Préchauffer les vins de manière à la fois plus intense et plus respectueuse de leur qualité
Le préchauffage des vins connaît un regain d’intérêt et aussi une profonde évolution dans de nombreuses distilleries où les réchauffe-vins traditionnels sont remplacés par des échangeurs externes fonctionnant avec l’eau chaude des pipes. La Chaudronnerie Cognaçaise a réalisé de nombreuses installations avec des échangeurs multitubulaires ou à plaques. Les performances de ces équipements sont bien adaptées à une utilisation dans les distilleries, car l’action de préchauffage rapide respecte la qualité des vins. S. Chauvin considère que le choix du type d’échangeur doit être le fruit d’une réflexion propre à chaque site : « Le débat au niveau du choix du type d’échangeur interpelle souvent nos clients mais, au final, il faut bien reconnaître que les deux équipements donnent pleine satisfaction. Les échangeurs multitubulaires sont de par leur principe polyvalents (pour la vinification), simples et d’un coût moindre à même niveau de performances. Par contre, leur longueur complique leur installation dans des bâtiments exigus. D’une manière générale, ils sont bien adaptés aux bouilleurs de cru équipés d’une ou deux chaudières. Les échangeurs à plaques disposent de plus de performances en terme d’élévations de températures et d’un encombrement moindre. Par contre, leur poids élevé rend leur agencement en hauteur (indispensable à leur vidange) plus complexe et un peu plus coûteux. La mise en place d’une filtration grossière des vins (tamis de 1 mm pour arrêter les dépôts de tartre…) est indispensable avec les échangeurs à plaques. Le lavage des échangeurs et du réseau de tuyauterie est aujourd’hui intégré de manière systématique dans toutes les installations que nous proposons. Une réflexion spécifique doit être menée dans chaque distillerie pour choisir le lieu d’implantation des échangeurs qui facilite leur vidange par gravité et leur nettoyage. Les eaux nécessaires au lavage des circuits vins ne doivent pas être traitées. Nous proposons d’utiliser les calories présentes dans les gaz brûlés de la cheminée (de 140 à 250 °C) pour produire les eaux chaudes de lavage. D’un point de vue thermique, les études sont calculées pour permettre des élévations de températures de 10 à 50 °c maximum. »
Les budgets nécessaires pour un équipement complet de préchauffage en ligne pour deux alambics de 25 hl se situent entre 23 000 et 28 000 € selon la configuration de chaque distillerie. La présence de cuves ciment utilisables pour le stockage des eaux chaudes est par exemple une source d’économie. A titre de comparaison, la fabrication de 2 réchauffe-vins inox neufs (installés avec vannes 3 voies motorisées, lavage intérieur et brasseur) coûte 30 000 € ht.
L’adaptation d’un brûleur à air soufflé destiné à des usages industriels aux spécificités du Cognac
Depuis maintenant cinq ans, la Chaudronnerie Cognaçaise travaille sur l’optimisation de la combustion et B. Perez ne cache pas que l’expérience acquise auprès de la société Prulho a été fructueuse : « Mes collègues et moi avons eu la chance d’avoir un vécu important du fonctionnement de nombreuses cellules de combustion depuis 20 ans dans la région. Les rendements de combustion des brûleurs atmosphériques bien réglés ne peuvent guère dépasser 85 %. Leur principe de fonctionnement en excès d’air permanent ne peut pas permettre de faire mieux et des pilotages plus sophistiqués à base de sonde CO/O2 nous ont toujours paru complexes et pas toujours fiables dans le temps. Lorsque, fin 2007, plusieurs distillateurs de profession nous ont demandé de réfléchir à des systèmes de combustion plus économes en énergie, on avait déjà quelques idées sur le sujet. Il nous a semblé que la voie des brûleurs à air soufflé était la plus judicieuse d’autant que dans l’industrie, de nombreuses chaudières fonctionnent avec ces brûleurs. Nous avons choisi d’utiliser la technologie d’un constructeur important de brûleur en Europe, la société allemande Weishaupt. Un certain type de brûleurs à air soufflé de cette société disposait de caractéristiques techniques susceptibles de permettre leur intégration dans les foyers des alambics. Leur pré-équipement en matière de gestion de la sécurité, d’allumage, de régulation électronique du débit d’air représentait des avantages vis-à-vis des variations d’allures de chauffe pendant les coulages. Nous avons passé un hiver complet à essayer ces brûleurs et surtout à créer l’environnement qui rende possible leur utilisation sous les alambics. Leur positionnement par rapport au fond de la chaudière, leur installation dans un environnement étanche et le pilotage du mélange air-gaz ont fait l’objet de développements spécifiques qui ont été validés sur quelques sites pilotes en 2009-2010. Le brûleur Weishaupt CC produit une flamme horizontale parallèle au fond de la chaudière et éloignée de 500 mm de celui-ci pour chauffer un matelas d’air chaud homogène (ne pas créer de point de chauffe). Le brûleur gère automatiquement l’admission d’air et le mélange air-gaz nécessaire à la combustion. Il s’autorégule pour rechercher en permanence un rendement de combustion optimum. Toute arrivée d’air parasite fait immédiatement baisser le rendement de combustion, d’où l’importance d’avoir une étanchéité parfaite de la partie basse du foyer. »
Une nouvelle cellule de combustion conçue pour optimiser la combustion et les échanges thermiques
Les techniciens de la Chaudronnerie Cognaçaise ont réalisé les premiers montages des brûleurs Weishaupt CC sur des foyers brique montés sur sites qui se sont avérés concluants. Des économies de gaz de l’ordre de 6 à 10 % ont été réalisées. Par contre, les montages de nouveaux brûleurs dans des foyers préfabriqués en vermiculite ont été moins concluants, car la nature de ce matériau isolant rendait difficile l’étanchéité du foyer.
Ce constat n’a pas été réellement une surprise pour B. Perez qui s’était rendu compte du vieillissement assez rapide des parois isolantes à base de vermiculite : « Le fait d’observer la moindre étanchéité des foyers préfabriqués par rapport aux massifs brique montés sur site était pour nous qu’une demi-surprise. Cela nous a incités à reconsidérer totalement la conception et la fabrication des foyers préfabriqués. Au cours de la campagne 2010-2011, nous avons développé une cellule de combustion totalement étanche au niveau du foyer, des tours à feu et dotée d’une isolation performante au niveau des parois extérieures. Notre souhait était à la fois de concentrer les calories dans l’air chaud présent sous le fond de la chaudière et de ralentir la circulation des gaz imbrûlés pour favoriser les échanges thermiques. Nous avons adapté la conception des tours à feu et remplacé les parois en vermiculite par des matériaux très isolants à base de fibre de céramique. Le brûleur Weishaupt CC implanté dans ce nouvel environnement donne sa pleine efficacité puisque les parois extérieures de la chaudière demeurent pratiquement froides pendant toute la durée des coulages. La nouvelle cellule de combustion CC-Weish, qui a fonctionné dans diverses distilleries de la région au cours de la campagne 2011-2012, a permis de générer des économies de gaz de 15 à 20 % par rapport à un foyer préfabriqué classique équipé d’un brûleur Elf. Les rendements de combustion se situaient régulièrement entre 92 et 95 %, et les températures des fumées ont diminué de 300 °C à 200 °C, et voire moins. Le registre de cheminée est réglé dans une position médiane et constante chaque année en début de campagne, au moment de l’analyse de combustion. »
Une quarantaine de cellules de combustion CC Weish fonctionnent depuis deux campagnes, et le constructeur affirme aujourd’hui que le produit est fiable et que les baisses de consommation sont proches de 20 %. La conduite des différentes méthodes de distillation a pu être réalisée sans contraintes particulières du fait de la souplesse des variations d’allures de chauffe du brûleur. L’optimisation des performances de la cellule de combustion repose toujours sur une intervention annuelle de maintenance en début de campagne, pour affiner et régler le rendement de combustion. Le constructeur estime que l’adaptation des nouveaux brûleurs dans des massifs brique récents et en bon état est très intéressant économiquement. Pour l’instant, les montages de brûleurs sur des foyers préfabriqués vermiculite en l’état n’est que faiblement économique en raison de l’insuffisance de l’étanchéité. Cependant, une réflexion et des essais sont en cours pour proposer une transformation à un coût compétitif. Ce projet, bien avancé, devrait permettre une mise à niveau technologique à de nombreux alambics qui deviendront plus performants.
Brûleur Weishaupt CC
■ Brûleur à air soufflé Weishaupt adapté par la Chaudronnerie Cognaçaise aux exigences de la distillation
■ Principe : brûleur à flamme horizontale implanté de façon parallèle au fond de la chaudière et à 500 mm en dessous
■ Type de chauffe : chauffe de l’air présent dans le caisson du foyer ➞ effet de conduction
■ Rendement de combustion théorique du constructeur : 92 à 95 %
■ Montage dans les foyers brique récents possible
■ Montage dans les foyers préfabriqués vermiculite en cours de validation
Prix brûleur équipé Propane, non monté, pour alambic de 25 hl : 2 970 e HT
Foyer CC Weish
■ Foyer étanche intégrant le brûleur Weishaupt
■ Fabrication par la Chaudronnerie Cognaçaise
■ Coque intérieure en acier traité hautes températures
■ Matériau isolant à base de fibre de céramique multi couche
■ Tours à feu équipés de nouvelle génération conçus pour freiner les gaz brûlés, et démontables
■ Trois générations de foyers ayant des performances croissantes
Prix foyer CC Weish seul, équipé Propane, non monté, pour alambic de 25 hl, avec chaudière installée et cheminée inox au départ de l’atelier :
de 10 000 à 17 000 e HT
