Avec les progrès constants de la science et de la technologie, l'application de la technologie de l'automatisation dans diverses industries devient de plus en plus populaire, et l'industrie de la fabrication de la bière ne fait pas exception à la règle. Le système d'automatisation de la brasserie permet non seulement d'améliorer l'efficacité de la production, mais aussi d'optimiser la qualité des produits, de réduire les coûts de production et de garantir la sécurité de la production. Le système de brassage automatisé est devenu un élément essentiel des brasseries modernes. Il remplace les opérations manuelles traditionnelles par des systèmes de contrôle intelligents, permettant ainsi un contrôle précis du processus de production, un suivi des données en temps réel et une gestion à distance de l'équipement.
Qu'est-ce qu'un système d'automatisation de brasserie ?
Le système d'automatisation de la brasserie consiste en une série de matériels et de logiciels interconnectés. Il surveille et contrôle toutes les étapes de la production de bière en temps réel grâce à une technologie d'automatisation hautement intégrée. Ces étapes comprennent le traitement des matières premières, le brassage, la fermentation, l'emballage et d'autres systèmes d'automatisation des processus. L'objectif est de parvenir à un contrôle précis, d'améliorer l'efficacité de la production, de réduire les coûts de main-d'œuvre, d'améliorer la qualité du produit et de minimiser les erreurs humaines.
Le système de brassage automatisé permet principalement de contrôler l'ensemble du processus de production de la bière grâce à des systèmes de contrôle intégrés (tels que PLC, DCS, etc.), des technologies, des systèmes d'acquisition et d'analyse de données et des plates-formes de contrôle en temps réel. Grâce à l'intégration poussée et à la personnalisation de l'équipement, les brasseries peuvent atteindre les objectifs fondamentaux suivants :
- Améliorer l'efficacité de la production : Le système d'automatisation peut contrôler avec précision le processus de production et réduire les arrêts de production et les déchets causés par les erreurs humaines.
- Optimiser la qualité du produit : Le contrôle précis de l'équipement d'automatisation permet de conserver le goût, la saveur, l'arôme et d'autres indicateurs de chaque lot de bière.
- Économie d'énergie et réduction de la consommation : La technologie de l'automatisation permet d'optimiser l'utilisation de l'énergie, de réduire la consommation d'énergie dans le processus de production et de limiter le gaspillage inutile des ressources.
- Garantir la sécurité alimentaire : Le système d'automatisation garantit que le processus de production respecte les normes de sécurité alimentaire grâce à la surveillance en temps réel, à l'enregistrement des données et à la traçabilité.
Les principaux équipements du système de brassage automatisé
Système de manutention des matières premières
La transformation est la première étape du brassage de la bière. Elle comprend la préparation du malt, du houblon, de l'eau et de la bière. Le système automatisé de manutention des matières premières surveille le processus de livraison, de mélange et de canalisation des matières premières grâce à un équipement de précision et à des capteurs. Le système comprend les principaux composants suivants :
- Broyeur de malt : écrase les particules de malt en particules appropriées pour faciliter l'extraction du sucre. Le système de contrôle automatisé peut ajuster les paramètres de travail de l'équipement en fonction des exigences de la taille des particules à broyer.
- Système de dosage automatisé : utilisé pour contrôler avec précision le ratio des différentes matières premières. Le système mesure, dose et mélange automatiquement les matières premières en fonction de la formule et du lot de production définis.
- Équipement de traitement de l'eau : garantir que la qualité de l'eau répond aux exigences de la production de bière. Le système automatisé de traitement de l'eau comprend des équipements de contrôle de la qualité de l'eau, de filtration, d'adoucissement et de désinfection, et surveille la qualité de l'eau en temps réel grâce à des capteurs afin de garantir la stabilité de la qualité de l'eau pendant le processus de brassage.
Système de brassage
Le brassage est le maillon central de la production de bière, impliquant de multiples processus tels que l'empâtage, l'ébullition et le refroidissement. Le brassage est le maillon central de la production de bière. système de brassage automatisé garantit que chaque étape du processus de brassage se déroule dans les meilleures conditions en contrôlant avec précision des paramètres tels que la température, la durée et la pression. L'équipement principal comprend
- Cuve d'empâtage : utilisée pour mélanger le malt à l'eau et convertir l'amidon en sucre par le biais du processus de chauffage. La cuve d'empâtage est généralement équipée d'un système de contrôle de la température, d'un système d'agitation et d'un système de surveillance du niveau de liquide afin de garantir un empâtage efficace.
- La bouilloire de brassage : Au cours de ce processus, le houblon est ajouté et bouilli pour extraire l'arôme et l'amertume. Le système d'automatisation contrôle la température d'ébullition, la durée et la quantité de houblon ajoutée pour garantir la constance de la saveur.
- Échangeur de chaleur : utilisé pour refroidir rapidement le moût bouilli à la température de fermentation. Le système d'automatisation garantit l'efficacité et la stabilité du processus de refroidissement et évite l'impact des fluctuations de température sur la fermentation.
Système de fermentation
La fermentation est l'une des étapes les plus critiques du brassage de la bière, qui transforme le sucre en alcool et en fermentation. Le système de fermentation automatisé garantit la stabilité du processus de fermentation en contrôlant avec précision des facteurs tels que la température, la pression et le pH. L'équipement principal comprend
- Réservoir de fermentation : Il s'agit du principal récipient pour la fermentation, généralement équipé d'un équipement d'automatisation tel que le contrôle de la température, le capteur de pression et la surveillance du niveau de liquide afin d'obtenir un contrôle environnemental précis.
- Système de récupération du CO2 : En capturant le CO2 élevé généré pendant le processus de fermentation, il est récupéré et utilisé dans d'autres étapes de la production. Le système automatisé de récupération du CO2 peut être utilisé pour contrôler en temps réel l'efficacité de la production et de la récupération du CO2 élevé.
- Système automatisé de mesure de l'oxygène dissous : Pendant le processus de fermentation, la teneur en oxygène a une influence importante sur l'activité de la levure. Le système automatisé d'oxygène dissous surveille la teneur en oxygène dissous en temps réel à l'aide de capteurs et ajuste l'alimentation en gaz pour assurer le bon déroulement de la fermentation.
Système d'entreposage et de logistique
Après la fermentation, la bière doit généralement être filtrée et emballée. Le système de filtration automatisé peut améliorer efficacement les matières en suspension, la levure, etc. dans la bière afin de garantir la clarté et la stabilité de la bière. Le système d'emballage automatisé garantit que le volume de remplissage, le nombre de bouteilles, la couture du bouchon, l'impression de l'étiquette, etc. de chaque bouteille de bière sont conformes aux normes. Les principaux équipements sont les suivants
- Système de filtration : comprenant des filtres-presses, des centrifugeuses, etc., utilisés pour améliorer la précision de la bière. Le système automatisé garantit l'effet de filtration en contrôlant la vitesse de filtration, la pression de filtration et la qualité de la bière.
- Ligne de remplissage : Le remplissage automatisé utilise des machines de remplissage précises pour garantir la capacité exacte de chaque bouteille de bière et éviter les pertes. Le système de remplissage doit être équipé de capteurs qui détectent en temps réel si le goulot de la bouteille est propre et si la capsule est bien serrée.
- Ligne d'emballage et de conditionnement : L'équipement d'emballage automatisé garantit l'efficacité et la rapidité des processus d'emballage, d'étiquetage et de conditionnement des bouteilles de bière. Ce système est généralement relié au système de gestion logistique afin de réaliser la gestion automatisée des stocks.
Système de filtration et d'emballage
Grâce à l'automatisation des bandes transporteuses, des empileurs et des systèmes de gestion des quais de remplissage, les brasseries peuvent automatiser leurs opérations d'entreposage, de stockage et de sortie.
Processus de brassage avec systèmes automatisés
- L'empâtage : les grains sont trempés dans de l'eau chaude pour convertir les amidons en sucres fermentescibles. Les systèmes automatisés maintiennent des températures précises pour garantir une activité enzymatique optimale. Grâce aux étapes programmables, vous pouvez facilement gérer les écarts de température pour les bières complexes telles que les lagers ou les bières de blé.
- Filtration : Après l'empâtage, le moût (le liquide sucré) est séparé des grains. Les systèmes automatisés utilisent des pompes et des vannes pour la filtration, fournissant un débit constant pour éviter le colmatage et assurer une extraction maximale du sucre.
- L'ébullition : Pendant le processus d'ébullition, le houblon est ajouté au moût pour lui donner de l'amertume et de la saveur. Les bouilloires automatiques vous permettent de régler la quantité de houblon à ajouter à un moment précis, ce qui garantit un goût homogène.
- Refroidissement : Il est essentiel de refroidir rapidement le moût pour éviter toute contamination et préparer la fermentation. Les refroidisseurs avancés des systèmes automatisés rendent ce processus rapide et efficace.
- Fermentation : La fermentation a lieu dans des fermenteurs à température contrôlée. Des équipements automatisés contrôlent la température, la pression et les niveaux de CO2 afin d'optimiser les performances des levures et la qualité de la bière.
- Conditionnement : Certains systèmes automatisés aident également à l'enfûtage ou à l'embouteillage, offrant ainsi une solution de brassage de bout en bout.
Types de systèmes de brassage automatisés
Système de brassage domestique
Le brassage domestique devient de plus en plus populaire et, avec lui, l'émergence de systèmes automatisés conviviaux conçus pour un usage domestique. Ces systèmes trouvent souvent un équilibre entre l'automatisation et le contrôle manuel, ce qui permet aux amateurs d'affiner le processus de brassage tout en bénéficiant de la commodité de l'automatisation. Les caractéristiques comprennent souvent le contrôle automatique de la température, des programmes de brassage programmables et des systèmes de nettoyage intégrés. Les systèmes domestiques sont généralement compacts et conçus pour s'intégrer dans une cuisine standard, ce qui les rend idéaux pour les débutants ou les personnes disposant d'un espace limité.
Système de brassage commercial
Pour ceux qui souhaitent brasser de la bière à grande échelle, les systèmes d'automatisation commerciale offrent des améliorations significatives en termes de capacité et de fonctionnalité. Ces systèmes sont conçus pour les microbrasseries ou les petites brasseries artisanales qui ont besoin de produire une bière constante et de haute qualité en grandes quantités. Les systèmes commerciaux comprennent souvent des fonctions avancées telles que le brassage en plusieurs étapes, la manutention automatisée des grains et un logiciel de contrôle sophistiqué. Ces systèmes nécessitent plus d'espace et un investissement initial plus élevé, mais ils sont plus évolutifs et plus efficaces.
Système de brassage de qualité industrielle
Qualité industrielle systèmes de brassage automatisés sont des systèmes haut de gamme utilisés par les grandes brasseries pour produire de grandes quantités de bière avec précision. Ces systèmes sont entièrement automatisés, chaque aspect du processus de brassage - de la manutention des matières premières à l'emballage - étant contrôlé par des logiciels et des robots avancés. Les systèmes industriels sont conçus pour atteindre une efficacité maximale, réduire les coûts de main-d'œuvre et minimiser les risques d'erreur humaine. Ils sont également hautement personnalisables, ce qui permet aux brasseries de s'adapter rapidement à l'évolution des demandes du marché.
Contrôle et surveillance des systèmes d'automatisation
Les systèmes d'automatisation des brasseries modernes adoptent généralement des systèmes intégrés de contrôle et de surveillance. Ces systèmes sont basés sur des ordinateurs de contrôle industriel efficaces, combinés à des PLC, DCS (système de contrôle distribué), SCADA (système d'acquisition de données et de contrôle de surveillance) et d'autres technologies pour former une plateforme de contrôle de production efficace et fiable. Grâce à la collaboration de ces systèmes, les brasseries peuvent contrôler l'ensemble du processus, assurer une régulation précise et une gestion efficace, ce qui permet non seulement d'améliorer l'efficacité de la production, mais aussi de garantir la stabilité de la qualité de la bière.
- Système PLC : utilisé pour contrôler divers équipements mécaniques dans le processus de production, tels que les pompes, les vannes, les bandes transporteuses, etc. Grâce au système PLC, les opérateurs peuvent contrôler et surveiller l'équipement de production en temps réel afin de garantir l'exécution précise de chaque lien.
- Système DCS : utilisé pour le contrôle de processus complexes, tels que le réglage précis de paramètres tels que la température, la pression, le débit, etc. Le système DCS peut fournir un contrôle multipoint et une surveillance complète du processus afin de garantir la stabilité du processus de production.
- Système SCADA : il assure la surveillance en temps réel et l'enregistrement des données relatives aux processus de production. Le système SCADA peut non seulement afficher les paramètres de production en temps réel, mais aussi aider les usines à optimiser les processus grâce à l'analyse des données.
Avantages et inconvénients des systèmes de brassage automatisés
Avantages des systèmes de brassage automatisés
L'un des principaux avantages des systèmes de brassage automatisés est qu'ils permettent de produire une bière homogène, lot après lot. L'automatisation minimise le risque d'erreur humaine, ce qui est essentiel pour maintenir la qualité et la saveur de la bière. Ces systèmes permettent également d'économiser du temps et de l'énergie, ce qui permet aux brasseurs de se consacrer à d'autres activités ou passe-temps. En outre, l'automatisation peut accroître l'efficacité, réduire les déchets et éventuellement diminuer les coûts de production au fil du temps.
Inconvénients des systèmes de brassage automatisés
En revanche, les systèmes de brassage automatisés peuvent être coûteux, en particulier pour les équipements commerciaux et industriels avancés. L'investissement initial peut constituer un obstacle pour les petites brasseries ou les brasseurs amateurs. En outre, si l'automatisation réduit la nécessité d'une intervention humaine, elle requiert également un certain niveau d'expertise technique pour faire fonctionner et entretenir efficacement le système. Enfin, certains brasseurs estiment que l'automatisation supprime l'aspect pratique et manuel du brassage, qui, pour beaucoup, peut être un élément essentiel de l'art.
Conclusion
L'essor des systèmes de brassage automatisés a révolutionné l'art du brassage de la bière en le rendant plus facile, plus efficace et plus passionnant. Que vous soyez un amateur rêvant de brasser la bière IPA parfaite ou un brasseur commercial augmentant sa production, ces systèmes offrent un contrôle et une cohérence inégalés. Les brasseries du futur ne s'appuieront pas uniquement sur des équipements d'automatisation traditionnels, mais combineront une technologie d'analyse prédictive avancée, une technologie robotique automatisée et des systèmes de gestion logistique intelligents et IoT afin d'obtenir des modes de production plus efficaces.