Vue d’ensemble de l’équipement des grandes brasseries de bière
La mise en place d’une opération de brassage de bière à grande échelle nécessite une sélection minutieuse de l’équipement de brassage afin de produire efficacement des volumes importants. Ce guide présente en détail l’équipement essentiel d’une grande brasserie.
Nous explorerons les principaux types d’équipements, les fonctions principales, les options de conception, les spécifications, les besoins d’installation, les fournisseurs, les prix, etc. Des comparaisons des performances des équipements, des avantages et des inconvénients, ainsi que des recommandations sont fournies pour aider à sélectionner la configuration optimale d’un système de brasserie de grande taille.
Les principaux équipements de brassage couverts sont les suivants
- Bouilloires de brassage
- Cuves d’empâtage
- Fours à laiter
- Cuves de brassage
- Cuves de fermentation
- Cuves à bière lumineuses
- Systèmes de filtration
- Lignes de mise en conserve
- Lignes d’embouteillage
- Tuyauterie, pompes et vannes
- Contrôle des processus et automatisation
- Systèmes de manutention des grains
- Conception de la salle de brassage
D’autres équipements tels que les systèmes de nettoyage et de sécurité, l’emballage, le traitement des déchets, le laboratoire, les services publics, etc. seront également abordés.
Fonctions essentielles de l’équipement d’une grande brasserie
Les principales fonctions de l’équipement de brasserie sont les suivantes :
- Broyage – Broyage des grains de malt
- Empâtage – Mélange de grains broyés avec de l’eau chaude pour extraire les sucres et convertir les amidons.
- Lautering – Séparation du moût sucré et de la drêche
- Ébullition – Ajout du houblon au moût, stérilisation, extraction des arômes
- Whirlpooling – Décantation des résidus et des particules de houblon
- Refroidissement – Réduction rapide de la température du moût bouilli
- Fermentation – Transformation des sucres en alcool et en CO2
- – Clarification, conditionnement, carbonatation
- Filtrage – Élimination des particules et de la brume
- Conditionnement – Embouteillage, mise en boîte, mise en bouteille
L’équipement de la salle de brassage permet de passer de la mouture à l’ébullition. Les cuves de fermentation assurent la fermentation et la maturation. La filtration et l’emballage complètent le traitement. Les équipements auxiliaires soutiennent toutes les fonctions principales.
Types d’équipements pour grandes brasseries de bière
Le tableau ci-dessous présente les principaux types d’équipements nécessaires dans une grande brasserie, ainsi que leur fonction :
| Type d’équipement | Fonction |
|---|---|
| Moulin à malt | Broyage des grains de malt |
| Cuve d’empâtage | Mélange de malt concassé avec de l’eau chaude pour le processus d’empâtage |
| La cuve de clarification | Séparation du moût sucré des drêches |
| Bouilloire | Ébullition du moût, ajout du houblon |
| Tourbillon | Décantation des résidus et des particules de houblon |
| Refroidisseur de moût | Refroidissement rapide du moût bouilli |
| Cuves de fermentation | Fermentation alcoolique du moût |
| Cuves de maturation | Conditionnement et carbonatation de la bière |
| Cuves de bière claire | Clarification et conservation de la bière |
| Système de filtration | Élimination des particules pour une bière limpide |
| Ligne de mise en boîte | Remplissage de la bière en canettes |
| Ligne d’embouteillage | Remplissage de bière dans les fûts |
| Tuyauterie, pompes, vannes | Transférer des liquides, réguler les flux |
| Manipulation des grains | Déplacement et stockage des grains de malt |
| Contrôle des processus | Surveillance et contrôle automatisés |
| Nettoyage en place | Nettoyage automatisé des équipements |
| Laboratoire | Essais et analyses de qualité |
Il s’agit des équipements primaires de brassage, de fermentation, de finition et d’emballage, ainsi que des systèmes d’appui.
Spécifications de l’équipement pour grandes brasseries de bière
Le dimensionnement et les spécifications de l’équipement dépendent de la capacité requise de la salle de brassage et de la taille des lots. Les capacités plus élevées nécessitent des équipements plus grands dotés de fonctions avancées.
Facteurs clés affectant les paramètres de l’équipement
- Capacité annuelle de production de bière
- Taille du lot ou durée du brassage
- Nombre de brassins par jour
- Ingrédients utilisés – malt, adjuvants, houblon
- Types d’emballages – fûts, boîtes, bouteilles
- Nombre de variétés de bières
- Espace disponible dans la salle de brassage
- Plans d’expansion pour la croissance future
Spécifications pour le dimensionnement de l’équipement
Le tableau ci-dessous présente les spécifications de dimensionnement typiques pour une grande brasserie de 500 000 hectolitres par an :
| Equipement | Spécifications typiques |
|---|---|
| Moulin à malt | Débit de 10 tonnes par heure |
| Cuve d’empâtage | Capacité de 1000 hectolitres |
| Tunique de laquage | Capacité de 1500 hectolitres |
| Bouilloire | Capacité totale de 2500 hectolitres, capacité de travail de 1500 hectolitres |
| Whirlpool | Capacité de 2500 hectolitres |
| Refroidisseur de moût | Capacité de refroidissement de 1500 hectolitres par heure |
| Cuves de fermentation | Capacité de 1000 hectolitres chacune, 30 cuves au total |
| Cuves de maturation | Capacité de 1500 hectolitres chacune, 20 cuves au total |
| Cuves à bière brillantes | Capacité de 2500 hectolitres chacune, 10 cuves au total |
| Système de filtration | Débit de 1500 hectolitres par heure |
| Ligne de mise en conserve | 150 000 boîtes par heure |
| Ligne d’embouteillage | 1800 fûts par heure |
| Manutention des grains | Stockage de 1000 tonnes de grains, taux de manutention de 200 t/hr |
| Tuyauterie | Diamètre de 150 mm à 500 mm |
| Pompes | Débit de 150 à 2500 mètres cubes par heure |
Il couvre les paramètres clés de dimensionnement des équipements d’une grande brasserie automatisée d’une capacité annuelle de 500 000 hectolitres.
Principales normes de conception
Les grands équipements de brasserie doivent répondre à des normes d’hygiène strictes en matière de matériaux en acier inoxydable de qualité alimentaire, de surfaces inclinées, de soudures lisses, de facilité de nettoyage, de raccords sanitaires, etc.
Options disponibles et personnalisation
- Conception des bouilloires de brassage – chauffage à feu direct ou à vapeur indirecte
- Configuration des fermenteurs – cuves ouvertes ou fermées
- Systèmes de maturation – cuves horizontales ou verticales
- Types de filtration – filtres à plaques, centrifugeuses, filtres DE
- Flexibilité de l’emballage – possibilité de mise en boîte, de mise en fût, d’embouteillage
- Systèmes de contrôle des processus – manuels, automatisés ou entièrement automatisés
- Niveau de personnalisation – standardisé ou personnalisé
- Agencement de la salle de brassage – linéaire ou compacte à plusieurs niveaux
Les maîtres-brasseurs peuvent choisir les options optimales en fonction des besoins de production et des types de bière. L’équipement peut être hautement personnalisé.
Installation et disposition
Une installation et une disposition correctes de l’équipement de la salle de brassage sont essentielles au bon fonctionnement d’une grande brasserie.
Installation de l’équipement
- Les machines doivent être solidement fixées aux fondations
- Tous les réservoirs ont besoin de plates-formes et d’escaliers stables pour y accéder.
- Les tuyauteries et les pompes doivent être correctement alignées
- Connexions électriques, utilitaires et de données activées
- Intégrer les systèmes de contrôle des processus et d’automatisation
- Calibrer les capteurs et tester toutes les fonctions après l’installation
Considérations relatives à l’agencement de la salle de brassage
- Flux séquentiel logique des matières premières à l’emballage
- Transferts efficaces entre les processus à l’aide de tuyauteries et de pompes
- Accès libre pour la manutention et l’entretien
- Espace suffisant pour la réception et le stockage des céréales
- Salle pour le laboratoire, les bureaux et autres fonctions de soutien
- Possibilité d’augmenter facilement la capacité à l’avenir
La salle de brassage doit être aménagée de manière à optimiser le flux de matériel et d’informations.
Fonctionnement et entretien
Un fonctionnement fiable et une maintenance préventive des équipements sont essentiels pour assurer un temps de fonctionnement maximal.
Fonctionnement de la salle de brassage
- Respecter strictement les procédures d’utilisation de chaque équipement
- Contrôler les paramètres du processus tels que les températures, les pressions, les débits
- Coordonner l’enchaînement correct des équipements pendant le brassage.
- Tenir des registres des lots, des performances et des problèmes
- Effectuer les procédures de nettoyage et d’assainissement
Maintenance des équipements
- Inspections et visites quotidiennes pour détecter les problèmes
- Entretien périodique conformément aux directives du fabricant
- Remplacement des pièces d’usure telles que les joints, les garnitures et les filtres
- Remédier aux problèmes de fuite, de corrosion ou d’endommagement
- Valider l’étalonnage des instruments et des vannes
- Maintenir un stock de pièces de rechange critiques
Fournisseurs d’équipements pour grandes brasseries
Les fabricants réputés d’équipements de brasserie proposent des solutions de salles de brassage personnalisées pour les grandes installations de production de bière.
Principaux fournisseurs d’équipements de brasserie
Le tableau ci-dessous présente les principaux fournisseurs mondiaux d’équipements et de systèmes intégrés pour les brasseries :
| Entreprise | Pays | Produits |
|---|---|---|
| Krones | Allemagne | Salles de brassage, fermentation, filtration, systèmes de contrôle |
| GEA | Allemagne | Salles de brassage clés en main, cuves, CIP, automatisation |
| Alfa Laval | Suède | Modules de salle de brassage, réservoirs, échangeurs de chaleur, filtration |
| Paul Mueller | ÉTATS-UNIS | Cuves de brassage, fermenteurs, traitement |
| Criveller | Canada | Bouilloires de brassage, cuves d’empâtage, systèmes de traitement du moût |
| NEPSI | ROYAUME-UNI | Ingénierie et fabrication de salles de brassage |
| JVNW | USA | Cuves de brassage, fermenteurs, cuves à bière vive |
| Pro Refrigeration | USA | Refroidissement au glycol, carbonatation, systèmes de refroidissement |
Ces entreprises proposent la fourniture, l’ingénierie, l’installation et l’assistance d’équipements complets pour les grandes brasseries. Des distributeurs locaux sont disponibles dans la plupart des régions.
Estimation des prix
L’investissement total en capital pour une grande brasserie nouvelle de 500 000 hectolitres peut aller de 150 millions à 500 millions USD en fonction du niveau d’automatisation, de l’équipement importé par rapport à l’équipement local et d’autres facteurs.
Les estimations de prix pour certains équipements clés d’une grande brasserie sont les suivantes :
- Bouilloire – 500 000 $ à 2 000 000
- Cuves de fermentation – 100 000 à 250 000 dollars chacune
- Système de filtration – 500 000 $ à 1 500 000
- Ligne de mise en conserve – 2 à 5 millions de dollars
- Ligne de fûts – 1 à 3 millions de dollars
- Système d’automatisation – 2 à 5 millions de dollars
Des modèles financiers basés sur la capacité de production sont utilisés pour estimer le coût global de la brasserie.
Choisir un partenaire pour l’équipement d’une brasserie
Le choix du bon partenaire en matière d’équipement est essentiel pour mener à bien les grands projets de brasserie.
Critères clés pour le choix d’un partenaire en matière d’équipement
- Expérience confirmée dans des projets de grandes brasseries
- Possibilité de personnaliser l’équipement et l’agencement
- Capacité à fournir des solutions intégrées
- Forte expertise en ingénierie
- Empreinte mondiale de la fabrication et de l’exécution des projets
- Présence locale pour l’assistance et la formation
- Situation financière stable et antécédents
- Réputation positive et références de clients
- L’accent est mis sur le respect des délais et la qualité
Processus de sélection des partenaires
- Élaborer des exigences fonctionnelles
- Recherche de fournisseurs potentiels
- Envoyer une demande de devis
- Évaluer les propositions sur la base de critères techniques
- Évaluer les fournisseurs sur la base de critères commerciaux
- Visiter les sites de référence des principaux fournisseurs
- Négocier le contrat et finaliser la sélection
Prendre le temps de trouver systématiquement le bon partenaire permet d’éviter de nombreux problèmes liés au projet.
Avantages et inconvénients de l’équipement pour grandes brasseries de bière
Le passage à des systèmes de brassage commerciaux de grande taille présente un certain nombre d’avantages et de limites potentielles.
Avantages des grands équipements de brasserie
- Plus d’efficacité et moins de main-d’œuvre
- Surveillance et contrôle automatisés
- Brassage cohérent à grande échelle
- Flexibilité pour des produits multiples
- Des délais de production et d’exécution plus courts
- Réduction des coûts d’exploitation par volume
- Faciliter la gestion des opérations de la salle de brassage
Limites potentielles
- Investissement initial élevé
- Équipement complexe nécessitant du personnel qualifié
- Exigences supplémentaires en matière d’entretien
- Limitation des brasseries spécialisées ou de l’expérimentation
- Moins de contrôle pratique sur les processus
- Capacité réduite à adapter les recettes et les procédures
Les avantages en termes d’échelle doivent être mis en balance avec une flexibilité réduite lors de la conception de grandes brasseries.
Comparaison des options de la salle de brassage
Il existe plusieurs options à prendre en compte lorsqu’il s’agit de choisir l’équipement clé d’une grande brasserie.
Systèmes de bouilloires de brassage
Bouilloires à feu direct
- Coût initial moins élevé
- Configuration simple
- Un contrôle accru de l’opérateur
Bouilloires à vapeur indirecte
- Plus efficace sur le plan énergétique
- Risque de contamination réduit
- Contrôle régulier du chauffage
Les bouilloires à feu direct offrent une plus grande flexibilité et un meilleur contrôle aux brasseurs, tandis que les bouilloires à vapeur indirecte offrent des avantages en termes d’efficacité et d’homogénéité.
Cuves de fermentation
Fermenteurs ouverts
- Permettre davantage de réactions de la levure
- Donner de la souplesse au maître-brasseur
- Permettre une oxydation délibérée
Fermenteurs fermés
- Prévenir la contamination extérieure
- Permettre la récupération du CO2
- Maintenir une pression positive
Les fermenteurs ouverts offrent plus d’options pour créer des arômes, tandis que les fermenteurs fermés offrent des avantages en termes de sécurité et de contrôle de la pression.
Systèmes de maturation
Cuves de maturation horizontales
- Accès plus facile au nettoyage
- Roulés pour mélanger la levure de façon homogène
- Nécessite plus d’espace au sol
Réservoirs cylindroconiques verticaux
- Empreinte compacte
- Permettre des hauteurs plus importantes
- La levure se dépose efficacement
Les réservoirs horizontaux permettent un meilleur accès et un meilleur mélange, mais prennent plus de place, tandis que les réservoirs verticaux économisent de l’espace mais peuvent limiter la hauteur.
En comprenant les compromis, des configurations optimales peuvent être sélectionnées pour une grande brasserie sur la base d’objectifs de brassage spécifiques.
Tendances en matière de technologie des grandes brasseries
Les équipements de brassage continuent de progresser, l’automatisation, l’efficacité, la flexibilité et la durabilité étant des domaines clés.
- Automatisation intégrée de la salle de brassage – Pour le contrôle des recettes par écran tactile, la programmation des lots et la surveillance de la production
- Récupération d’énergie – Réutilisation de la chaleur, du CO2 et de l’eau dans les processus
- Capteurs intelligents – Surveillance du volume des cuves, de la température et de la progression de la fermentation
- Systèmes modulaires compacts – Pour un brassage flexible de petits lots dans des espaces limités
- Manipulation multi-produits – Changement rapide entre bières, fûts, canettes sur des lignes partagées
- Optimisation de l’eau – Réduction des besoins en eau et récupération des effluents
- Electrification – Utilisation accrue du chauffage électrique pour l’efficacité et l’intégration des énergies renouvelables
L’adoption de technologies avancées permet aux grandes brasseries de produire des bières de meilleure qualité et plus variées de manière durable et efficace.
FAQ
Q : Quels sont les facteurs les plus importants dans le choix d’un équipement de brassage ?
R : Les facteurs clés sont les besoins en capacité de production, le degré d’automatisation, le nombre de variétés de bière, les objectifs de qualité et d’uniformité, les budgets d’investissement et les plans d’expansion futurs.
Q : Devrions-nous investir davantage au départ pour des équipements hautement automatisés ?
R : L’automatisation offre des avantages en termes de main-d’œuvre, d’efficacité, de qualité et de cohérence, mais nécessite un investissement initial plus important. La période de retour sur investissement doit être évaluée sur la base d’une économie de production spécifique.
Q : Quels sont les meilleurs matériaux pour le matériel de brassage ?
R : Les alliages d’acier inoxydable tels que les nuances 316, 304 et 430 sont les plus adaptés aux équipements de brassage de qualité alimentaire et sont faciles à entretenir. Le choix de l’alliage spécifique dépend du processus.
Q : Quel est l’espace nécessaire pour une grande salle de brassage de 500 000 hectolitres ?
R : Un bâtiment de 30 000 mètres carrés est typique pour une brasserie de cette capacité annuelle. Il s’agit de la salle de brassage, de la salle de fermentation, de l’entrepôt et des locaux techniques.
Q : Devrions-nous choisir un fournisseur d’équipement international ou local ?
R : Les fournisseurs internationaux proposent des technologies de pointe et des solutions intégrées. Les fournisseurs locaux peuvent offrir un meilleur soutien. Souvent, une combinaison est optimale en fonction de l’équipement spécifique et des considérations du projet.
Q : Combien de temps faut-il pour installer une grande salle de brassage ?
R : Avec une ingénierie et une planification de projet détaillées, le délai d’installation et de mise en service d’une salle de brassage est généralement de 12 à 18 mois entre la signature du contrat et le premier brassage. Il est essentiel d’établir un ordre approprié et d’allouer les ressources de manière adéquate.
Q : Quelles sont les principales tâches de maintenance préventive ?
R : La vérification des fuites, de la corrosion, de l’isolation, des joints usés, de l’étalonnage des capteurs, de la lubrification, du nettoyage et de la désinfection, ainsi que les réparations mineures permettent d’éviter les pannes majeures.
Q : Quelle quantité de résine ou de poudre DE faut-il pour un filtre à bière ?
R : Pour un filtre à diatomées d’une capacité de 1500 hectolitres par heure, environ 10 kg de poudre de DE sont consommés pour 100 hectolitres de débit.