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RÉSUMÉ
Comparativement aux technologies conventionnelles de séparation, les procédés membranaires en brasserie ont un fort potentiel : ils offrent de nombreux avantages clés (comme l'absence d'adjuvant de filtration) et constituent désormais une réalité industrielle. La réduction des pertes au cours du procédé brassicole passe par la récupération des extraits, et le traitement des fonds de tanks de fermentation et de garde. De même, l'alternative technologique aux techniques conventionnelles de séparation solide-liquide comprend notamment la séparation de la maische, la stabilisation, ou encore la clarification de la bière en fin de garde. Les objectifs de chacune de ces deux implantations sont ensuite passés en revue.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Luc FILLAUDEAU : Ingénieur HEI Génie chimique - Docteur en génie des Procédés industriels de l'université de technologie de Compiègne - Chargé de recherches à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA)
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Pascal BLANPAIN-AVET : Docteur en génie des Procédés industriels de l'université de technologie de Compiègne - Chargé de recherches à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA)
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Manfred MOLL : Docteur de l'université Henri Poincaré – Nancy I - Consultant international dans les IAA
INTRODUCTION
Cet article fait suite au fascicule [F 3 260] consacré aux techniques de clarification en brasserie et implémente une synthèse bibliographique exhaustive [Doc F 3 261] consacrée aux applications potentielles de la microfiltration tangentielle par membranes en brasserie et couvrant la période 1984 et 1998.
Les procédés de séparation par membrane présentent des avantages clés comparativement aux technologies conventionnelles de séparation, tels que le traitement du produit à faible température et l'absence d'adjuvant de filtration. Ces potentialités orientent les implantations existantes et potentielles des opérations de séparation par membrane au sein du procédé brassicole. Les caractéristiques et l'apport de la filtration tangentielle en tant qu'alternative technologique pour les quatre applications reconnues de la filtration tangentielle par membranes (c'est-à-dire la séparation du moût après brassage, la clarification de la bière de garde, la production de bière sans alcool et la stérilisation à froid de la bière clarifiée) y sont analysés.
Les deux stratégies d'implantation des procédés membranaires sont étudiées :
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la réduction des pertes au cours du procédé brassicole (par microfiltration tangentielle il est possible de réduire les pertes de matière en différents points du procédé) ;
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l'alternative technologique aux techniques conventionnelles de séparation solide-liquide (parmi lesquelles deux applications sont principalement visées : la filtration de bière de garde et la filtration stérilisante avant conditionnement).
Les objectifs de chacune des implantations pressenties sont détaillés ainsi que les apports académiques et leur développement industriel sur la période 2000-2010. Sont décrites également les installations industrielles existantes et leurs performances quantitative et qualitative pour différentes opérations de séparation solide-liquide, telles que la récupération de bière des fonds de tank et la clarification de la bière de garde.
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Faisant l'objet d'une recherche à la fois académique et au niveau industriel, les procédés de séparation par membrane ont connus des améliorations diverses, en particulier sur les points suivants :le type de media filtrants et leurs propriétés physico-chimiques de surface ;
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l'optimisation de l'hydrodynamique des modules ;
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la compréhension des mécanismes de colmatage (nature chimique du colmatage membranaire et des entités présentes à l'interface membrane - encrassement, en vue de leur élimination par une opération de nettoyage en-place).
On note que, parallèlement aux procédés de microfiltration tangentielle, des progrès sont réalisés dans l'utilisation des adjuvants de filtration alternatifs et régénérables – en remplacement du Kieselguhr ou terre de diatomée.
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4. Conclusion
Les procédés membranaires en brasserie offrent de multiples opportunités et constituent désormais une réalité industrielle. Leur implantation en brasserie est un fait technologique et un critère d'efficacité économique et environnementale du procédé brassicole.
Les applications de la filtration en brasserie sont nombreuses. Elles varient en fonction du type de bière et de l'étape d'élaboration concernée :
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séparation de la maische en moût et drêches ;
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de la bière jeune ;
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des levures de fonds de tank ;
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de la bière de fin de garde.
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Le nombre de travaux consacrés à la microfiltration tangentielle de la bière indique qu'un intérêt certain existe pour le développement de cette technologie en brasserie (tableau 1).
Deux stratégies d'implantation des procédés membranaires sont proposées :
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la réduction des pertes le long du procédé ;
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l'alternative technologique aux techniques conventionnelles de séparation solide/liquide.
À l'échelle industrielle, la réduction des pertes concerne essentiellement le traitement des fonds de tank de fermentation principale et de garde. L'alternative technologique se concrétise désormais par trois applications :
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la clarification de la bière de fin de garde ;
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la production de bière sans-alcool ;
-
la filtration stérilisante.
Les membranes (en filtration frontale sur filtres à membranes) ont déjà acquis une place importante en ce qui concerne la filtration ultime de la bière, juste avant l'embouteillage ; le procédé de filtration tangentielle des fonds de tank pour la récupération de bière du concentrat de levures est technologiquement fiable, et les unités industrielles, actuellement en fonctionnement, en prouvent la rentabilité économique.
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Parmi les différentes étapes de brassage, la filtration-clarification est d'une grande importance parce qu'elle permet d'obtenir une bière claire et de bonne présentation pour le consommateur. Cette opération, suivant la garde (étapes de maturation et de stabilisation) et précédant le conditionnement, est l'étape la plus étudiée et présentant l'enjeu technico-économique...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ERNST, YOUNG - The contribution made by beer to the European economy : employment, value added and tax. - Final report, Amsterdam, janv. 2006.
-
(2) - CIANCIA (S.) - Micro-brewing : a new challenge for beer. - BIOS Int., 2, p. 4-10 (2000).
-
(3) - LEVINSON (J.) - Malting-brewing : a changing sector. - BIOS Int., 5(1), p. 12-15 (2002).
-
(4) - BRAUSTATISTIK - Developments in the international and national beer market in 2008. - Brauwelt Int., 28, p. 70-73 (2010).
-
(5) - Répertoire des brasseries françaises. - Édition 2010, BIOS, Liquides et Conditionnement, 347(6-7), p. 21-40 (2010).
-
(6) - KORONEOS (C.), ROUMBAS (G.), GABARI (Z.), PAPAGIANNIDOU (E.), MOUSSIOPOULOS (N.) - Life cycle assessment of beer production in Greece. - J. Cleaner Prod., 13, p. 433-439 (2005).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Techniques en brasserie, opportunités et réalités des procédés membranaires.
ANNEXES
• EBC
• MBAA-ASBC
• WBC
HAUT DE PAGE
AFSSA – Avis relatif à l'autorisation d'emploi de polyamide 11 en tant qu'adjuvant de filtration dans la bière – Saisines no 2003-SA-0253 et no 2002-SA-0196, le 9 décembre 2003, République Française (2003).
AFSSA – Avis relatif à la demande d'autorisation d'emploi de perlite en tant qu'auxiliaire technologique en brasserie. Saisine no 2008-SA-0384, le 30 mars 2009, République Française (2009).
AFSSA – Avis relatif à la demande d'autorisation d'emploi de charbon actif en tant qu'auxiliaire technologique en brasserie. Saisine no 2008-SA-0385, le 30 mars 2009.
AFSSA – Avis relatif à la demande d'autorisation d'emploi de cellulose en tant qu'auxiliaire technologique en brasserie. Saisine no 2008-SA-03868 le 30 mars 2009, République Française (2009).
AFSSA – Avis de l'Agence de sécurité sanitaire des aliments relatif à la demande d'autorisation d'emploi d'un mélange...
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