Cul sec : Une bière rafraîchissante pour célébrer l'anniversaire de JUMO

En tant que fournisseur de référence dans les sytèmes de mesure et d'automatisation pour l'industrie, JUMO place l'innovation au centre de ses missions. Pour notre 75e anniversaire, en 2023, nous avons eu l'idée folle de brasser notre propre bière, en rassemblant pour l'installation de brassage les produits JUMO les plus pertinents. Grâce à cette délicieuse bière, née de la combinaison des produits que JUMO fournit à l'industrie brassicole, nous sommes en mesure de prouver l'efficacité et la modernité des processus que nous soutenons grâce à nos systèmes industriels.

Les clients et partenaires de JUMO peuvent dorénavant déguster une savoureuse bière blonde, rafraîchissante et avec une note d'amertume, brassée exclusivement à l'occasion des 75 ans du groupe mondial JUMO. Qui sait, peut-être dans quelques années, ces bouteilles collector vaudront-elles une fortune ?

Une bière ancrée dans l'histoire de JUMO

En 1948, c'est à Fulda, en Allemagne, que l'entreprise JUMO est née. 75 ans plus tard, c'est au même endroit que l'idée de brasser une bière uniquement à l'aide d'instrumentation JUMO s'est concrétisée.

À la recherche de la bonne expertise en ingénierie et d'une brasserie régionale pour concrétiser ce projet, JUMO a rapidement décidé de s'allier à Burkard und Gärtner (B+G), spécialiste de la conception d'installations brassicoles, et à la Hunfelt Braeu. Cette brasserie, fondée dans un garage, en 2017, à la périphérie de Fulda, n'a cessé de se développer et produit aujourd'hui 10 bières différentes, dont une Stout, une Indian Pale Ale, ou encore une Bock vieillie en fût.

La rencontre de JUMO avec ces deux partenaires a tout naturellement donné vie à l'idée d'une « mini-brasserie », installation avec laquelle la bière anniversaire serait brassée et qui rassemblerait le meilleur de l'expertise des trois acteurs.

Une installation de brassage classique à 3 cuves

La planification de l'installation a d'abord été menée sur base d'un modèle 3D informatique, designé sur les meilleurs et plus récents programmes de DAO dédiés à l'ingénierie. En outre, des méthodes particulières, telles que la soudure orbitale, ont été mises en œuvre pour réaliser ce projet, mené en quelques mois seulement.

Le résultat ? Une installation de brassage entièrement automatisée, compacte et intégralement en acier inoxydable, dotée d'une fonction NEP/CIP (Nettoyage en place/Cleaning-in-Place) et d'une capacité d'environ 100 litres.

En plus d'une cuve d'empâtage, d'une cuve de clarification et de la bouilloire, l'installation est également équipée d'un réservoir d'eau chaude. À l'exception de la cuve de clarification, l'ensemble des récipients est chauffé électriquement par leur paroi intérieure et des régulateurs de puissance JUMO TYA 202 sont utilisés pour le contrôle des éléments chauffants. Le recours à ces variateurs de puissance à thyristors permet d'optimiser les besoins en énergie de l'installation.

En outre, l'installation dispose d'une pompe à eau et d'une installation NEP/CIP, ainqi que d'une pompe à régulation de fréquence pour la trempe ou le moût. Chacune de ces pompes est équipée du détecteur de niveau capacitif JUMO ZELOS C01 LS utilisé comme protection contre la marche à sec.

Les deux moteurs de l'agitateur de la cuve d'empâtage et du séparateur de la cuve de clarification sont également commandés par fréquence.

Dans la cuve du réservoir d'eau chaude, la cuve d'empâtage et la cuve à moût, c'est le nouveau transmetteur de pression, le JUMO DELOS S02, qui est chargé de mesurer le niveau de liquide. Dans la cuve de clarification, la pression différentielle est mesurée par le JUMO TAROS S46 H.

Le JUMO flowTRANS W02 est utilisé pour la mesure de la quantité du versement principal (de la cuve d'eau chaude à la cuve d'empâtage) et des post-tirages. Après le passage dans le refroidisseur à moût, le nouveau JUMO flowTRANS MAG HT20 mesure le débit total et la température. La température dans les différentes cuves est déterminée avec le dTRANS T1000 de JUMO.

Les capteurs ont été installés avec des raccords de process G ½ (hygiéniques), JUMO PEKA (certifiés EHEDG) et clamp. Ils sont intégrés via SPE, IO-Link, ou par signal analogique 4...20 mA.

Fiabilité élevée durant tout le processus de brassage

Au début du processus, le réservoir d'eau chaude est rempli et porté à bonne température pour l'empâtage. Quand les paramètres sont optimaux, l'eau est pompée vers la cuve d'empâtage et la mouture de malt y est ajoutée manuellement. Les quantités d'eau sont déterminée à l'aide du JUMO flowTRANS US W02 présent sur l'installation.

Le processus d'empâtage est achevé en moins de 15 minutes, et l'agitateur tourne à vitesse maximale. Les enzymes contenues dans le malt entament alors leur processus de dégradation et les protéines se transforment en acides aminés sous l'effet des protéinases, tandis que l'amidon est transformé en sucre par les alpha- et bêta-amylases. Les enzymes agissent différemment en fonction de leur milieu et imposent des exigences particulières en termes de viscosité, de pH et de température du substrat.

Les différentes étapes suivantes, une fois la température optimale atteinte, vont dépendre du type de bière qu'on souhaite produire. Un processus d'empâtage d'une blonde classique pourrait, par exemple, suivre la courbe suivante : empâtage à 62°C, puis augmentation de la température après 50 minutes pour atteindre 72°C et, au bout de 20 minutes supplémentaire, augmentation de la température jusqu'à 78°C, toujours avec une augmentation en température de 1°C/minute.

Sebastian Gärtner, directeur du bureau d'ingénierie brassicole B+G explique que « L'interaction de tous ces produits et solutions JUMO garantit un niveau élevé du processus ».

Vient ensuite la clarification, séparation des composants liquides et solides. La cuve de clarification, équipée d'un fond en tamis est remplie et les composants solides se déposent au fond pour former une couche filtrante. Le moût initialement trouble est réinjecté dans la cuve de clarification. Lorsque le moût est clair, le liquide va être passé dans la bouilloire. Durant le processus de clarification, le JUMO TAROS S46 H mesure la pression différentielle sous le fond de la cuve afin de contrôler la vitesse de rotation de la pompe à régulation de fréquence et d'enclencher le séparateur si nécessaire.

Une fois le déversement principal achevé, les déversements suivants arrivent. Chaque quantité est enregistrée par le JUMO flowTRANS US W02, et ces décuvages ont pour but de diminuer la quantité de drêche restante dans la bière en fabrication. La somme des levures et particules solides présentes dans le liquide doit arriver à un niveau inférieur à 1%.

Au cours de l'étape suivante du processus, le moût est porté à ébullition pendant environ 70 à 90 minutes. L'ébullition permet d'évaporer l'eau pour obtenir le type de moût requis, d'expulser les substances aromatiques indésirables, de stériliser le moût, d'inactiver les enzymes et de former des arômes et des colorants.

C'est pendant l'ébullition que le houblon est ajouté au moût. Cette opération peut se faire selon plusieurs dosages de houblon, selon le type de bière souhaité et le type de houblon utilisé. Le processus d'ébullition améliore, par exemple, la dissolution des substances amères. Un houblon plus amer sera dès lors généralement ajouté plus tôt pendant l'ébullition, alors qu'un houblon aromatique ne sera ajouté que vers la fin du processus. Pour ce qui est de la cuvée anniversaire de JUMO, les houblons utilisés furent le Magnum, l'Ariana et le Saphir.

Après l'ébullition, le moût est refroidi à 20°C à l'aide d'une cuve à double flux et d'un échangeur à chaleur. En sortie de cuve, le JUMO flowTRANS MAG H20 enregistre le débit total et la température du moût et la vitesse de rotation de la pompe à moût est réglée en fonction de ces paramètres.

Après la préparation à la levure vient la phase de fermentation et de stockage de la bière. Le contrôle précis de la température joue un rôle particulièrement important dans la fermentation. Alors que les bières à levure de fermentation haute fermentent entre 15 et 20 °C, les levures de fermentation basse fermentent entre 4 et 9 °C.

Le JUMO digiLine CI HT10 détermine la concentration des produits de nettoyage

Le nettoyage automatique de l'équipement est également possible. La fonction NEP/CIP est rendue possible par des facteurs tels que la mesure de la concentration des produits de nettoyage. Le JUMO digiLine CI HT10 détermine la concentration des différents produits de nettoyage par le biais de la conductivité compensée par la température dans le réservoir d'eau chaude.

Une autre mesure est effectuée à la sortie de l'installation pour contrôler les différentes étapes de nettoyage et la séparation des fluides. Tout d'abord, l'installation est prélavée avec de l'eau via les têtes de pulvérisation situées dans les conteneurs. Viennent ensuite les étapes de nettoyage à la soude caustique, le rinçage à l'eau et la neutralisation à l'acide nitrique ou à l'acide phosphorique. La dernière étape est un rinçage final à l'eau jusqu'à ce que la conductivité détecte l'élimination complète de l'acide en sortie d'installation.

C'est ici que le JUMO digiLine CI HT10 montre sa force: une mesure précise de la concentration et un temps de réponse de la mesure de température intégrée extrêmement court, qui contribuent à la réduction de la consommation d'eau de service et de produits de nettoyage.

Des processus NEP/CIP comparables peuvent également être menés dans l'industrie pharmaceutique. Dans ce cas, le dernier rinçage sera effectué à l'eau ultrapure, dont la conductivité peut être mesurée à l'aide du JUMO tecLine CR et du convertisseur de mesure JUMO AQUIS 500 CR. Conformément aux spécifications de l'USP 645, la compensation de température peut être désactivée dans ce cas.

Contrôle et visualisation 

Le monitoring et le contrôle de l'installation s'effectuent à l'aide du régulateur tactile JUMO variTRON 500 touch et du logiciel JUMO smartWARE SCADA (SaaS — accessible depuis tout navigateur Internet).

Les différentes recettes destinées à être utilisées peuvent être configurées de façon intuitive, sans connaissance en programmation requise, par l'intermédiaire du logiciel JUMO smartWARE SCADA. Il en va de même pour les procédés NEP/CIP. Le JUMO smartWARE Evaluation permet en outre d'enregistrer tous les paramètres durant le processus de brassage.

« Par la suite, le processus de brassage et le processus de nettoyage en place peuvent être évalués et certifiés à l'aide d'un rapport de production automatisé », explique Martin Eppinger, responsable du secteur Agroalimentaire chez JUMO. Cela simplifie le processus de brassage de la prochaine bière, qui sera alors appréciée à sa juste valeur.


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