DISPOSITIF, PROCÉDÉ DE DÉSALCOOLISATION ET SES

UTILISATIONS

[0001] Domaine technique

[0002] L'invention concerne un procédé de désalcoolisation d'un alcool de bouche, un dispositif pour le mettre en œuvre et ses utilisations.

[0003] Etat de l'art

[0004] Ces dernières années, la part des consommateurs pour des boissons alcoolisées ou à forte teneur en alcool ne cesse de diminuer au profit des boissons non alcoolisées ou des boissons à plus faible teneur en alcool.

[0005] Aussi, il existe une demande croissante des consommateurs et incidemment des professionnels du secteur pour de tels boissons. Pourtant, l'élaboration de boissons à faible teneur en alcool ou sans alcool est un exercice délicat qui affecte bien souvent la qualité de la boisson et en particulier des arômes la constituant.

[0006] D'autre part, les bouleversements climatiques que nous rencontrons aujourd'hui ont tendance à augmenter naturellement la teneur en alcool des alcools de bouche, y compris les vins. En effet, le climat de plus en plus en ensoleillé avec des périodes de sécheresse favorise une augmentation du niveau de sucre, en particulier dans le raisin et par conséquent une augmentation de la teneur en alcool contenu dans le vin.

[0007] Il est possible d'y remédier en anticipant la date des vendanges ou en optimisant la fermentation alcoolique. Ainsi, de nombreux procédés de désalcoolisation des alcools de bouche ont été développé ces dernières années afin de réduire ou supprimer la teneur en alcool.

[0008] Les procédés de désalcoolisation connus de l'art antérieur reposent essentiellement, soit sur la sélection, en amont, de cépages peu producteurs en sucre, soit en aval sur le produit fini, tel que le vin.

[0009] Il est ainsi connu des procédés de désalcoolisation sur le produit fini, tels que la distillation sous vide, qui vise à extraire les arômes et ensuite l'alcool, puis de réintroduire les arômes extraits. On peut également citer des procédés de désalcoolisation par osmose inverse qui permettent d'éliminer le mélange d'eau et d'alcool et enfin des procédés intitulés Spinning Cone Column (Colonne à Cônes Rotatifs en français) très utilisés en Australie et USA qui vise à désaromatiser et ensuite désalcooliser par stripping, la vapeur obtenue sous vide, avant de réintroduire les arômes dans le vin fini.

[0010] Ainsi, la majorité des procédés connus à ce jour repose sur le traitement du produit fini, tel que le vin fini. Toutefois, de tels procédés sont lourds, complexes et onéreux à mettre en œuvre et comprennent une perte inéluctable d'une partie des arômes contenus dans le vin voire une déstructuration du vin.

[0011] Il existe donc un besoin pour un nouveau procédé de désalcoolisation qui permet de surmonter les inconvénients de l'art antérieur, en particulier de réduire ou supprimer la teneur en alcool sans perte d'arôme et en évitant de mettre en place de nouveaux dispositifs coûteux et complexes pour le vigneron.

[0012] Résumé de l'invention

[0013] Pour répondre à ce besoin, l'invention propose un nouveau procédé de désalcoolisation d'un alcool de bouche qui a lieu au cours du processus de fermentation alcoolique, par exemple au cours du processus de vinification, et non sur un produit fini tels que décrit dans l'art antérieur.

[0014] Les inventeurs ont de façon surprenante découvert lors du refroidissement des vapeurs comprenant notamment du CO2, lesdites vapeurs étant issues des fermentation viticoles, telles que les fermentations alcooliques, une condensation importante des arômes, mais également des alcools. Les inventeurs ont ainsi mis en évidence une évaporation importante des alcools accompagnant le CO2 lors de la fermentation alcoolique.

[0015] Les inventeurs ont ainsi mis en œuvre un nouveau procédé de désalcoolisation qui vise à maintenir, voire augmenter la circulation de CO2 lors du processus de fermentation. Celle-ci vise à augmenter l'évaporation d'au moins une partie de l'alcool contenu dans l'alcool de bouche en cours de fermentation et par la suite éliminer cet alcool présent dans les vapeurs émises, permettant ainsi de diminuer la teneur en alcool du produit fini.

[0016] Un tel procédé est particulièrement utile dans le contexte de l'invention et surmonte les inconvénients de l'art antérieur car il permet d'utiliser le CO2 naturellement émis lors de la fermentation alcoolique au moyen de la cuve de fermentation afin d'éliminer l'eau, l'alcool et les arômes qui accompagne le CO2. Aussi, aucun CO2 exogène n'est ajouté lors du processus.

[0017] Ainsi, l'invention concerne un procédé de désalcoolisation d'un alcool de bouche dans une cuve de fermentation alcoolique comprenant les étapes suivantes : a. Récupérer les vapeurs émises comprenant le CO2, l'eau, l'alcool et les arômes, pendant la fermentation alcoolique au moyen de la sortie de ladite cuve, b. Comprimer les vapeurs récupérées lors de l'étape a. au moyen d'un compresseur, c. Condenser les vapeurs comprimées lors de l'étape b. au moyen d'un condenseur, d. Séparer le gaz et le liquide contenus dans le mélange obtenu lors de l'étape c. au moyen d'un séparateur gaz/liquide et élimination d'un condensât au moyen de la sortie du liquide, et e. Récupérer et réinjecter au moins une partie du CO2 extrait lors de l'étape d. au moyen d'un injecteur de gaz comprenant un moyen de contrôle du débit.

[0018] Selon une variante, le procédé selon l'invention est mis œuvre au moyen d'un groupement de cuves dans lesquelles ont lieu, dans chacune d'entre elles, une fermentation alcoolique et par conséquent une émission de CO2. Les cuves sont alors reliées entre-elles au moyen de connecteur en amont du compresseur.

[0019] Selon une autre variante, le CCh est issu d'une cuve de stockage. Le CO2 contenu dans ladite cuve de stockage peut être issu d'une fermentation alcoolique ou non et peut également être reliée en amont du compresseur, par exemple entre la cuve de fermentation et le compresseur, ou en aval du compresseur, par exemple entre le séparateur et l'injecteur de gaz. Ainsi, le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre en continu ou en discontinu.

[0020] Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de désalcoolisation d'alcool de bouche pour mettre en œuvre le procédé selon la présente invention comprenant : une cuve de fermentation alcoolique comprenant une sortie formant une extrémité supérieure de ladite cuve et une entrée formant une extrémité inférieure de ladite cuve, ladite sortie comprenant une valve, et un compresseur adapté pour être monté sur la sortie, ledit compresseur comprenant une sortie, et un condenseur adapté pour être monté sur ladite sortie du compresseur, ledit condenseur comprenant une sortie, et un séparateurgaz/liquide adapté pour être monté sur la sortie du condensateur, ledit séparateur comprenant une sortie du gaz et une sortie du liquide, et un injecteur de gaz configuré pour être monté entre la sortie du séparateur gaz/liquide et l'entrée de la cuve.

[0021] Enfin, selon un dernier aspect, l'invention concerne l'utilisation du CO2 issu de la fermentation alcoolique des alcools de bouche pour diminuer la teneur en alcool desdits alcools de bouche.

[0022] D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée de l'invention et des figures uniquement illustratifs et nullement limitatifs de la portée de l'invention.

[0023] Brève description des Figures

[0024] La Figure 1 représente, schématiquement un dispositif comprenant une cuve de fermentation selon un mode de réalisation de l'invention.

[0025] Description détaillée de l'invention

[0026] Définition

[0027] Par « alcool de bouche » au sens de l'invention, on entend un alcool émanant de la distillation de matières végétales sucrées ou saccharifiées, utilisé notamment dans la réalisation de boisson alcoolisés, par exemple des spiritueux ou du vin. Préférentiellement l'alcool de bouche est choisi parmi la liqueur, l'armagnac, le cognac et le vin. Plus préférentiellement l'alcool de bouche est le vin, y compris les vins blancs, rosés ou rouges.

[0028] Par « pression atmosphérique » au sens de l'invention, on entend une pression égale à 1,013 25 bar (plus ou moins 0,1 bar) c'est-à-dire une pression comprise entre 0,913 25 et 1,113 25 bar.

[0029] Par « condensât », on entend au sens de l'invention le mélange obtenu à la fin de l'étape d., c'est-à-dire le mélange liquide séparé du CO2 obtenu après l'étape de séparation, ledit condensât comprend l'eau, l'alcool et les arômes.

[0030] Par « vapeurs » au sens de l'invention, on entend un mélange gazeux comprenant au moins du CO2, de l'eau, de l'alcool et des arômes.

[0031] Procédé et dispositif selon l'invention

[0032] La présente invention a donc pour objet un procédé de désalcoolisation d'un alcool de bouche dans une cuve de fermentation alcoolique 2 comprenant les étapes suivantes : a. Récupérer au moins une partie des vapeurs comprenant le CO2, l'eau, l'alcool et les arômes, émises pendant la fermentation alcoolique au moyen de la sortie 21 de ladite cuve, b. Comprimer les vapeurs récupérées lors de l'étape a. au moyen d'un compresseur 3, c. Condenser les vapeurs comprimées lors de l'étape b. au moyen d'un condenseur 4, d. Séparer le gaz et le liquide contenus dans le mélange obtenu lors de l'étape c. au moyen d'un séparateur gaz/liquide 5 et élimination du condensât au moyen de la sortie du liquide 522, et e. Récupérer et réinjecter au moins une partie du CO2 extrait lors de l'étape d. au moyen d'un injecteur de gaz 6 comprenant un moyen de contrôle du débit.

[0033] Au cours d'une fermentation alcoolique au moyen d'une cuve de fermentation alcoolique ou éventuellement d'un groupement de cuves de fermentation, les sucres présents dans le moût vont être transformés en alcool et en dioxyde de carbone (CO2) par les microorganismes notamment les levures, également présents dans le moût. Le CO2 est alors éliminé du processus au moyen d'une sortie formant une extrémité supérieure de ladite cuve de fermentation. La totalité du CO2 émis ou une partie du CO2 est ainsi éliminée dans l'atmosphère ou éventuellement conservée dans une cuve de stockage de CO2. Ladite cuve de stockage pouvant être sous pression atmosphérique ou sous une pression inférieure à la pression atmosphérique. Ladite cuve de stockage pouvant être située en amont ou en aval du compresseur.

[0034] Dans le contexte de la présente invention, les inventeurs ont découvert que les vapeurs de CO2 comprenaient certes le CO2 mais également de l'eau, de l'alcool et des arômes. Ainsi, les vapeurs émises pendant la fermentation alcoolique sont récupérées au moyen de la sortie 21 de ladite cuve de fermentation 2. Lesdites vapeurs comprennent notamment le CO2, mais également de l'eau, des alcools et des arômes. Préférentiellement, la sortie 21 comprend une valve 211 configurée pour récupérer la totalité des vapeurs ou une partie des vapeurs et éliminer la partie résiduelle des vapeurs, si les vapeurs sont émises, par exemple en trop grandes quantités.

[0035] Ainsi, selon un objet préféré de l'invention, lors de l'étape a. du procédé, au moins une partie des vapeurs comprenant le CO2, l'eau, l'alcool et les arômes émises lors de la fermentation alcoolique sont récupérées au moyen de la sortie 21 et une 2 ^ème partie est éliminée au moyen d'une valve 211, ladite valve 211 est configurée pour que la pression de la cuve 2 soit égale à la pression atmosphérique.

[0036] Selon une variante, ladite valve 211 est configurée pour que la pression de la cuve 2 soit supérieure à la pression atmosphérique, préférentiellement la pression est comprise entre 1 et 7 bar, plus préférentiellement comprise entre 1 et 6 bar.

[0037] Avantageusement, le procédé selon l'invention est mis en œuvre au moyen d'un système dit dynamique, c'est-à-dire que les vapeurs comprenant le CO2, l'eau, l'alcool et les arômes, issues de la fermentation au moyen d'une cuve de fermentation 2 ou d'un groupement de cuve, par exemple au moins 2 cuves de fermentation, sont immédiatement traitées et recyclées au moyen d'un compresseur 3, d'un condenseur 4, d'un séparateur gaz/liquide 5 et d'un injecteur 6. Ledit procédé est alors mis en œuvre en continu.

[0038] Lorsque le procédé est mis en œuvre en discontinu, celui-ci peut comprendre une étape de stockage de CO2 au moyen d'une cuve de stockage de CO2, située par exemple entre le séparateur 5 et l'injecteur de gaz 6. Le CO2 stocké peut alors être réinjecté lorsque cela est nécessaire, par exemple en fin de fermentation lorsque la quantité de CO2 naturellement émise est trop faible pour obtenir une quantité de CO2 réinjecté dans la cuve de fermentation 2 satisfaisante.

[0039] Après récupération d'au moins une partie, préférentiellement des vapeurs émises lors du processus de fermentation, celles-ci sont comprimées lors de l'étape b. au moyen d'un compresseur 3. Le compresseur 3 comprend préférentiellement une entrée 31 configurée pour être relié à la sortie 21 de la cuve de fermentation 2 et une sortie 32 configurée pour être relié à l'entrée 41 du condenseur 4.

[0040] L'étape b. de compression vise ainsi à comprimer les vapeurs issues de la cuve de fermentation 2, permettant notamment d'augmenter le rendement du recyclage du CO2 dans la cuve 2. Préférentiellement, le CO2 est comprimé lors de l'étape b. à une valeur comprise entre 1,1 et 4 bar, plus préférentiellement entre 1,3 et 2,5 bar, ceci permettant de lutter contre la pression avale du fait du condenseur.

[0041] Selon un objet préféré, le compresseur 3 est choisi parmi un compresseur sec, un compresseur à anneau liquide et un hydro-éjecteur. Plus préférentiellement le compresseur 3 est un hydro-éjecteur ou un compresseur à anneau liquide.

[0042] Selon un autre objet préféré, le compresseur 3 comprend en sortie un moyen de contrôle de la pression, ce qui permet d'ajuster le taux de compression et empêcher d'aspirer de l'air.

[0043] Après l'étape de compression, les vapeurs sont condensées afin d'obtenir du CO2 « sec » refroidi et un mélange liquide comprenant l'eau, l'alcool et les arômes. L'étape de condensation c. est ainsi mise en œuvre au moyen d'un condenseur 4, ceci permettant de recycler le CO2 « sec », c'est-à-dire ne comprenant pas le mélange liquide (eau, alcool, arômes) afin que ledit CO2 « sec » se charge dudit mélange liquide en repassant dans la cuve 2. Le condenseur 4 comprend préférentiellement une entrée 41 configurée pour être relié à la sortie 32 du compresseur 3 et une sortie 42 configurée pour être relié à l'entrée 51 du séparateur gaz/liquide 5.

[0044] Préférentiellement, le condenseur 4 est choisi parmi un refroidisseur ou un échangeur de chaleur. Plus préférentiellement, le condenseur 4 est un échangeur à plaque ou tubulaire.

[0045] Préférentiellement, lors de l'étape c., les vapeurs comprimées lors de l'étape b. sont condensés à une température comprise entre 4 et 15°C, plus préférentiellement à une température comprise entre 4 et 12°C. Une température inférieure à 12°C permet ainsi de condenser les vapeurs d'eau, d'alcool et les arômes et de refroidir le CO2 à très faible température sans givrer tout en permettant de maximiser la condensation des vapeurs d'eau, d'alcool et des arômes.

[0046] A la fin de l'étape c., on obtient alors le CO2 sous forme gazeux et un mélange sous forme liquide comprenant de l'eau, des alcools et des arômes. Ledit mélange liquide et le CO2 obtenu lors de l'étape c. pourront alors être séparés lors de l'étape d.

[0047] L'étape d. met ainsi en œuvre une séparation du mélange liquide et du CO2 au moyen d'un séparateur gaz/liquide 5. Ledit séparateur gaz/liquide 5 comprend au moins une sortie préférentiellement ladite sortie est constituée d'une sortie du gaz 521 et une sortie du liquide 522. Ladite sortie 521 est préférentiellement configurée pour être reliée à l'entrée 61 de l'injecteur de gaz 6 afin de réinjecter le CO2 extrait des vapeurs.

[0048] Préférentiellement, le séparateur gaz/liquide 5 est choisi parmi un séparateur gaz/liquide cylindrique, cyclonique et dévésiculeur. Plus préférentiellement, le séparateur gaz/liquide 5 est un dévésiculeur.

[0049] A la fin de l'étape d., on obtient alors un condensât soit un mélange comprenant l'eau, l'alcool et les arômes séparé du gaz c'est-à-dire du CO2 « sec ». Ledit mélange eau, alcool et arôme peut alors être éliminé ou éventuellement stocké au moyen d'une cuve de stockage du condensât, préférentiellement celui-ci est éliminé ou stocké au moyen de la sortie du liquide 522,

[0050] Le CO2 peut quant à lui être stocké dans une cuve de stockage de CO2 ou réinjecté dans la cuve de fermentation 2 au moyen d'un injecteur de gaz 6 comprenant un moyen de contrôle du débit. Préférentiellement, ledit injecteur de gaz 6 est configuré pour être monté entre la sortie 521 du séparateur gaz/liquide et l'entrée 22 de la cuve de fermentation 2 ou après la sortie 521 à l'intérieur la cuve 2.

[0051] Préférentiellement, l'injecteur 6 est configuré de manière à ce que le CO2 soit réinjecté à l'extrémité inférieure en entrée de la cuve de fermentation 2, ceci permettant d'améliorer le rendement du procédé de désalcoolisation étant donné l'augmentation du temps de séjour du CO2 dans la cuve 2. En maximisant le temps de séjour dans la cuve 2, le contact entre le CO2 et l'alcool de bouche est augmenté, ce qui permet d'améliorer le chargement du CO2 « sec » avec le mélange liquide et donc d'améliorer le rendement.

[0052] Préférentiellement, l'injecteur 6 est choisi parmi un diffuseur de fines bulles à plateau, un diffuseur de fines bulles à tube et un diffuseur de fines bulles à disque, à champignons, ou en frittés. Plus préférentiellement, l'injecteur 6 est un diffuseur de fines bulles à plateau ou un diffuseur de fines bulles à tube ou un diffuseur de fines bulles à champignon.

[0053] Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le CO2 est réinjecté lors de l'étape e. à un taux de réinjection compris entre 1,3 et 40 fois, préférentiellement entre 2 et 40 fois la production de CO2 naturellement produite au cours de la fermentation, permettant là encore d'améliorer le rendement du procédé de désalcoolisation.

[0054] Ainsi, la quantité de CO2 recyclé ou réintroduite au moyen d'un injecteur de gaz 6 correspond à au moins 2 fois la quantité de CO2 naturellement émise lors de la fermentation dans la cuve de fermentation 2, préférentiellement entre 2 et 40 fois, plus préférentiellement le taux de réinjection est compris entre 10 et 30, encore plus préférentiellement le taux de réinjection est compris entre 15 et 25.

[0055] De façon particulièrement préféré, le taux de réinjection est égal à 20. A titre d'exemple un taux de réinjection égal à 20 permet d'obtenir une diminution de 2° d'alcool.

[0056] Le taux de réinjection, c'est-à-dire le débit de CO2 réinjecté dans la cuve au moyen d'un injecteur de gaz 6, ledit injecteur 6 est configuré soit manuellement, soit de façon automatique. [0057] Avantageusement, l'étape e. est réalisée en continu ou en discontinu. En continu, le CO2 est réinjecté au moyen d'un injecteur 6 et l'éventuel excédent de CO2 est éliminé. Lorsque que l'étape e. est mise en œuvre en discontinue, le CO2 est stocké au moyen d'une cuve de stockage de CO2.

[0058] Ladite cuve de stockage de CO2 est configurée afin que le CO2 soit maintenu à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Préférentiellement, ladite cuve de stockage de CO2 est configurée afin que le CO2 soit maintenu à une pression égale à la pression en sortie du compresseur 3.

[0059] Selon une variante, l'étape e. est mise en œuvre pendant la fermentation alcoolique ou après la fermentation alcoolique pendant la macération ou au cours de la fermentation malolactique. Préférentiellement, l'étape e. est mise en œuvre pendant la fermentation alcoolique.

[0060] Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, l'alcool de bouche est le vin. [0061] Ainsi, selon un autre aspect, l'invention se rapporte également à un dispositif de désalcoolisation d'alcool de bouche 1 comprenant :

- une cuve de fermentation alcoolique 2 comprenant une sortie 21 formant une extrémité supérieure de ladite cuve et une entrée 22 formant une extrémité inférieure de ladite cuve, ladite sortie 21 comprenant une valve 211, et

- un compresseur 3 adapté pour être monté sur la sortie 21, ledit compresseur comprenant une sortie 32, et

- un condenseur4 adapté pour être monté sur ladite sortie 32 du compresseur 3, ledit condenseur 4 comprenant une sortie 42, et

- un séparateur gaz/liquide 5 adapté pour être monté sur la sortie du condenseur 42, ledit séparateur 5 comprenant une sortie du gaz 521 et une sortie du liquide 522, et

- un injecteur de gaz 6 configuré pour être monté entre la sortie 521 du séparateur gaz/liquide et l'entrée 22 de la cuve.

[0062] Préférentiellement, l'invention concerne un dispositif de désalcoolisation d'alcool de bouche 1 pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention comprenant :

- une cuve de fermentation alcoolique 2 comprenant une sortie 21 formant une extrémité supérieure de ladite cuve et une entrée 22 formant une extrémité inférieure de ladite cuve, ladite sortie 21 comprenant une valve 211, et

- un compresseur 3 adapté pour être monté sur la sortie 21, ledit compresseur comprenant une sortie 32, et

- un condenseur 4 adapté pour être monté sur ladite sortie 32 du compresseur 3, ledit condenseur 4 comprenant une sortie 42, et

- un séparateur gaz/liquide 5 adapté pour être monté sur la sortie du condenseur 42, ledit séparateur 5 comprenant une sortie du gaz 521 et une sortie du liquide 522, et

- un injecteur de gaz 6 configuré pour être monté entre la sortie 521 du séparateur gaz/liquide et l'entrée 22 de la cuve.

[0063] Utilisation

[0064] Selon un dernier aspect, l'invention concerne l'utilisation du CO2 issu de la fermentation alcoolique des alcools de bouche pour diminuer la teneur en alcool desdits alcools de bouche. [0065] Préférentiellement, la teneur en alcool est diminuée de 1 à 2°.