Passer d'une capacité de 1 000 L à 2 000 L constitue une étape importante pour une brasserie artisanale en pleine croissance. Cela permet d'augmenter le volume de production, d'améliorer l'efficacité de la production et de proposer un plus grand nombre de styles de bières. Cependant, doubler la capacité de la salle de brassage ne signifie pas automatiquement que la capacité de production totale de la brasserie sera multipliée par deux.
La salle de brassage, les cuves de fermentation, le système de refroidissement, le système CIP, les équipements de conditionnement, les réseaux techniques et l'agencement de l'usine doivent fonctionner en synergie. Une extension réussie doit donc être planifiée comme un système de production complet plutôt que comme une simple mise à niveau d'un équipement isolé.
Que signifie une augmentation de 1 000 L à 2 000 L ?
Une installation de brassage de 1 000 litres produit généralement environ 1 000 litres de moût par cuvée, tandis qu'une installation de 2 000 litres en produit environ 2 000 litres par cuvée.
Toutefois, la production réelle de bière dépend de plusieurs facteurs :
- Nombre de préparations par jour
- Perte de moût pendant le brassage
- Volume utile de la cuve de fermentation
- Durée de fermentation
- Styles de bière
- Pertes liées à l'emballage
- Jours de production disponibles
- Puissance frigorifique
- Nombre de cuves de fermentation
Par exemple, une installation de brassage de 1 000 litres produisant quatre cuvées par jour peut générer un volume quotidien de moût similaire à celui d'une installation de 2 000 litres produisant deux cuvées par jour.
Le plan d'expansion devrait donc se fonder sur l'objectif de production annuel de la brasserie, et non pas uniquement sur la taille nominale de la salle de brassage.
Pourquoi passer de 1 000 L à 2 000 L ?
Une brasserie peut envisager cette expansion pour plusieurs raisons.
Une capacité de production accrue
Une installation de brassage de 2 000 litres permet de produire davantage de moût par cuvée et de réduire le nombre de cycles de brassage nécessaires pour répondre à la demande.
Cela peut s'avérer utile dans les cas suivants :
- Les équipements existants fonctionnent presque à pleine capacité.
- Les commandes des clients sont en hausse
- Il faut davantage de bière en bouteille
- La brasserie souhaite approvisionner d'autres bars ou distributeurs
- L'entreprise prévoit de pénétrer de nouveaux marchés
Une meilleure efficacité de brassage
La production de lots plus importants permet de réduire le temps consacré aux opérations répétitives de préparation, de nettoyage et de changement de production.
Une brasserie peut également améliorer le rendement de sa main-d'œuvre, car la même équipe peut produire un volume plus important au cours d'un même cycle de brassage.
Une production plus régulière
Un système de 2 000 litres correctement conçu permet une planification plus stable de la production. Grâce à un système de contrôle adapté, la brasserie peut gérer plus efficacement le brassage, le filtrage, l'ébullition, le transfert du moût et le nettoyage.
Une marge de croissance pour l'avenir
Une salle de brassage de 2 000 litres peut constituer une étape intermédiaire pratique avant de passer à un système de production commercial plus important.
Toutefois, il convient d'envisager une expansion future avant de commander le nouvel équipement. L'espacement des cuves, la capacité des réseaux techniques et le tracé des canalisations doivent permettre, dans la mesure du possible, l'installation de cuves de fermentation supplémentaires ou d'équipements de service plus grands.
Étape 1 : Analyse de la brasserie existante d'une capacité de 1 000 litres
Avant de choisir de nouveaux équipements, examinez en détail la brasserie actuelle.
Parmi les questions importantes, on peut citer :
- Combien de lots sont produits chaque jour ?
- À combien s'élève la production annuelle actuelle ?
- Quel équipement limite le rendement ?
- La zone de fermentation est-elle pleine ?
- Le circuit de glycol est-il suffisamment grand ?
- La chaudière ou l'alimentation électrique existantes sont-elles suffisantes pour une salle de brassage plus grande ?
- Le système CIP actuel est-il suffisant ?
- La chaîne de conditionnement fonctionne-t-elle à pleine capacité ?
- Y a-t-il suffisamment de place pour des réservoirs plus grands ?
- Quels équipements peuvent être réutilisés ?
Le principal goulot d'étranglement n'est peut-être pas la salle de brassage. Dans de nombreuses brasseries, ce sont la capacité de fermentation, la capacité de refroidissement ou la vitesse de conditionnement qui limitent la production.
Par exemple, l'installation d'une salle de brassage de 2 000 litres sans ajouter suffisamment de cuves de fermentation peut augmenter la production de moût, mais entraîner un engorgement dans la zone de fermentation.
Étape 2 : Choisir la bonne configuration de salle de brassage de 2 000 litres
Une brasserie de 2 000 litres peut être conçue avec différentes configurations de cuves.
Salle de brassage à quatre cuves
Un système à quatre vaisseaux classique peut comprendre :
- Cuve de brassage
- Agir plus
- Cuve de brassage
- Cuve à remous
Cette configuration comprend des cuves de traitement indépendantes et convient à la production commerciale de bière artisanale.
Parmi les avantages, on peut citer :
- Opérations de brassage flexibles
- Bonne séparation des étapes du processus
- Performances de filtration satisfaisantes
- Meilleure prise en charge de différents styles de bière
- Amélioration de l'efficacité de la production
Salle de brassage à cinq cuves
Un système à cinq cuves peut comporter une cuve de pré-brassage distincte ou une cuve de traitement supplémentaire.
Cette configuration peut s'avérer utile lorsque la brasserie a besoin :
- Des recettes plus variées
- Préparation à haute fréquence
- Procédés spéciaux de brassage
- Meilleure séparation des processus
- Une planification de la production plus avancée
Le choix entre quatre et cinq cuves doit être déterminé en fonction des recettes de brassage, de la fréquence de production, de l'espace disponible et du budget.
Étape 3 : Calculer la capacité de la cuve de fermentation
Les cuves de fermentation constituent l'un des éléments les plus importants d'un projet d'agrandissement de brasserie.
Une salle de brassage de 2 000 litres ne nécessite pas forcément une capacité de fermentation de 2 000 litres. La brasserie doit tenir compte de la durée de fermentation et du nombre de lots produits.
Voici un calcul simple :
Capacité de fermentation requise = production quotidienne de moût × nombre moyen de jours de fermentation et d'affinage
Par exemple, si la brasserie produit 4 000 litres de moût par jour et que la durée moyenne de séjour dans les cuves est de 14 jours, les besoins théoriques en fermentation sont les suivants :
4 000 L × 14 jours = 56 000 L
Il s'agit d'un calcul simplifié. La capacité finale du réservoir doit également tenir compte des éléments suivants :
- Headspace
- Pertes de transfert
- Différents programmes de fermentation
- Durée du nettoyage de la cuve
- Exigences relatives aux styles de bière
- Calendrier de conditionnement
- Pics de production
- Croissance future
Exemple de configuration de fermentation
Une configuration possible pour une brasserie de 2 000 litres pourrait inclure :
- 6 cuves de fermentation de 2 000 litres
- 4 cuves de fermentation de 4 000 litres
- 8 cuves de fermentation de 2 000 litres
- Une combinaison de cuves de petite et grande capacité adaptées à différents styles de bière
La quantité finale dépend du nombre de cuvées brassées chaque jour et de la durée pendant laquelle chaque bière reste dans la cuve.
Les cuves de plus petite taille offrent davantage de souplesse pour les bières saisonnières et le développement de nouvelles recettes. Les cuves de plus grande taille peuvent améliorer l'efficacité de la production pour les produits phares à fort volume.
Étape 4 : Vérifier le volume de travail et la capacité du réservoir
Le volume nominal du réservoir et le volume utile ne sont pas toujours identiques.
Par exemple, une cuve d'une capacité nominale de 2 000 litres peut avoir un volume de service recommandé inférieur afin de laisser un espace libre suffisant pendant la fermentation.
Il est nécessaire de laisser un espace libre, car la fermentation génère de la mousse et du dioxyde de carbone. Remplir une cuve jusqu'à son volume géométrique maximal peut entraîner des problèmes de moussage, de pression ou de nettoyage.
Lors de la commande de cuves de fermentation, veuillez vérifier les points suivants :
- Volume total
- Volume de travail
- Diamètre et hauteur du réservoir
- Angle du cône
- Pression de calcul
- Pression de service
- Zone de la chemise de refroidissement
- Épaisseur de l'isolation
- Dispositif de pulvérisation CIP
- Vanne de prélèvement
- Soupape de décharge
- Raccord de gazéification
- Capteur de température
- Raccords et normes
Les dimensions du réservoir doivent également être adaptées à la hauteur disponible du bâtiment, aux dimensions de la porte et aux équipements de levage.
Étape 5 : Améliorer le système de refroidissement
Une salle de brassage plus grande produit davantage de moût chaud, et le système de refroidissement doit être capable de supporter cette charge accrue.
Un système de refroidissement classique peut comprendre :
- Réservoir d'eau glycolée
- Refroidisseur à glycol
- Pompe de circulation de glycol
- Conduites de refroidissement
- Enveloppes de cuves de fermentation
- Échangeur de chaleur pour moût
- Vannes de régulation de température
Le système de refroidissement doit permettre à la fois le refroidissement du moût et le contrôle de la température de fermentation.
Refroidissement du moût
L'échangeur de chaleur doit être dimensionné en fonction :
- Débit de moût
- Température du moût à l'entrée
- Température cible du moût
- Température de l'eau de refroidissement
- Température du glycol
- Temps de refroidissement nécessaire
Refroidissement de fermentation
Les cuves de fermentation génèrent de la chaleur lors de l'activité des levures. Le circuit de glycol doit évacuer cette chaleur tout en maintenant des températures de fermentation stables.
Lors du passage de 1 000 L à 2 000 L, vérifiez si le groupe frigorifique existant est capable de prendre en charge :
- Un volume de moût plus important
- Cuves de fermentation supplémentaires
- Activité de fermentation maximale
- Températures ambiantes estivales
- Besoin simultané en refroidissement
Si le groupe frigorifique actuel est trop petit, la brasserie risque de subir un refroidissement trop lent, des températures de fermentation instables ou des cycles de production prolongés.
Étape 6 : Vérifier les besoins en chauffage
Le système de chauffage doit également être modernisé ou vérifié.
La méthode de chauffage appropriée peut inclure :
- Chauffage à la vapeur
- Chauffage électrique
- Chauffage à flamme directe
Pour une salle de brassage industrielle de 2 000 litres, le chauffage à la vapeur est souvent envisagé lorsque la brasserie a besoin de brasser fréquemment, d'un chauffage indirect stable ou de vapeur pour le nettoyage en place (CIP) et d'autres processus.
Le chauffage électrique peut être envisageable lorsque la puissance électrique disponible est suffisante. Toutefois, le client doit vérifier la capacité du transformateur, la section des câbles, la distribution électrique et les normes électriques locales.
Le chauffage à flamme directe peut convenir à certains projets lorsque le gaz est disponible et que la cuve ainsi que le système de brûleur sont correctement conçus.
Le choix du système de chauffage doit se faire en fonction des critères suivants :
- Temps de chauffage cible
- Nombre de lots par jour
- Prix locaux de l'énergie
- Services disponibles
- Surface au sol
- Niveau d'automatisation
- Exigences locales en matière de sécurité
- Projets d'expansion futurs
Étape 7 : Mise à niveau du système CIP
Une brasserie de plus grande envergure nécessite également un système de nettoyage adapté.
Le système CIP doit pouvoir nettoyer :
- Cuve de brassage
- Agir plus
- Cuve de brassage
- Cuve à remous
- Cuves de fermentation
- Cuves à bière claires
- Conduites de moût
- Conduites de transfert de bière
- Échangeur de chaleur
- Matériel d'emballage
Un système CIP peut comprendre :
- Réservoir de produits caustiques
- Réservoir d'acide
- Chauffe-eau
- Réservoir de solution désinfectante
- Pompe CIP
- Balles à vaporiser
- Lignes de retour
- Contrôle de la température
- Surveillance de la conductivité ou de la concentration
La séquence de nettoyage doit être définie en fonction du matériau de l'équipement, des exigences du procédé et des produits chimiques de nettoyage.
Pour une brasserie d'une capacité de 2 000 litres, une pompe CIP plus puissante et un volume suffisant de solution de nettoyage peuvent s'avérer nécessaires. Dans certains projets, la mise en place de deux circuits CIP peut améliorer l'efficacité du nettoyage et réduire les temps d'arrêt de production.
Étape 8 : Vérification de la chaîne d'emballage
L'augmentation de la capacité de production n'a de sens que si la brasserie est en mesure de conditionner et de vendre cette bière supplémentaire.
Évaluer la capacité des éléments existants :
- Système de remplissage de fûts
- Remplisseuse de bouteilles
- Boîte de conserve
- Étiqueteuse
- Système de pasteurisation
- Convoyeur d'emballage
- Équipements d'emballage en carton
- Zone de stockage frigorifique
Si la production de la salle de brassage double mais que la chaîne de conditionnement reste inchangée, la bière finie risque de s'accumuler dans les cuves de bière claire ou dans les chambres froides.
La mise à niveau des emballages doit être déterminée en fonction des volumes de production quotidiens et hebdomadaires prévus.
Par exemple, une brasserie peut avoir besoin d'une chaîne de mise en canettes plus rapide, de têtes de remplissage de fûts supplémentaires ou de cuves de bière claire supplémentaires pour atteindre son nouvel objectif de production.
Étape 9 : Évaluer les équipements techniques et l'état du bâtiment
Une brasserie d'une capacité de 2 000 litres peut nécessiter davantage de services publics qu'un système de 1 000 litres.
Le plan d'expansion devrait passer en revue :
Approvisionnement en eau
L'eau est nécessaire pour :
- Brassage
- Nettoyage
- Refroidissement
- Fonctionnement de la chaudière
- Désinfection
- Emballage
Le réseau d'alimentation en eau doit garantir un débit et une pression suffisants pendant les pics de demande.
Drainage
Le système d'évacuation doit pouvoir traiter l'eau chaude, les produits chimiques de nettoyage et les eaux usées issues des processus de production.
Il convient de vérifier les siphons de sol, les pentes et les exigences en matière de traitement des eaux usées avant l'installation des équipements.
Alimentation électrique
Confirmer :
- Tension
- Fréquence
- Alimentation triphasée
- Capacité du transformateur
- Armoire de distribution principale
- Acheminement des câbles
- Protection des équipements
- Normes électriques locales
Vapeur et carburant
Si l'on opte pour un système de chauffage à la vapeur, la brasserie devra peut-être prévoir de l'espace pour une chaudière ou un générateur de vapeur, l'alimentation en combustible, la ventilation et l'évacuation des condensats.
Air comprimé
L'air comprimé peut être nécessaire pour :
- Vannes pneumatiques
- Équipements de remplissage
- Systèmes de contrôle
- Machines d'emballage
- Instrumentation
Le compresseur doit être dimensionné en fonction de l'ensemble du système plutôt qu'en fonction d'une seule machine.
Surface au sol et hauteur
La mise en page doit permettre :
- Installation des équipements
- Accès opérateur
- Nettoyage des réservoirs
- Maintenance
- Tracé des canalisations
- Déplacement du chariot élévateur
- Transfert de produits
- Développement futur
La hauteur des cuves revêt une importance particulière lors de l'installation de grandes cuves de fermentation à l'intérieur d'un bâtiment existant.
Étape 10 : Déterminez quels équipements existants peuvent être réutilisés
Tous les équipements ne doivent pas nécessairement être remplacés lors de l'extension.
En fonction de son état et de sa capacité, la brasserie pourrait être en mesure de réutiliser :
- Équipements de traitement de l'eau
- Quelques chauffe-eau
- Lave-fûts
- Petites machines d'emballage
- Matériel de laboratoire
- Compresseurs d'air
- Réservoirs de stockage
- Interfaces de commande existantes
- Certaines pompes et vannes
Toutefois, la réutilisation doit reposer sur la compatibilité technique, et non uniquement sur le coût initial.
Vérifier :
- État du matériel
- Capacité
- Qualité des matériaux
- Pression nominale
- Normes de raccordement
- Compatibilité des commandes
- Performances de nettoyage
- Disponibilité des pièces détachées
- Historique d'entretien
Un composant trop petit ou incompatible peut créer un goulot d'étranglement dans le nouveau système.
Étape 11 : Planifier l'agencement de la brasserie
L'extension de 2 000 litres est l'occasion de réaménager la brasserie.
Le déroulement de la production doit être logique :
Matières premières → Broyage → Brassage → Filtration → Ébullition → Tourbillon → Refroidissement du moût → Fermentation → Affinage → Conditionnement → Stockage de la bière finie
L'agencement doit permettre de réduire les déplacements inutiles et garantir la sécurité des opérateurs lors de leurs déplacements.
Parmi les facteurs importants liés à la mise en page, on peut citer :
- Stockage des matières premières
- Emplacement du moulin à malt
- Poste au sein de la brasserie
- Disposition des cuves de fermentation
- Longueur de la canalisation de glycol
- Emplacement de la station CIP
- Zone de conditionnement
- Entreposage frigorifique
- Drainage
- Accès pour la maintenance
- Sorties de secours
- Positions futures des chars
Si le bâtiment existant est trop petit, un agrandissement pourrait nécessiter la création d'une salle de fermentation, d'une salle de conditionnement ou d'un local technique supplémentaires.
Étape 12 : Mise à niveau du système de commande
Une brasserie de grande envergure tire profit d'un système de contrôle bien conçu.
Le système de contrôle peut gérer :
- Température de la cuve
- Chauffage
- Fonctionnement de la pompe
- Commutation de vannes
- Transfert de moût
- Température de fermentation
- Circulation du glycol
- Séquences CIP
- Pression dans le réservoir
- Fonctions d'alarme
- Records de production
Un système basé sur un automate programmable (PLC) permet d'améliorer la régularité des processus et d'alléger la charge de travail des opérateurs.
Le niveau d'automatisation peut aller d'une commande manuelle de base à une commande semi-automatique ou entièrement intégrée.
Le niveau approprié dépend :
- Volume de production
- Nombre d'opérateurs
- Budget
- Cohérence requise
- Styles de bière
- Développement futur
- Exigences en matière de données et de traçabilité
Erreurs courantes lors de l'agrandissement d'une brasserie
Se concentrer uniquement sur la salle de brassage
Une salle de brassage plus grande ne permet pas d'augmenter la production totale si les capacités de fermentation, de refroidissement ou de conditionnement restent inchangées.
Ne pas tenir compte du temps de fermentation
Les différents styles de bière peuvent nécessiter des durées de fermentation et de maturation variables. La capacité des cuves doit être calculée en fonction du programme de production réel.
Sous-estimation des besoins en refroidissement
Le refroidisseur au glycol actuel pourrait s'avérer insuffisant pour accueillir des cuves supplémentaires et traiter des lots de moût plus importants.
Absence de vérification de la hauteur du bâtiment
Il se peut que les grandes cuves de fermentation ne passent pas par les portes ou ne rentrent pas sous le plafond existant.
Choisir un équipement sans analyse de la rentabilité
L'alimentation électrique, l'alimentation en gaz, la vapeur, l'eau et l'évacuation des eaux usées doivent être vérifiées avant le choix définitif des équipements.
Ne laisser aucune marge d'extension
Le nouvel agencement devrait permettre d'installer, dans la mesure du possible, des cuves de fermentation supplémentaires, des cuves de bière claire ou des équipements de conditionnement.
Remplacement d'équipements sans plan de procédure
Le choix des équipements doit tenir compte de l'ensemble du flux de production. L'achat de machines individuelles sans intégration peut entraîner des problèmes de connexion et de commande.
Liste de contrôle pratique pour une expansion
Avant de commander un système de brassage de 2 000 litres, veuillez vérifier les points suivants :
- Production annuelle visée
- Nombre de lots par jour
- Styles de bière
- Durée moyenne de fermentation
- Nombre et capacité des cuves de fermentation
- Configuration des cuves de la salle de brassage
- Méthode de chauffage
- Capacité de l'échangeur de chaleur du moût
- Capacité du refroidisseur à glycol
- Capacité du système CIP
- Cadence de la ligne d'emballage
- Approvisionnement en eau
- Alimentation électrique
- Disponibilité de vapeur ou de gaz
- Besoins en air comprimé
- Drainage au sol
- Hauteur du bâtiment et accès
- Disposition des équipements
- Système de contrôle
- Besoins futurs en matière d'extension
- Normes du pays de destination et conditions d'installation
Pourquoi faire appel à un fabricant expérimenté d'équipements de brasserie ?
Passer d'une capacité de 1 000 L à 2 000 L ne se résume pas à l'achat d'une salle de brassage plus grande. Le nouveau système doit être adapté aux processus de fermentation, de refroidissement, de nettoyage, aux réseaux techniques, au conditionnement et à l'agencement de l'usine.
Un fabricant expérimenté d'équipements de brasserie peut vous aider à évaluer le système existant et à déterminer quels composants doivent être modernisés, réutilisés ou remplacés.
METO peut accompagner les projets d'extension de brasseries grâce à :
- Systèmes de brassage de 2 000 litres
- Configurations à quatre et à cinq vaisseaux
- Cuves de fermentation
- Cuves à bière claires
- Systèmes de refroidissement au glycol
- Échangeurs de chaleur pour moût
- Systèmes CIP
- Options de chauffage à la vapeur, électrique et à feu direct
- Systèmes de commande par automates programmables (PLC)
- Intégration des canalisations et des équipements
- Assistance à l'installation et à la mise en service
- Planification des extensions futures
La proposition d'équipement peut être élaborée en fonction des objectifs de production du client, des équipements existants, des services publics disponibles, de l'état des locaux et des exigences du pays de destination.
Conclusion
L'extension d'une brasserie de 1 000 L à 2 000 L peut permettre d'améliorer la capacité de production et l'efficacité opérationnelle, mais ce projet doit être planifié comme un système complet.
Les principaux domaines à examiner sont les suivants :
- Configuration de la salle de brassage
- Capacité des cuves de fermentation
- Système de refroidissement
- Système de chauffage
- Système CIP
- Matériel d'emballage
- Services publics
- Plan du bâtiment
- Système de contrôle
- Développement futur
Le principe le plus important consiste à identifier le goulot d'étranglement actuel de la production avant de réaliser un investissement. Une salle de brassage plus grande peut être la bonne solution, mais des cuves de fermentation supplémentaires, une capacité de refroidissement accrue ou du matériel de conditionnement peuvent s'avérer tout aussi importants.
Vous envisagez de passer de 1 000 L à 2 000 L ? Partagez votre liste des équipements actuels, objectifs de production, durée de fermentation, services techniques disponibles et emplacement de l'installation avec METO. Nos ingénieurs peuvent analyser votre brasserie et vous proposer une configuration d'extension adaptée.
