe pas a l’état liquide aux températures d’utilisation).
Les mélanges utilisés sont : 60% CO2 40% N2 - ou - 40% CO2 et 60% N2

Cette utilisation permet d’appliquer des pressions de transfert importantes sans risque de sur saturation en CO2.
Notons que la production de N2 sur place par des techniques membranaires se développe dans les grandes installations de tirage pression.

Pierre Millet

 

Pumpkin Beer - Bière à la Citrouille

 

Elles reviennent chaque année mais d'où exactement ? Et puis c'est quoi une citrouille ? Non mais sérieux, on ne va pas vous faire passer des courgettes pour des citrouilles ! Même si elles sont de la même espèce. Avec cette intro qui fait peur [et oui c'est Halloween], on vous emmène à la découverte des bières à la citrouille qui fleurissent ci et là et des pratiques relatives à son brassage.

 

Citrouille vs La Citrouille

 

Avec l'automne, l'arrivée des légumes et des fruits de saisons et des bonnes vieilles traditions d'Halloween fraichement importé sur le vieux continent, colorent les étals des commerces en tout genre, c'est la fête de la citrouille ! Alors pourquoi ne pas en faire des bières ?!

La grande famille des Cucurbitacées s'est développée et a été cultivé un peu partout dans le monde, et spécialement dans les zones tropicales d'Afrique et des Amériques. Parmi ses représentants on compte notamment le concombre, les courges et courgettes, la pastèque, les melons ou bien les calebasses, qui sont ainsi tous d'origines et de variétés différentes.

La plus couramment utilisée en Amérique du Nord pour les Pumpkin beers, est la Citrouille « à tarte » (Pie Pumpkin, Sugar Pumpkin ou Cinderella Pumpkins), [Cucurbita pepo subsp. Pepo], petite sœur plus gouteuse et sucrée de la Citrouille dite « Citrouille véritable », de la même famille que les courgettes et la courge spaghetti qui sont originaires de ce continent. En effet, en Français, le mot Citrouille est utilisé depuis le 13ème siècle et réfère plutôt aux espèces orange comme la courge musquée [Cucurbita moschata], le potiron quant à lui est cousin de la citrouille et est originaire d'Amérique du sud).

Par ailleurs, en Botanique, la citrouille est un fruit, et plus spécifiquement une baie (comme la myrtille!..), et non un légume. En effet si un légume est la partie consommable d'une plante potagère, un fruit est spécifiquement l'organe comestible des plantes à fleurs qui contient les graines et succède à la fleur. Enfin si le fruit contient des pépins et non des noyaux, c'est une baie.

 

 

La culture des Citrouilles par le amérindiens puis les colons et leurs utilisations culinaire et brassicoles est attesté depuis le 18ème siècle, (en 1771 sous le terme « pompion ale », oui car le premier terme américain pur désigner les citrouilles, pompiom, est dérivé du français « pompon »… ha les échanges linguistiques encore une longue histoire!…), même si dans le cas de la bière, les citrouilles ont surtout servis à l'époque à pallier aux manques de malts, la citrouille étant riche en sucres.

 

varietes citrouilles americaines

"1893 Maule's seed catalogue" (1893)

 

En revanche, la tarte à la citrouille est restée très présente dans la culture étasunienne lors des fêtes d'halloween, et l'on trouve d'ailleurs dans ce pays, de la purée de citrouille en boite préparée pour la confection des tartes. Et puis la citrouille est « LE » symbole d'Halloween lorsqu'une fois sculptée, elle devient une « jack-o-lantern », la lanterne que les américains arborent sur leurs pas de porte le soir du 31 octobre, sinon on peut toujours faire un fût ou bien un seau à glace avec l'écorce pour la bière faite avec sa pulpe…. Une vraie citrouille serait donc bien une Pumpkin d'Amérique du Nord, bien distingué des courges « Squash » dans la langue anglaise.

 

 

La bière à la citrouille quant à elle, a été oubliée de nombreuses années jusqu'à ressurgir dans les années 80 lors du renouveau de la microbrasserie aux « states » grâce à Bill Owens de la Buffalo Bill's Brewery (Californie, 1985) puis ces dernières années drainée par les effets de saisons (Halloween, Thanksgiving), les envies de création et de styles : employer un fruit  « local » de saison, ou créer des bières plus nostalgiques reprenant des saveur d'antan, aux saveurs rondes et aux goût de gâteaux, des milks stouts aux « pie » beers aux saveurs cafés, chocolats ou citrouilles en passant par les bières épicées (ça nous fait penser un peu aux bières de Noëls…)!

Une bière à la citrouille d'aujourd'hui est donc bien loin de l'ersatz de bière à la citrouille du 18ème siècle. La citrouille est utilisée en complément du malt, dans des styles biens différents, allant des ales aux stouts en passant par des barley wines et des styles belges. Elles se veulent aujourd'hui plus rappeler la tarte à la citrouille et les épices qui y sont incorporées qu'elles ne travaillent les propriétés gustatives, de saccharifications ou même phénolique de ce fruit.

 

C'est quoi une tarte à la citrouille ?

 

Prenons les ingrédients d'une recette typique américaine pour une tarte à la citrouille :

  2 gros œufs plus le jaune d'un troisième œuf
1/2 tasse de cassonade foncée
1/3 tasse de sucre blanc
1/2 cuillère à café de sel
2 cuillères à café de cannelle
1 cuillère à café de gingembre moulu
1/4 c. à thé de muscade moulue
1/4 c. à thé de clou de girofle moulu
1/8 c. à thé de cardamome moulue
1/2 c. à thé de zeste de citron
2 tasses de purée de pulpe de citrouille provenant d'une citrouille sucrée (450g)
1 1/2 tasse de crème épaisse
Et 1 pate à tarte 
  tarte a la citrouille pumpkin pie

 

Mélangez le tout puis au four!

Les épices caractéristiques sont donc la cannelle, le gingembre, la muscade, le clou de girofle, la cardamone, le citron mais on peut aussi introduire de la vanille, de la noix de coco ou bien même du piment ou des poivres!

Le travail du brasseur est donc de pouvoir faire exprimer plus ou moins la saveur de citrouille ou la saveur des tartes à la citrouille et les épices qui y sont associées.

 

Recettes et Pratiques

 

L'utilisation de citrouilles en brasserie, comme de beaucoup de végétaux, peut faire peur ne serait-ce qu'en pensant à l'étape de filtration. La grande question qui se pose régulièrement concerne la forme idéale des ingrédients ajoutés : en morceau, en purée, en jus ? Et à quel moment ?

Cette question n'est pas définitivement résolue, si la plupart utilise des citrouilles coupés en morceaux et préparé aux fours en avance en amont du brassage (environ 1 heure à 190° c), en général 24h avant. D'autres préfèrent des jus pour éviter les saveurs grillées/rôties de la torréfaction de  la citrouille, ou préfèrent la purée même celle préparée en canette pour ceux n'ayant pas de citrouilles à disposition, ou bien si il faut préparer sa bière fin septembre pour être en commercess pour Halloween, alors que la citrouille nouvelle n'est pas encore forcément disponible...

La proportion de citrouille se situe en moyenne entre 15 et 25% du volume de malts utilisés, elle peut être ajoutée à peu près à n'importe quel point du processus d'ébullition mais aussi à l'empâtage et lors de la fermentation. Mais cela dépendra de différents facteurs, dont la couleur que l'on veut donner à sa bière, ou bien la sucrosité du fruit employé. Si l'idéal est d'utiliser des citrouilles sucrées véritables américaines, nous disposons sous nos latitudes de beaucoup de potiron et de potimarron, pour lesquels il faudra effectuer des tests. Par exemple Jason Buehler utilise la variété de citrouille Dickinson « Elles ne contiennent qu'une petite quantité de sucre que nous utilisons uniquement pour la saveur, pas pour la teneur en sucre ». Et puis pour faire ressortir le goût de la citrouille, rien n'empêche d'en ajouter lors de la première fermentation.

Pour Alexandre Groulx de Le Trèfle Noir Microbrasserie au Québec : «La quantité de citrouille utilisée pour la Ale-O-Ween a variée énormément au fil des années. Les première années nous avons utilisé une quantité de 20 citrouilles cuites ( au four ) pour 400L de bière final ( lorsque nous brassions au pub seulement ). Le goût de citrouille n'étant pas assez présent nous avons augmenté l'année d'après à 45 citrouilles cuites sur un feu de bois extérieur avec de la cassonade et réduit en purée. Encore une fois la goût n'étant pas assez présent nous avons essayé par la suite de masher la bière avec des morceaux de citrouilles cuites. Encore une fois nous avons été déçus du résultat. Donc pour toutes les années suivantes nous avons seulement utilisé des cannes de purée de citrouille, car étant une courge, la citrouille n'a pas vraiment un goût prononcé et donc c'est très difficile à faire sortir, toute fois elle donne vraiment beaucoup de corps ( soyeux ) à la bière. C'est beaucoup d’essais erreur pour arrivé a un résultat et une proportion intéressante pour le produit final.». Enfin, vous pouvez toujours tester une autre variété comme Jean-Christophe Bilodeau de la brasserie québécoise La Souche qui réalise une porter : «Nous utilisons des courges butternut grillées/caramelisées puis mises en purée et ajoutées dans l’empatage. Une courge poivrée serait par contre encore plus goûteuse

Pour optimiser la filtration, rien n'empêche de placer les morceaux ou la purée de citrouille dans un sac fin, ou bien d'utiliser une enzyme ou un peu de riz dont les coques servant comme adjuvant de filtration. Pour Jean-Christophe Bilodeau le secret serai de «soutirer plus tranquillement et laisser la courge bien décanter en fin de fermentation». «Dans le passé, nous avions des problèmes mais depuis, nous avons changé notre approche du brassage et ajouté une enzyme pour aider à la dégradation de la citrouille pour la transformation» nous indique Sebastian MacIntosh de la Braserie Ontarienne Flying Monkeys.

L'ajout d'épices ou de houblons est aussi relative aux saveurs de citrouilles recherchés, mais d'une manière générale, mieux vaut utiliser des houblons plus amérisant qu'aromatique car il risquerait de masquer ou d'atténuer les flaveurs de citrouilles et/ou d'épices. L'ajout de miel ou de sirop d'érable renforcera le côté « gâteau » et les saveurs d'outre atlantique. Jason Buehler nous explique « Nous utilisons un mélange d'épices que nous avons créé et que nous faisons produire par une compagnie locale d'épices.  Le mélange comprend la vanille, la muscade, le clou de girofle, la cannelle, le macis, le gingembre et le piment de Jamaïque ». « Ce qui fait toute l'identité de ce produit c'est bien entendu les épices. Nous utilisons les épices orignials de la tarte à la citrouille soit la cannelle, le clou de girofle, la muscade et le gingembre » poursuit Alexandre Groulx. Pour Dominic Charbonneau de Brasseurs du Monde au Québec : "Les houblons Européens s’associent bien de par leurs profiles herbacés, terreux et floraux. Je vois ce produit avec toutes sortes de styles, cela dépend de ce que la brasserie désire produire, le dosage et les épices associés devront inévitablement changer."

Les possibilités de styles sont donc nombreuses, le choix incombe ainsi aux brasseurs. « Personnellement, je préfère la citrouille dans les bières Porters ou les imperials Porters, mais elle  fonctionne bien dans les bières ambrées ou celles riche en malt.  Nous faisons nos bières à la citrouille avec une petite quantité de houblon et je n'en ai pas essayé beaucoup à haute teneur en houblon, en fait je ne pense pas que le houblon aille bien avec la citrouille.  J'ai essayé quelques bières Sour à la citrouille qui étaient étonnamment bonnes. » précise Jason Buehler. Pour Sebastian MacIntosh « la citrouille fonctionne mieux avec un style très malté, nous préférons une recette de base de style barleywine qui est riche et pleine et qui complète l'épice. Nous utilisons une quantité minimale de houblon dans cette bière, mais nous ajoutons un houblon "noble". Quelque chose d'épicé et d'herbacé.». « Dans notre cas on l'utilise avec une base de bière double belge, car le côté sucré et très peu amère se marie très bien avec les épices» nous indique Alexandre Groulx.

 

 

Les bières à la citrouille sont en tout cas un succès outre-atlantique « Notre bière "Paranormal Pumpkin Ale" continue d'être un succès pour nous, et chaque année de nombreuses personnes nous demandent quand elle sera disponible. Cette année, nous avons vendu notre plus grosse quantité à ce jour, qui s'est vendu entièrement en seulement 5 semaines!» de conclure Sebastian MacIntosh.

Après la bière au concombre estivale, une bière de Noel avant l'heure, possédant dans sa diversité la « folie » d'Halloween, la bière à la citrouille est une expérimentation automnale stimulante qui invite à la création de bières plus riches. Aucunes excuses d'ailleurs, si vous disposez de ces cucurbitacées dans votre jardin ou près de chez vous ! Enfin n'oubliez pas de faire vos conserves de citrouilles ou de les congeler pour la saison prochaine!.. ;)

V.F.

 

Liens/Références :

Designing the Perfect Pumpkin Beer Recipe : https://www.homebrewersassociation.org/how-to-brew/designing-perfect-pumpkin-beer-recipe/

Perfect Pumpkin Ale Recipe : https://beerandbrewing.com/perfect-pumpkin-ale-recipe/

The quest for the perfect pumpkin beer : https://s3-us-west-2.amazonaws.com/homebrewassoc/wp-content/uploads/2015/10/01210320/The-Quest-For-the-Perfect-Pumpkin-Beer-Zymurgy-Magazine.pdf

How to Brew an Excellent Pumpkin Ale - Some Tried and True Tips : http://www.brewunited.com/index.php?blogid=154

Forum Brassage Amateur : Bière au potiron : https://www.brassageamateur.com/forum/ftopic21807.html

Brewing Smashing Pumpkin Ale With Fresh Or Canned Pumpkin : https://www.youtube.com/watch?v=dTdBV3yvYm8

Making a beer in a pumpkin https://www.youtube.com/watch?v=kiQ31l7Y0ew

Pumpkins and Pompions : http://animaladventures1314.blogspot.com/2015/10/pumpkins-and-pompions.html

Pie pumpkins : https://www.cooksinfo.com/pie-pumpkins

 

Un grand Merci à Jason Buehler de la Denver Beer Co : http://denverbeerco.com/

à Alexandre Groulx de Le Trèfle Noir Microbrasserie https://www.facebook.com/letreflenoir/

à Jean-Christophe Bilodeau de la Souche : https://www.lasouche.ca

à Dominic Charbonneau de Brasseurs du Monde : https://brasseursdumonde.com

et à Sebastian MacIntosh de la Flying Monkeys Craft Brewery : http://www.flyingmonkeys.ca/

 

Bonus! :

Les Bureaux d’études Smurfit Kappa France ont mis au point un emballage Citrouille en carton! Parfait pour collecter les bonbons ou les Pumpkin Beers ! Joyeux Halloween !

emballage citrouille halloween smurfit biere btobeer

Bonus 2 : LA soupe à la bière dans une citrouille !

 

Fûts de bière à Plongeurs Incorporés

 

Pierre Millet est un ancien Brasseur et Ingénieur Brassicole de 84 ans, à la retraite mais toujours très actif notamment au sein du Musée Français de la Brasserie à St Nicolas, que vous avez pu rencontrer lors de nos LABs. Il est l'un des dernières détenteurs de savoir-faire et d'histoires de brasseries des 60 dernières années. Régulièrement Pierre Millet nous fait part de ses réflexions et recherches sur les techniques et problématiques de Brasseries.

 

Dans le cas des fûts de bières à plongeurs incorporés (PI), le lavage va se faire d’une façon différente de celui des fûts équipés de plongeurs amovibles (PA), comme ils l’étaient dans un passé récent.

En effet, pour ces derniers le plongeur n’est pas en place pendant le lavage, tandis que pour les plongeurs à PI il reste à demeure pendant le lavage, le remplissage, et le tirage chez le cafetier. De plus, traditionnellement lors du lavage des fûts à P A qui sont débondés, le lavage s’effectue sur une machine de transfert qui transporte le récipient de poste en poste spécifique d’une fonction du lavage, alors que pour les fûts à PI, les fonctions différentes du lavage pourront être groupées sur un même poste qui  pourra comporter également la partie remplissage, dans le cas de petites installations d’une cadencer de l’ordre de 50 fûts/heure.

Quand les cadences deviennent plus importantes, la séparation des fonctions  impliquera des postes spécifiques à chaque fonction de lavage, de soutirage, ou de stérilisation disposées successivement sur une machine en ligne, et le passage d’un poste à l’autre se fera par poussée ou transport du fût par un système à pas de pèlerin, après désolidarisation de la tête de traitement concernée et escamotage d’une butée de positionnement qui est adaptée aux standards du récipient

 

Aujourd’hui, il existe pour le conditionnement des fûts de brasserie, des machines de lavage remplissage organisées en carrousel.

Pendant le traitement du fût de bière, et entre deux transferts, celui-ci est maintenu plaqué sur la tête de lavage et de soutirage, ce qui permet aux organes  respectifs d’être positionnés sur la bonde du fût et le corps du plongeur. Ces organes fonctionnent comme des têtes de débit analogues à celles qu’utilise le cafetier pour débiter le fût au comptoir, mais de dimensions et de mise en service différents. En particulier, le piston creux de mise en service est solidaire d’une commande mécanique ou pneumatique. Une ébauche de tulipe de centrage est toujours présente sur la tête de conditionnement ; elle permet de corriger les petits défauts de dimensions des récipients, et autorise l’embectage même si le positionnement prédéterminé par des taquets de  guidage, n’est pas parfait.  Le plaquage du fût s’escamote pour permettre le transfert d’un poste de traitement à un autre, pour les machines en lignes. Pour l’organisation en carrousel, les différentes fonctions s’effectuent sur la même tête qui se déplace avec le fût sur une trajectoire circulaire ; les sélections de fluides se réalisent grâce à un jeu de taquets et de cames qui commandent des robinets en relation avec la tête de soutirage, puis de lavage ou de soutirage-lavage ; ces robinets sont alimentés par un joint tournant. Ces carrousels de fûts deviennent vite très volumineux, on attribue alors un carrousel par fonction avec transfert après rotation des fûts d’un carrousel à l’autre en cinématique continue ou sur convoyeurs libres.

 

Avant de décrire les procédés de lavage des fûts à P I, il convient de mener une réflexion sur les contraintes nouvelles rencontrées par ce conditionnement.

Le temps de passage est très court sur une laveuse de fûts (de 4 à 5 minutes). Si on le compare à celui d’une laveuse de bouteilles, pour laquelle il est voisin de la demi-heure, on verra que dans le cas du fût, la surface à nettoyer est 200 fois plus grande que celle d’une bouteille de 25 cl par exemple. Il est donc très difficile d’obtenir par un traitement aussi rapide, des récipients propres physiquement et bactériologiquement. Cela devient plus grave avec les fûts à P I pour lesquels le simple mirage à l’œil n’est plus possible.

*Aussi pour sécuriser le brasseur, certaines pratiques se sont généralisées,  comme celle principalement qui consiste à remplir le fût bouillant après passage de la vapeur pendant près d’une minute en fin de cycle de nettoyage. La bière va perdre pendant ce remplissage quelques dixièmes de grammes de CO2  que le brasseur sait compenser en modifiant son bondonnage en cave de garde. Mais ce qui est un peu plus gênant, c’est que les joints du plongeur vont souffrir de ce traitement thermique violent.

*Une autre pratique sécuritaire va consister à faire subir au fût de bière avant son lavage proprement dit, un trempage de la partie  située près de l’anneau de bonde qui est la plus sujette à collecter les dépôts de salissure et bierstein, qui peuvent créer dans l’espace situé entre l’anneau de bonde du fût le corps du plongeur, des sites et micros climats qui protègeront les bactéries et autres  microorganismes qui s ‘y trouvent, de l’action détergente et thermique du lavage. 

 *De plus, pendant le lavage qui est réalisé par une amenée des fluides par le tube plongeur, il est certain qu’avec un débit constant et suffisamment important, les parois externes du plongeur risquent de ne pas être sollicitées par les  fluides de nettoyage. A cet effet, on alternera pendant le déroulement du programme de nettoyage, des jets haute pression et des jets basse pression, pour atteindre les parties latérales du fût ou la partie externe du tube plongeur, en réalisant un ruissellement tout du long de ce dernier.  Cette alternance permettra en outre, qu’entre deux injections différentes, les surfaces soient débarrassées des films de liquides qui risqueraient d’empêcher l’injection suivante d’être au  contact direct du  métal des parois concernées. (ce que l’on améliore encore, en pratiquant  une aide à la vidange totale du récipient après chaque injection par une chasse avec de l’air comprimé ou de la vapeur)

Une remarque s’impose : Le jet de détergent haute pression qui  traverse le tube plongeur se répartit sur le fond du fût avant de ruisseler sur les parois et de réaliser un nettoyage de type ruissellement qui développera un effet vagues nécessaire à l’efficacité du nettoyage.. Mais le fût de bière est toujours lavé bonde en bas et la vitesse d’écoulement des solutions détergentes ou de rinçage sera maximum sur la  paroi verticale du fût mais largement diminuée sur le fond ou se trouve l’anneau de bonde, il se forme alors une zone de freinage ou la vitesse d’écoulement est diminuée et donc propice à la sédimentation des particules de salissures détachées de la paroi par le ruissellement. Ces particules ne seront pas entraînées par le flot du lavage. Au bout d’un certain nombre de rotations du fût en clientèle puis au lavage, on observera un dépôt important  de salissures plus ou moins incrustantes au niveau de l’anneau de bonde et du corps du plongeur.

Ce constat justifie le trempage du fût pendant son transfert jusqu'à la laveuse (déjà évoqué). Pour cela on introduit, après dépressionnage du fût, une  quantité réduite (2 à 3 litres)  d’une solution sodée à 7 ou 8%   qu’on laisse agir sur la partie du fût portant l’anneau de bonde pendant tout son transfert jusqu'à la laveuse. L’opération d’injection se fait sur un poste à une tête qui aura également pour mission, le dépressionnage, le rinçage éventuel, et la vérification de l’intégrité et de l’étanchéité du système fût-plongeur. Pour être efficace, le temps d’action de cette solution sodée devra être important, et le sera d’autant plus, que le transfert jusqu'à la laveuse est long. (ce traitement n’est valable que pour les fûts en inox , l’aluminium est attaqué par les alcalins). En sortie de laveuse, après l’injection de vapeur, on réserve parfois sur la machine deux ou trois postes fictifs pour maintenir l’action thermique plus longtemps avant le remplissage.

 

Pour le lavage des fûts à PI, un détergent acide peut être envisagé, et se substituer au lavage alcalin traditionnel qu’il faudra quand même reprendre périodiquement pour éliminer d’éventuels gros dépôts organiques qui auraient pu s’accrocher aux soudures par exemple.

Le lavage acide se justifie, car le fût sale et en retour à la brasserie est un milieu fermé, qui évitera que les parois du récipient se dessèchent, et on observera beaucoup moins de dépôts organiques comme c’était le cas avec les fûts à PA. D’autre part, le lavage acide favorise l’action de la température sur la plupart des microorganismes. Il convient cependant de s’assurer que les matériaux au contact avec le détergent acide sont compatibles avec cette utilisation. En contrepartie, on remarquera que si une contamination du récipient est installée par des germes de la bactériologie de la bière, (lactiques, levures sauvages…) elle sera plus difficile à éliminer, car le retour du fût vide à la brasserie et qui est resté sous pression de gaz carbonique, favorise l’anaérobiose et la prolifération de ce type de contamination dans les zones du fût , prés de l’anneau de bonde , ce qui n’existait pas auparavant avec les fûts à P A. Avec cette constatation, il s’avère qua dans le cas des fûts à P I le détergent à privilégier est un détergent oxydant,  dont le principe actif sera l’eau oxygénée, sachant que les germes de  contamination en brasserie sont catalase moins et ne savent pas décomposer l’eau oxygénée. Aussi, tout détergent acide ou alcalin associé a une fonction peroxyde oxydante, convient pour cette application.

On constate de plus, que pour les fûts à P I, une part  prépondérante est réservée au traitement par de la vapeur. Une vapeur fluente d’abord qui permettra au moins en partie, de chasser l’air du fût avant son remplissage et ensuite une montée en pression avec de la vapeur bien désurchauffée, de façon à ce qu’elle commence tout de suite à condenser, et assure très  rapidement la montée en température (au moins 100°C). A cet effet, il est conseillé de prévoir à l’entrée de la vapeur dans la machine de lavage, un désurchauffeur qui peut se réduire à un simple barbotage de la vapeur dans un récipient fermé, plein d’eau.

Si on utilise la vapeur du réseau de l’usine, il faudra veiller à ce que le générateur de vapeur ne prime pas, c'est-à-dire que le fluide thermique n’entraîne pas avec lui des fractions du plan d’eau du générateur ( toujours alcalines) ; il sera toujours plus sécurisant de produire à partir du générateur principal , une vapeur alimentaire à 2 ou 3 bars,  spécifique au conditionnement des fûts et produite via un échangeur de température  à partir de la vapeur  à 10 bars en provenance de ce générateur.

Dans la pratique, pour le lavage des fûts de bière à P I, le déroulement suivant est recommandé : Après que sur un poste spécifique on a réalisé la décompression, le rinçage, et l’injection de soude caustique concentrée (pour les fûts en inox uniquement), et après un parcours plus ou moins long du fût tête en bas , il arrivera à la laveuse ou on effectuera une chasse à l’air, ou à la vapeur pour récupérer la soude concentrée, et le véritable programme de lavage va alors débuter Ce programme alternera  un certain nombre d’injections moyenne et basse pression   de détergent, puis de rinçage , entre chacune des injections, une pousse à l’air ou à la vapeur sera pratiquée pour vidanger totalement le récipient entre chaque injection. Les derniers rinçages seront éventuellement récupérés pour assurer le ou les premiers rinçages  qui eux, seront  mis à l’égout. Certaines machines sont équipées de capteur assurant qu’entre chaque injection suivie d’une poussée, on vérifie que le fût est bien vide.

 

ecoulement ruisselement fut biere plongeur incopore

Ecoulement par ruissellement dans un Fût a PI - Zone de sédimentation des salissures ptés de la bonde

 

  

 ecoulement solution injecte fut biere pi barbotage vapeur

 

 

 

Schématisation des écoulements des solutions injectées  dans un fut à PI  et  Principe de la désurchauffe par barbotage de la vapeur

 

 

principe poste lavage fut biere plongeur incorpore

Schéma de principe d’un poste de lavage de fûts à Plongeur incorporé  ( non suivi du remplissage)

D - bac de détergent, EC – bac a eau chaude, H- hydrophore, N – Contacteur de niveau, T- Thermostat

 

Dans la pratique, on note 5 procédés de nettoyage des fûts ( document K H S)

1)      Le trempage

2)      Le contreflux : La solution de nettoyage pénètre dans le fut par l’orifice gaz du plongeur

3)      Le nettoyage à tourbillon : une fois partiellement rempli de détergent de l’air est envoyé par le circuit gaz du plongeur pour provoquer un tourbillon

4)      Le mouvement rotatif d’un fût partiellement rempli

5)      L’aspersion du fût. Avec mise en œuvre d’un procédé pulsatoire pour rinçage externe du plongeur

 

Ces procédés sont fréquemment combinés et utilisés avec jusqu'à trois liquides de nettoyages. La durée de nettoyage prescrite varie fortement, par exemple en cas d’utilisation de liquides de nettoyage entre 15 et 390 secondes et une durée supplémentaire de trempage de 1 à 10 minutes ( K H S  )

Le procédé pulsatoire consiste lors de l’injection sous pression dans le fût, d’alterner des périodes de hautes pression qui envoie la solution sur le fond et les parois verticales du fût et des périodes basse pression qui font ruisseler la solution sur le plongeur.

Schéma suivant : les différentes techniques  d’apport du détergent dans le fut pendant son lavage:

procedes de nettoyage des futs de biere brasserie

Outre l’étanchéité du fût par contrôle de la pression résiduelle  avant son lavage, sur le fut en retour , il convient de procéder à d’autres vérifications comme la perpendicularité du plongeur par rapport au fond du fut  et l’intégrité des galerie

Le contrôle de l’efficacité du lavage des fûts à P I est difficile, le simple contrôle par mirage n’est plus possible. Une étude faite par un stagiaire dans une grande brasserie française avec l’utilisation d’un fût témoins à hublots a montré que plus de la moitié des fûts étaient mal lavés, ce qui justifie encore le fait qu’ils soient soutirés bouillants presque dans toutes les brasseries.

La série de schémas suivants illustre les séquences de lavage, stérilisation et soutirage de la laveuse de fûts à plongeur incorporé Innokeg Sénator de KHS. Il s’agit là d’un procédé extrêmement drastique de lavage de fûts à P I, mais qui se justifie pleinement.

 

 

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Pierre Millet

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