Le brassage de la bière est un processus complexe qui nécessite des connaissances spécialisées. équipement de brassage de la bière à grande échelle pour produire de la bière à l'échelle commerciale. Pour la production de bière à grande échelle, il est essentiel d'avoir le bon système de brassage et les bons composants pour gérer efficacement les multiples étapes du processus de fabrication de la bière. Ce guide donne un aperçu détaillé des principaux équipements nécessaires aux opérations de brassage à grande échelle, de leurs principales caractéristiques, de la manière de sélectionner le bon équipement, des fournisseurs, de l'installation et de l'entretien.
Vue d'ensemble des équipements de brassage à grande échelle
Les principaux équipements de brassage de la bière à grande échelle nécessaires à la production commerciale de bière à grande échelle sont les suivants :
Tableau 1 : Vue d'ensemble des principaux composants du système de brassage
| Equipement | Description |
|---|---|
| Bouilloire | La bouilloire ou cuve de brassage est un grand réservoir dans lequel se déroulent les étapes d'empâtage, de clarification et d'ébullition du moût. Les cuves de brassage à l'échelle commerciale sont fabriquées en acier inoxydable et ont une capacité de 10 à 30 barils. |
| Tonneau de laitier | La cuve de clarification sépare le moût sucré de la bouillie de grains après l'empâtage. Elle contient des grilles à faux fond et des tuyaux de collecte pour drainer le moût tout en conservant les grains. |
| Filtre à moût | Alternative à la cuve de clarification, le filtre à moût permet des temps d'écoulement plus rapides et une meilleure efficacité de l'extraction. |
| Refroidisseur de moût | Un échangeur de chaleur qui refroidit rapidement le moût bouilli jusqu'aux températures de fermentation. Les échangeurs de chaleur à plaques sont couramment utilisés. |
| Cuves de fermentation | Les fermenteurs en acier inoxydable, dont la taille varie de 30 à 120 barils, permettent la fermentation de la bière à l'échelle commerciale. Les fermenteurs fermés, réfrigérés et pressurisés permettent de contrôler le processus. |
| Cuves à bière lumineuses | Également appelées cuves de service, elles permettent la sédimentation des levures après la fermentation. La bière y est gazéifiée et clarifiée avant d'être conditionnée. |
| Système de filtration | Élimine les particules de trouble et la levure de la bière après la fermentation. La filtration en profondeur et la filtration sur membrane sont utilisées pour polir et stabiliser la bière. |
| Ligne de mise en conserve/embouteillage | Systèmes automatisés pour le conditionnement de la bière en canettes, bouteilles ou fûts. Comprend les étiqueteuses, les remplisseuses, les couronnes, les emballeuses et les palettiseurs en fonction de la cadence de production. |
D'autres équipements de brassage de la bière à grande échelle, tels que les systèmes de manutention des grains, les systèmes d'aération du moût, les cuves CIP, les générateurs de vapeur, les compresseurs, les tours de refroidissement et les refroidisseurs au glycol font également partie des brasseries à grande échelle. Les systèmes de contrôle et d'automatisation des brasseries permettent d'intégrer les réservoirs, les capteurs, les vannes, les moteurs et les pompes pour rationaliser les opérations.
Types de systèmes de brassage
L'équipement de brassage de la bière à grande échelle peut être configuré en fonction des besoins de la brasserie :
Tableau 2 : Types de systèmes de brassage
| Système | Description |
|---|---|
| Salle de brassage traditionnelle | La cuve d'empâtage et la cuve de clarification sont séparées pour les étapes d'empâtage et de clarification. Fonctionnement plus manuel. |
| Système de brasserie | Salle de brassage compacte idéale pour les microbrasseries et les brasseries. Combine une bouilloire de brassage à feu direct et une cuve d'empâtage/lauter unique. Capacités inférieures de 1 à 5 barils. |
| Salle de brassage automatisée | Comprend un filtre à moût intégré au lieu d'une cuve de clarification. Élimine les drêches en continu. Niveau d'automatisation plus élevé avec un contrôle avancé du processus. |
| Mégasystème | Système de grande capacité (plus de 100 barils) comprenant plusieurs bouilloires et filtres à moût. Conçu pour le brassage à très grande échelle. |
Caractéristiques et paramètres clés de l'équipement
Les spécifications et les configurations des équipements de brassage de la bière à grande échelle ont une incidence sur l'efficacité, la qualité et la productivité globales de la salle de brassage.
Tableau 3 : Caractéristiques techniques du matériel de brassage
| Equipement | Caractéristiques principales |
|---|---|
| Bouilloire | Matériau de construction : acier inoxydable (304, 316L)
Capacité volumétrique : de 10 à 600 barils Chauffage direct au feu ou à la vapeur Forme d'un cône ou d'un fond de plat Accessoires sanitaires : orifices, vannes, voyants, agitateurs |
| Cuve d'empâtage/cuve de clarification | Construction en acier inoxydable ou en cuivre
Capacités de 5 à 20 barils Faux fond pour la filtration Râteaux pour mélanger le moût Bras d'aspersion pour le rinçage |
| Filtre à moût | Capacité de 25 à 200 barils
Taux d'écoulement illimités Fonctionnement automatisé avec PLC Auto-nettoyage par CIP |
| Cuves de fermentation | Réservoirs sanitaires en acier inoxydable
Tailles de 30 à 600 barils Gaine et isolation Système de refroidissement Pression nominale |
| Réservoirs brillants | Réservoirs en acier inoxydable
Tailles de 10 à 120 barils Configuration empilable Contrôle du refroidissement Système de mélange Nettoyage CIP |
| Filtration | Filtration en profondeur avec de la terre de diatomées ou des tampons
Filtration sur membrane polymérique Rétrobalayage automatisé Stérilisation en place |
| Ligne de mise en conserve | Purge de dioxyde de carbone
Technologie de couture : couture extrêmement serrée Remplisseurs : volumétriques ou à débordement Capacité : 40 à 450 boîtes/minute |
équipement de brassage de la bière à grande échelle Applications
Les cuves et systèmes de brassage sont conçus pour des applications spécifiques dans le processus de production de la bière :
Tableau 4 : Utilisation de l'équipement pour le brassage de la bière
| Equipement | Application au processus de brassage |
|---|---|
| Tunnel de trempe | Mélange de malt concassé avec de l'eau chaude pour transformer les amidons en sucre et extraire les arômes. |
| Tonneau de laitier | Séparation du moût sucré et des drêches. |
| Bouilloire | Bouillir le moût avec du houblon pour l'arôme, l'amertume et la conservation. |
| Refroidisseur de moût | Refroidissement rapide du moût bouilli pour préparer la fermentation. |
| Cuves de fermentation | Ajout de levures pour la fermentation et la maturation de l'alcool. |
| Réservoirs brillants | La carbonatation, la clarification et le conditionnement de la bière avant son emballage. |
| Système de filtration | Élimination des particules de brume et de la levure après la fermentation. |
| Ligne de mise en conserve | Remplissage de la bière dans les canettes à grande vitesse et sous contre-pression. |
Exigences en matière de taille et de dimensions
Il est essentiel d'adapter l'équipement de brassage de la bière à grande échelle en fonction des objectifs de production et de l'espace disponible :
Tableau 5 : Paramètres de taille des composants du système de brassage
| Equipement | Principales considérations de dimensionnement |
|---|---|
| Salle de brassage | Hauteur : 21 à 24 pieds
Longueur : 70 à 90 pieds Largeur : 20 à 30 pieds Surface au sol : de 2 000 à 5 000 pieds carrés |
| Cuves de brasserie | Rapport hauteur/diamètre : 2:1 à 3:1
3000Capacité d'expansion future |
| Cuves de fermentation | Rapport longueur/diamètre : 2:1 à 3:1
Hauteur de plafond : 16 à 30 pieds |
| Réservoirs de service | Regroupés par type de bière
Empilés par 2 ou 4 Passerelles adéquates |
| Zone d'emballage | Longueur : 40 à 100 pieds
Largeur : 20 à 40 pieds Hauteur de plafond : 16 à 24 pieds |
Normes et spécifications de conception
les équipements de brassage de bière à grande échelle doivent répondre à des normes de conception et de construction rigoureuses :
Tableau 6 : Normes de conception technique pour les équipements de brassage
| Standard | Exigences |
|---|---|
| Matériaux | Acier inoxydable : 304, 316L
Surfaces lisses Non toxique, non absorbant |
| Fabrication | Code ASME des appareils à pression
Recouvrement de soudure sur les zones de forte usure Intérieur lustré et poli à <150 grit |
| Assainissement | Conforme aux normes d'hygiène 3A
Raccords sanitaires sans fissure Nettoyage facile |
| Pression nominale | Récipients estampillés ASME
MAWP : jusqu'à 15 psig |
| Automatisation | Systèmes d'automatisation Allen-Bradley ou Siemens
Intégration des systèmes SCADA et MES |
Fournisseurs de matériel de brassage à grande échelle
Il existe des fabricants d'équipements de brassage de la bière à grande échelle et des sociétés d'ingénierie brassicole qui fournissent des systèmes de brassage de la bière à usage commercial :
Tableau 7 : Principaux fournisseurs d'équipements de brassage
| Entreprise | Localisation | Produit/Expertise |
|---|---|---|
| Société Paul Mueller | Springfield, MO, États-Unis | Cuves et équipements de brassage en acier inoxydable |
| JVNW | Canby, OR, USA | Systèmes de brassage, fermentation, cuves à brite |
| Premier Stainless Systems | Escondido, CA, USA | Salles de brassage et cuves en inox sur mesure |
| Spike Brewing | Clackamas, OR, USA | Bouilloires électriques, fermenteurs, CIP |
| Équipement Prospero | New York, États-Unis | Ingénierie des procédés de brasserie |
| Rolec Prozess und Brautechnik | Allemagne | Filtres à moût, salles de brassage, fermentation |
| Groupe GEA | Allemagne | Solutions complètes pour les brasseries |
| Criveller | Canada | Fabrication de salles de brassage, fermentation |
Le prix dépend de la capacité, des fonctions d'automatisation et de la personnalisation. L'achat de systèmes complets auprès d'un seul fournisseur peut offrir des avantages en termes d'ingénierie de la valeur par rapport à une approche fragmentaire.
Exigences en matière d'installation et de disposition
L'installation et la disposition correctes de l'équipement de brassage de la bière à grande échelle permettent des opérations efficaces :
Tableau 8 : Facteurs d'installation des équipements de brasserie
| Considération | Détails |
|---|---|
| Fondations de l'équipement | Fondations en béton armé dimensionnées pour les charges d'équipement |
| Revêtements de sol | Pente vers les tranchées pour le drainage
Finition antidérapante et résistante aux acides |
| Espace aérien | Espace aérien suffisant pour les navires, la tuyauterie et les grues |
| Accès aux services | Aménagement ouvert pour l'accès à l'équipement
Passerelles et plates-formes pour réservoirs |
| Utilitaires | Conduites de vapeur, d'eau, de gaz, d'électricité |
| Mécanique | Ventilation, systèmes de refroidissement, air comprimé |
| Électricité | Tableaux de distribution, sectionneurs, conduits rigides |
| Automatisation | Panneaux à écran tactile, capteurs, câblage du réseau |
L'équipement doit être disposé de manière logique en fonction du déroulement du processus de brassage. Un espace suffisant est nécessaire pour les tuyaux, les pompes, les vannes et autres équipements.
Fonctionnement et entretien
Pour que les équipements de brassage de la bière à grande échelle fonctionnent de manière optimale, il est nécessaire de les faire fonctionner correctement et de les entretenir de manière préventive :
Tableau 9 : Fonctionnement et entretien des équipements de brassage
| Activité | Fréquence |
|---|---|
| Calibrage | Étalonner annuellement les capteurs et les appareils de mesure |
| L'inspection | Contrôles visuels quotidiens pour détecter les fuites, les dommages et l'usure |
| Lubrification | Lubrifier les pompes, les moteurs, les roulements et les entraînements selon les normes OEM |
| Cycles CIP | Nettoyage quotidien automatisé |
| Maintenance préventive | Programme régulier de maintenance selon les manuels OEM |
| Registres des équipements | Enregistrer les paramètres de fonctionnement, la maintenance, les problèmes |
| Formation du personnel | Former les équipes aux procédures et à la sécurité |
| Pièces d'usure | Remplacer périodiquement les joints, les garnitures et les écrans. |
| Nettoyage des réservoirs | Nettoyage manuel trimestriel des fermenteurs |
Les temps d'arrêt imprévus peuvent être minimisés grâce à une maintenance programmée, à la formation du personnel et à la disponibilité des pièces de rechange.
Sélection d'un fournisseur d'équipement de brasserie
Le choix du fournisseur de matériel de brassage de bière à grande échelle est essentiel pour mener à bien un projet de brasserie :
Tableau 10 : Comment choisir un fournisseur d'équipement de brasserie
| Facteur | Critères d'évaluation |
|---|---|
| Expérience pertinente | Des années d'expérience dans la construction de salles de brassage commerciales |
| Expertise en ingénierie | Équipe d'ingénierie interne pour la conception de la salle de brassage |
| Capacités de production | Capacités internes de fabrication et de contrôle de la qualité |
| Gestion de projet | Méthodologie structurée de gestion de projet |
| Personnalisation | Possibilité de personnaliser les navires et les présentations |
| Capacités d'automatisation | Solutions sophistiquées d'automatisation des salles de brassage |
| Services d'installation | Des équipes expérimentées pour une installation professionnelle |
| Soutien continu | Contrats de maintenance et présence de services locaux |
| Références | Réputation basée sur les références et les témoignages des clients |
| Stabilité financière | Entreprise stable avec de solides antécédents financiers |
Commencer l'examen initial par le biais de demandes d'information suivies de soumissions de propositions de la part de plusieurs vendeurs. Comparer les capacités, l'expérience, les services et les coûts. Visiter les installations des fournisseurs, les installations de systèmes existants et les opérations des clients.
Avantages des systèmes de brassage clés en main
L'achat d'un système de salle de brassage clé en main permet de rationaliser la mise en œuvre par rapport à une approche fragmentée :
Tableau 11 : Avantages des solutions de brassage clés en main
| Avantage | Description |
|---|---|
| Un seul point de responsabilité | Responsabilité et coordination par un seul fournisseur d'équipement |
| Optimisation des processus | L'ensemble du système est conçu pour fonctionner efficacement |
| Facilité d'expansion | Des solutions évolutives pour une croissance progressive de la capacité |
| Expertise et soutien | Tirer parti de l'expertise des fournisseurs en matière d'ingénierie et de projets |
| Efficacité des coûts | Réduction des coûts grâce à une fabrication standardisée |
| Installation simplifiée | Livraison et mise en place d'équipements intégrés |
Les systèmes clés en main permettent aux brasseurs de démarrer leurs activités plus rapidement et d'optimiser le processus de production.
Limites des systèmes préfabriqués
Si les salles de brassage clés en main présentent des avantages, les brasseurs doivent être conscients des inconvénients potentiels :
Tableau 12 : Inconvénients des systèmes de brassage préfabriqués
| Limitation | Description |
|---|---|
| Moins de personnalisation | Possibilité limitée de personnaliser les navires et la présentation |
| Dépendance à l'égard du fournisseur | Enfermé dans les normes d'équipement d'un seul fournisseur |
| Coûts initiaux | Dépenses d'investissement initiales importantes |
| Gestion du changement | Adaptation des pratiques de brassage aux nouveaux paramètres du système |
| Exigences en matière de formation | Les brasseurs ont besoin d'une formation approfondie sur les nouveaux équipements |
| Contrôle limité | Moins de contrôle sur les détails de la configuration du système |
Le manque de flexibilité et de personnalisation peut rendre les systèmes standardisés moins adaptés à certaines brasseries.
Analyse des coûts de l'équipement de brassage commercial
Le coût total de l'équipement d'une brasserie commerciale est déterminé par de multiples facteurs :
Tableau 13 : Facteurs de coût typiques des équipements
| Type | Considérations sur les coûts |
|---|---|
| Coût de l'équipement de base | Capacité, matériau de construction, degré d'automatisation |
| Équipements auxiliaires | Manutention des grains, CIP, systèmes de refroidissement, contrôles |
| Fret | Coût plus élevé pour les équipements importés |
| Droits à l'importation | Applicable aux systèmes importés |
| Installation | Exigences en matière de béton, de mécanique et d'électricité |
| Ingénierie | Coûts de l'ingénierie des procédés |
Les prix des équipements varient également en fonction de la région et de la dynamique de la demande du marché. Fourchettes de coûts typiques :
Tableau 14 : Estimations des prix de l'échantillon
| Equipement | Fourchette indicative de prix |
|---|---|
| Salle de brassage de 10 barils | $150,000 à $250,000 |
| Salle de brassage de 50 barils | $700 000 à $1,2 million |
| Salle de brassage de 100 barils | $1,5 million à $2,5 millions |
| Salle de brassage de 1 000 barils | $5 millions à $8 millions |
Les prix proposés dépendent de la portée du projet et des capacités précises. Demandez des devis formels aux fournisseurs.
FAQ
Quelques questions fréquemment posées sur les systèmes commerciaux de brassage de la bière :
Q : Quels sont les avantages et les inconvénients des bouilloires à feu direct par rapport aux bouilloires à vapeur ?
R : Les marmites à feu direct permettent un contrôle plus précis et un chauffage plus rapide, mais nécessitent plus d'entretien. Les bouilloires à vapeur sont plus sûres et plus faciles à contrôler, mais elles chauffent plus lentement.
Q : Combien de fermenteurs et de cuves à bière une brasserie doit-elle posséder ?
R : Un ratio typique est de 3 fermenteurs et 2 cuves de service pour 1 salle de brassage. Mais il faut optimiser en fonction du nombre de produits, de l'emballage et de la planification de la production.
Q : Le matériel de brassage doit-il être acheté dans le pays ou importé ?
R : Les produits nationaux offrent un meilleur soutien, tandis que les produits importés sont moins coûteux. Choisissez en fonction de la qualité, du prix et des relations.
Q : Quel est le degré d'automatisation optimal pour une salle de brassage ?
R : Trouvez un équilibre entre l'automatisation et la flexibilité. Recherchez des systèmes semi-automatiques avec des commandes manuelles pour l'empâtage, l'ébullition du moût, le nettoyage, etc.
Q : Quel est l'espace nécessaire pour une salle de brassage commerciale ?
R : Prévoyez une surface de 2 000 à 5 000 pieds carrés pour un système de salle de brassage de 10 à 50 barils, y compris l'espace de travail. Augmentez la surface en conséquence pour les systèmes plus importants.
Q : Les brasseries doivent-elles acheter du matériel d'occasion ou du matériel neuf ?
R : Les équipements d'occasion coûtent moins cher mais présentent des risques. Il faut l'inspecter soigneusement pour vérifier qu'il n'est pas corrodé ou endommagé. Le neuf offre fiabilité et garantie.
Conclusion
La mise en place d'un système de brassage efficace à grande échelle nécessite une planification et une sélection minutieuses de l'équipement pour atteindre les objectifs de production. Le respect des meilleures pratiques de brassage dans la conception du système, l'approvisionnement auprès de fournisseurs qualifiés, l'installation correcte et l'entretien préventif permettent d'assurer le bon fonctionnement de la brasserie à grande échelle. Si les systèmes clés en main offrent des avantages tels qu'une coordination à partir d'une source unique et des processus optimisés, les limites de la personnalisation doivent être évaluées. L'évaluation des caractéristiques de l'équipement, de la technologie, des fournisseurs, des coûts et des exigences d'installation, telle qu'elle est décrite dans ce guide, permet aux brasseurs de construire une salle de brassage adaptée à leurs besoins et objectifs de brassage spécifiques.
En savoir plus Matériel de brassage