Dégazage dans la production de boissons : pourquoi les gaz dissous influencent les procédés plus qu’on ne le pense

Pourquoi le dégazage est un facteur important du procédé

Dans la production de boissons, les gaz dissous ne sont souvent pris en compte que lorsqu’ils provoquent des problèmes dans le procédé. En réalité, ils influencent de nombreuses étapes bien plus tôt, par exemple lors du traitement de l’eau, du blending, de la carbonatation, de la désalcoolisation ou avant le remplissage.

Le dégazage n’est donc pas un procédé secondaire isolé. Il fait partie de la préparation du produit et peut être déterminant pour que les étapes suivantes du procédé se déroulent de manière stable et reproductible.

Selon l’application, les objectifs peuvent varier : réduire l’oxygène, ajuster les teneurs en CO₂ ou préparer les conditions produit et procédé pour les étapes suivantes.

Défis typiques liés aux gaz dissous

Lorsque les gaz dissous ne sont pas contrôlés de manière ciblée, différents problèmes de procédé peuvent apparaître. Les défis typiques sont les suivants :

• oxygène dans l’eau produit ou l’eau de procédé
• teneurs en CO₂ non adaptées avant d’autres étapes du procédé
• conditions fluctuantes avant le blending ou la carbonatation
• conduite produit instable pour les boissons sensibles
• interactions indésirables entre dégazage, mélange et remplissage
• absence de mesure de l’O₂ ou du CO₂, ou mesure uniquement ponctuelle
• dégazage comme mesure isolée sans intégration dans la conduite du procédé

Ces facteurs montrent que le dégazage n’est pas seulement une étape technique préalable, mais une partie d’un procédé global contrôlé.

Contexte technique

Lors de la désaération de l’eau, l’oxygène dissous est retiré de l’eau. Différents procédés techniques peuvent être utilisés, par exemple la désaération par membrane ou la désaération en colonne.

Dans la désaération de l’eau par membrane, l’eau s’écoule le long de l’extérieur de fibres creuses. À l’intérieur des fibres creuses, un gaz de stripping comme le CO₂ ou le N₂ circule à contre-courant. La différence de pression partielle de l’O₂ entraîne la sortie de l’oxygène de l’eau. Les fibres creuses laissent passer les gaz, mais pas l’eau.

Dans la désaération en colonne, l’eau s’écoule à travers une colonne garnie à contre-courant d’un gaz de stripping. Là aussi, la différence de pression partielle est le mécanisme moteur de la réduction de l’oxygène. Selon la conception, la désaération peut être réalisée à froid ou à chaud.

Outre la désaération de l’eau, il existe également des procédés de décarbonatation et de dégazage des produits. Ils permettent de réduire la teneur en CO₂. Dans les systèmes correspondants, le produit s’écoule le long de membranes à fibres creuses tandis que le CO₂ est conduit à contre-courant. Si la pression partielle de CO₂ dans le produit est supérieure à celle dans les fibres creuses, la teneur en CO₂ du produit diminue.

Pourquoi le dégazage ne doit pas être considéré isolément

Une étape de dégazage seule ne stabilise pas encore un procédé. Ce qui compte, c’est son intégration dans le procédé global.

Dans la production de boissons gazeuses, l’eau désaérée peut constituer la base d’autres étapes avant le dosage de sirop ou de concentré, le refroidissement du produit puis l’ajout de CO₂.

L’eau désaérée joue également un rôle important dans le high gravity blending. Dans ce procédé, la bière high gravity est mélangée à de l’eau désaérée afin d’atteindre l’extrait primitif ou la teneur en alcool souhaitée dans le produit final. Le CarboBlender peut également ajouter du CO₂ au produit.

Dans la désalcoolisation, l’eau désaérée peut également faire partie de la conduite produit, par exemple lorsque le produit désalcoolisé est mélangé avec de la bière mère, du moût ou de l’eau désaérée.

Ces exemples montrent que le dégazage est souvent lié à d’autres étapes du procédé. Il doit donc être adapté à l’objectif produit, à la structure de l’installation, au concept de mesure et à l’automatisation.

Rôle de la mesure en ligne

Le dégazage ne devient maîtrisable de manière fiable que lorsque les paramètres pertinents du procédé sont visibles. Cela concerne notamment l’O₂ et le CO₂.

La mesure en ligne peut aider à surveiller le procédé en continu et à détecter les écarts à un stade précoce. Il ne s’agit donc pas seulement de vérifier si une valeur a été atteinte, mais de savoir si le dégazage fonctionne de manière stable pendant le procédé en cours.

L’intégration dans la conduite du procédé est particulièrement importante. Une valeur de mesure seule n’est d’abord qu’une information. Ce n’est que lorsqu’elle est reliée à l’automatisation, à la gestion des recettes et à la logique de procédé qu’elle peut contribuer activement à la stabilité du procédé.

Solutions techniques possibles

Selon le produit, la structure de l’installation et l’objectif du procédé, différentes mesures peuvent être pertinentes :

• analyse des teneurs en gaz présentes dans le procédé
• définition de points de dégazage adaptés
• désaération de l’eau comme préparation au blending, aux boissons gazeuses ou aux procédés brassicoles
• désaération par membrane ou en colonne selon l’application
• décarbonatation pour les produits avec une teneur en CO₂ trop élevée
• mesure en ligne de l’O₂ ou du CO₂ pour le contrôle du procédé
• coordination du dégazage, du blending, de la carbonatation et du remplissage
• intégration des valeurs de mesure dans l’automatisation et la conduite du procédé
• vérification des étapes de procédé existantes quant aux interactions avec les gaz dissous

La solution appropriée dépend toujours du produit, de l’objectif du procédé, de l’installation existante et des possibilités de mesure et de contrôle disponibles.

Conclusion : le dégazage est une préparation du procédé

Les gaz dissous influencent plus que des valeurs individuelles de laboratoire ou de mesure. Ils agissent sur la préparation du produit, le mélange, la carbonatation, la désalcoolisation et le remplissage.

Considérer le dégazage comme une étape isolée revient à sous-estimer son rôle dans le procédé global. Le point décisif est de considérer ensemble dégazage, mesure en ligne et conduite du procédé.

Le dégazage devient ainsi une partie contrôlée d’une production de boissons stable.

Solutions complémentaires

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