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Les résultats des études de conformité « eaux-de-vie » des tuyaux et des pompes Tuyaux

13 mars 2009

tuyaux.jpgDans le cadre de la démarche de validation des matériaux au contact avec les eaux-de-vie de Cognac, la Station Viticole du BNIC vient de terminer un second volet d’études sur les pompes et de nouveaux tuyaux. Les transferts d’eaux-de-vie représentent une opération très importante sur le plan de la fréquence des pompages comme des durées de contact et il était en quelque sorte prioritaire de s’intéresser aux matériels utilisés pour réaliser ces interventions. Les résultats des études qui vont être présentées, ont été conduits en collaboration avec les constructeurs et les distributeurs de la région et régulièrement de nouveaux produits sont mis en expérimentation.

La Station Viticole du BNIC conduit depuis trois ans une procédure de qualification de l’ensemble des matériaux qui sont susceptibles d’entrer au contact des eaux-de-vie durant les différentes phases d’élaboration, la distillation, le vieillissement, et ensuite toutes les interventions nécessaires à la préparation des qualités commerciales et à leur mise en bouteille. Un premier volet d’études avait été consacré à des tests sur les tuyaux souples utilisés pour les transferts des eaux-de-vie qui représentent le risque majeur compte tenu de la fréquence des pompages entre la distillation et la préparation des qualités commerciales de Cognac. Ces démarches, qui ont pour objectif de certifier la parfaite neutralité et l’alimentarité des matériaux en contact avec les eaux-de-vie de la région de Cognac, sont devenues de plus en plus nécessaires avec le développement des démarches HACCP au niveau de la filière de production Charentaise.

Des tests spécifiques justifiés par la nature des eaux-de-vie de la région

Les équipes de la Station Viticole du BNIC ont dû réfléchir à la mise en œuvre de protocoles d’expérimentations spécifiques pour tester tous les matériaux à risques, même si ceux-ci disposent de certification de tolérance à des liquides fortement alcoolisés fournis par les constructeurs. En effet, les organismes certificateurs réalisent les tests d’alimentarité en utilisant des solutions hydroalcooliques à base d’éthanol additionné d’eau (d’un TAV variant de 40 % vol. à 92 % vol.). Or la nature de ces mélanges diffère fortement de celles des eaux-de-vie où la présence dans les eaux-de-vie d’acides gras, d’esters, de divers alcools… accroît fortement le pouvoir d’extractibilité de divers composés nuisibles à la qualité des productions régionales. Les conclusions du premier banc d’essai d’une vingtaine de tuyaux avaient débouché seulement sur la qualification de 3 modèles, l’Alistar film (de la société Hutchinson), le Chemikler (de la société Trelleborg) et le Citerdial (de la société Trelleborg). Depuis le début de l’année 2003, une nouvelle série de tests a été lancée sur d’autres tuyaux souples et sur les pompes. Le pompage des eaux-de-vie est souvent effectué avec du matériel dont le principe repose soit sur des organes en matière plastique, soit sur des organes en inox intégrant des bagues d’étanchéité en matériaux composites. Les risques de migration de composés indésirables peuvent se produire durant l’opération de pompage ou dans le corps de pompe (à l’arrêt) où du liquide reste en contact avec les organes en matière plastique. Comme pour les tuyaux, les pompes sont l’un des équipements les plus fréquemment utilisés au cours de la chaîne d’élaboration des eaux-de-vie et des Cognacs puisqu’en moyenne 15 à 20 transferts sont réalisés entre la distillation et la mise en bouteille.

Quatre nouveaux tuyaux certifiés conformes

D’une manière générale, les fournisseurs d’équipements vinicoles ont bien compris l’intérêt des démarches de certification aux eaux-de-vie de Cognac mise en place par le BNIC et maintenant certaines entreprises qui lancent de nouveaux produits n’hésitent pas à réaliser des tests avant même de lancer la commercialisation. Au niveau des tuyaux la méthode de validation porte à la fois sur des recherches analytiques et des tests organoleptiques. Les recherches analytiques de migrations de composés sont réalisées à partir de solutions hydroalcoolique à 70 % vol. alors que les tests organoleptiques s’appuient sur des contacts directs dans des eaux-de-vie nouvelles et rassises qui sont réalisées en deux phases. Une première dégustation intervient après un contact de deux heures à température ambiante et si aucun défaut n’est détecté, une seconde dégustation intervient après une durée de contact de 24 heures. Plusieurs entreprises ont donc sollicité la Station Viticole pour tester de nouveaux tuyaux conçus pour assurer le transfert de denrées alimentaires et d’alcools, et cela a débouché sur la validation de quatre nouveaux produits : l’Alfagomma 509 (de la société Alfagomma), le Foodshetland (de la société IVG Europe), le Polytech (de la société Geci) et l’Alcodial (de la société Trelleborg). La caractéristique de ces tuyaux est d’être conçus en deux tubulures distinctes et superposées, la première à l’extérieur procurant de la rigidité et la résistance aux effets mécaniques, et la seconde centrale assurant avec des matériaux très spéciaux la parfaite inertie alimentaire vis-à-vis des alcools. L’offre commerciale de tuyaux certifiés pour l’utilisation des eaux-de-vie s’élargie mais ce n’est pas sûr que le prix au mètre diminue de façon significative car les technologies nécessaires à la fabrication de ces produits sont coûteuses et leur utilisation est limitée à des applications bien spécifiques.

Les pompes faisant intervenir des organes en caoutchouc synthétique sont déconseillées pour la filière Cognac

resultat_des_analyses.jpgAu niveau des pompes, une approche assez large a été mise en œuvre puisque pratiquement tous les équipements couramment utilisés dans la région ont été testés. L’objectif était de vérifier si les éléments en matière plastique dans les corps de pompe (comme les boulets, les impulseurs, les pistons, les joints…) en contact avec les eaux-de-vie entraînent des migrations de composés indésirables. Les essais se sont déroulés en deux étapes successives, une première en statique par contact de 2 heures et une seconde en dynamique par le biais d’un pompage en circuit fermé de 1 heure. Il est ressorti de ces études que tous les éléments en matière plastique même certifiés alimentaires et de qualité alcool par les fournisseurs entraînaient des migrations de nombreux constituants issus des caoutchoucs synthétiques. Sur la photo ci-dessous, les techniciens de la Station Viticole ont mis en contact une eau-de-vie nouvelle à 70 % vol. avec un impulseur et au bout de deux heures les migrations sont déjà significatives et nettement visibles.

Au bout de 24 heures de contact, les migrations de composés se sont intensifiées et cela peut correspondre à des situations concrètes à l’intérieur de certaines pompes dont les corps ne peuvent pas être totalement vidangés. La dégustation des eaux-de-vie après seulement deux heures de contact laissait apparaître des modifications organoleptiques significative avec des notes aromatiques de types colle, composés soufrés, pneu, caoutchouc. Les mêmes études ont été réalisées avec d’autres éléments de pompes en matière plastique synthétique et à chaque fois les échantillons d’eaux étaient analysés en chromatographie en phase gazeuse pour caractériser son profil aromatique, et les trois schémas page 40 confirment les phénomènes de migration.

La prise en compte de tous ces éléments a amené la Station Viticole du BNIC à déconseiller pour le transfert des eaux-de-vie l’utilisation de toutes les pompes faisant intervenir dans leur fonctionnement d’organes en caoutchouc synthétique (même si les modèles sont vendus avec des certificats de conformité vis-à-vis des alcools forts) car des phénomènes de migrations de constituants engendrant des déviations aromatiques ont été observés.

Seules les pompes centrifuges entièrement en inox sont recommandées

bernard_galy.jpgL’interprofession recommande donc l’utilisation de pompes tout en inox 316 qui possèdent la meilleure inertie chimique. Avec ces matériels, les risques de migration de composés issus de matière en plastique synthétique sont très réduits puisqu’ils limitent le contact avec les bagues d’étanchéité des arbres des moteurs. Des études ont été réalisées sur plusieurs modèles de pompes tout inox (les plus simples comme les plus sophistiquées) afin de vérifier la qualité de l’inox et d’éventuels phénomènes de relargage de métaux (fer, chrome et nickel). Les résultats attestent d’aucun phénomène de migration significatif puisque tous les dosages sont nettement en dessous des seuils de toxicité. Néanmoins, M. Bernard Galy, de la Station Viticole du BNIC, va donc conduire une nouvelle étude spécifique pour apprécier les risques de migration de ces bagues d’étanchéité dont la nature des matériaux est variable. Il semble en effet que les fabricants montent sur les pompes trois types de bagues d’étanchéité constituées d’un complexe de matériaux intégrant soit du NBR (du caoutchouc synthétique) potentiel à risque vis-à-vis à des migrations, soit du Viton (une matière inerte vis-à-vis des produits chimiques), soit du Téflon (reconnu pour son inertie à l’alcool).

Les pompes centrifuges ne sont pas adaptées à toutes les utilisations

La prise de position de la Station Viticole du BNIC bannissant pour la filière eau-de-vie et Cognac l’utilisation de pompes ayant des pièces en matière plastique synthétique va sans aucun doute susciter un certain nombre de réactions auprès des différents opérateurs de la région. En effet, le parc de ce type de pompes utilisées pour le transfert des eaux-de-vie et des qualités commerciales dans la région est important et certains transferts pourront être difficilement envisagés sur le plan technique avec des pompes centrifuges entièrement en inox. En effet, les pompes centrifuges de par leur principe ne sont pas autoamorçantes et occasionnent de fortes émulsions peu souhaitées par exemple pour les opérations de filtration. L’entonnage de fûts est aussi plus difficile à réaliser avec des équipements de base et seuls des modèles haut de gamme équipés de variateurs de vitesse et de bipasses sont effectivement mieux adaptés mais leur prix est aussi nettement plus élevé. A l’inverse, les transferts d’eaux-de-vie durant le vieillissement peuvent être réalisés avec des pompes centrifuges de gros débit qui provoque une aération toujours bénéfique. Au niveau des bouilleurs de cru, on constate en général des utilisations de matériel différentes dans les ateliers de vinification et ensuite lors de la distillation et de l’élevage des eaux-de-vie. Les comportements des viticulteurs sont souvent variables, certains préfèrent multiplier les pompes en achetant des modèles premiers prix alors que d’autres recherchent la polyvalence d’utilisation et optent pour des pompes plus sophistiquées et plus coûteuses. Les entreprises de négoce ont souvent une approche très différente car les utilisations sont aussi beaucoup plus diversifiées. Plusieurs responsables d’unité de production nous expliquaient que compte tenu du coût accessible des matériels, ils préfèrent avoir un parc important adapté en débit et en technologie de pompage aux attentes de chaque utilisation. Du matériel efficace et fiable pour la réception et les transferts importants d’eaux-de-vie, des petits ou des débits variables pour les entonnages, des équipements plus sophistiqués pour les filtrations et enfin des modèles plus spécifiques pour les interventions de mise en bouteille. Les entreprises cherchent à rationaliser l’organisation du travail tout en investissant juste pour les besoins de chaque intervention. Comme les pompes sont un équipement fréquemment utilisé, l’offre commerciale s’est considérablement accrue depuis 15 ans et un climat de concurrence s’est installé sur le créneau des modèles à rotor flexible sur les systèmes centrifuges. Le budget investi dans une pompe peut varier de 3 à 4 (pour un même débit) selon le degré de technologie et le type d’utilisation recherché.

Les risques de migration peuvent être minimisés avec des corps de pompes qui se vident totalement

Les éléments les plus intéressants de l’étude du BNIC concernent les phénomènes de migration observés en statique qui se produisent après une durée de contact suffisante (au moins 1 à 2 heures). C’est sans aucun doute durant les arrêts d’utilisation que les dangers de migration entre les rotors, les boulets, les bagues d’étanchéité sont les plus élevés. Or parmi les pompes intégrant des pièces en matière plastique synthétique, certains modèles semblent, de par la conception des corps de pompage, plus ou moins sensibles à ces phénomènes. Il existe des systèmes de pompage impossibles à vider rapidement et complètement (après utilisation) alors que d’autres le sont. Ces différences technologiques accentuent ou réduisent fortement les risques de migration et un bon nombre d’utilisateurs ont appréhendé depuis longtemps ce risque en choisissant d’une part des pompes qui se vident complètement et d’autre part en sensibilisant leur personnel à ces risques. Entre deux utilisations, il suffit simplement, comme pour les tuyaux, de laisser égoutter les corps de pompes dont la conception rend possible cette opération. D’ailleurs certains constructeurs préconisent cette pratique de manière systématique dans leur guide d’utilisation, que ce soit au niveau des phénomènes de migration dans les alcools comme sur le plan de l’hygiène dans les vins. Dans un prochain numéro, nous publierons les résultats d’une étude comparative des performances qualitatives et quantitatives de différents modèles de pompes qui a été réalisée par l’ITV dans le cadre d’utilisation pour la vinification des vins.

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