Augmenter l’optimisation sans changer la recette

Qu'est-ce que la fermentation ?

Avant le processus de fermentation, les grains tels que le maïs, l'orge, le seigle et le blé sont broyés en une poudre fine. Les grains en poudre, avec de l'eau, sont placés dans des cuves de cuisson de la purée et cuits à des températures proches de 200 °F.

Vers la fin de la cuisson, la température est réduite et de l'orge maltée est ajoutée. Ensuite, les enzymes de l'orge maltée décomposent les amidons des grains en sucres simples qui peuvent être fermentés en alcool. La purée, avec la levure et l'eau, est ensuite refroidie et transférée dans un fermenteur.

La fermentation dure généralement environ 72 heures, mais elle varie en fonction du type d'alcool et des conditions locales. Pendant que la purée repose dans le fermenteur, la levure convertit les sucres simples en éthanol, transformant la purée en bière de distillateur.

Réduction des niveaux de stress

La levure ne fonctionne pas bien dans des conditions stressantes. Pendant le processus de fermentation, il existe plusieurs facteurs de stress pour la levure qui affectent le rendement en alcool et d'autres qualités de la bière de distillerie résultante, notamment les niveaux de pH au début de la fermentation et la température pendant la fermentation.

La gestion de ces variables avec la technologie MPC peut contribuer à soulager la levure, ce qui se traduit par des rendements en alcool constants et un produit final conforme aux directives et aux attentes de la marque. Le recours à la MPC pour gérer ces variables libère également les opérateurs, qui peuvent ainsi consacrer leur expérience et leur temps à des tâches à plus forte valeur ajoutée.

Gestion du pH du fermenteur

Le pH au début de la fermentation a un impact significatif sur la bière de distillerie résultante, car l'acidité est un facteur de stress pour la levure. Si le pH réglé est trop bas, la levure ne sera pas aussi productive et les rendements en alcool seront réduits. Si le pH réglé est trop élevé, une croissance bactérienne indésirable peut se produire, entraînant une réduction des rendements, des saveurs indésirables dans les spiritueux ou, potentiellement, la perte du lot.

Pour les spiritueux tels que le bourbon et les whiskeys du Tennessee, une partie de la purée précédemment distillée, ou purée acide, est ajoutée au fermenteur. La quantité et l'acidité de la purée acide affectent le pH défini du fermenteur.

Étant donné que la purée acide est un flux de recyclage, la variabilité d'un lot peut se répercuter et provoquer une variabilité dans un autre lot plusieurs jours plus tard. Bien que cet effet puisse se stabiliser avec le temps, la MPC offre la possibilité d'ajuster progressivement le rapport entre la purée acide et l'eau envoyée au fermenteur. Dans ce cas, la MPC gère systématiquement le fermenteur et le pH défini, garantissant des rendements en alcool constants et le respect des objectifs de la recette traditionnelle.

La température est l'ennemi

Une température excessive peut également stresser la levure, par conséquent, la température doit être surveillée de près. La fermentation est une réaction exothermique, donc la chaleur est un sous-produit du processus et provoque une augmentation de la température du fermenteur. À mesure que la température augmente, le stress sur la levure provoque une diminution du taux de fermentation, ce qui entraîne une diminution de la production d'alcool et du rendement.

Pour éliminer l'excès de chaleur, des serpentins de refroidissement à l'intérieur du fermenteur sont utilisés pour gérer la température du fermenteur. Malheureusement, cela peut entraîner un autre problème dans les grandes distilleries où plusieurs fermenteurs partagent la même conduite d'eau de refroidissement. Avec cette configuration, le changement du débit d'eau vers un fermenteur modifiera probablement les débits vers les fermenteurs à proximité, et les opérateurs n'ont tout simplement pas le temps d'ajuster continuellement et manuellement tous les débits pour obtenir des températures constantes.

Des boucles de régulation peuvent être utilisées pour résoudre ce problème, mais, compte tenu des interactions, des boucles réglées de manière agressive vont osciller, induisant potentiellement des variations de température, et des boucles réglées de manière lente fourniront une commande lente.  

Au lieu de cela, la MPC peut jouer un rôle important dans le maintien de températures constantes pendant la fermentation. Étant donné que la MPC est de nature multivariée, elle permet de gérer toutes les températures du fermenteur en même temps. La partie « modèle » de la MPC prend en compte les interactions entre les flux, tout en tenant compte des perturbations, telles que les changements de la température de l'eau de refroidissement.

Boostez le rendement et la production avec la MPC

En gérant les variables de stress, la MPC contribue positivement au processus de fermentation en améliorant le rendement et l'uniformité des lots. La réduction de la variabilité offre une opportunité d'optimisation.

Il existe une forte corrélation entre le rendement en alcool et la durée de fermentation, mais lorsque la durée de fermentation est prolongée, le taux de production d'éthanol diminue. En tant qu'entreprise, vous devez décider ce qui est préférable en fonction de vos besoins de production, des goulots d'étranglement ailleurs dans l'usine, des prix des matières premières et d'autres facteurs externes : rendement en alcool accru dans le même temps de fermentation, ou même rendement en alcool dans un temps de fermentation plus court, permettant plus de lots chaque mois, ou quelque chose entre les deux ?

Alors que les producteurs de spiritueux distillés s'efforcent d'augmenter la production tout en préservant les recettes et l'intégrité des produits, la MPC peut créer des opportunités et encourager ces résultats à chaque étape du processus.  

Si vous souhaitez en savoir plus sur les avantages de la MPC dans l'industrie des spiritueux, lisez la suite ici.