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Refroidisseurs à contre-courant en cuivre ou en inox : ce qui compte vraiment

Le cuivre conduit la chaleur 25 fois mieux que l'acier inoxydable, ce qui n'a presque aucune importance dans un refroidisseur à serpentin. Voici pourquoi, et pourquoi nous construisons les nôtres en acier inoxydable 304 malgré tout.

Steven Liesch4 min read
Copper vs Stainless Counterflow Chillers: What Actually Matters

Demandez à dix brasseurs quel matériau est le meilleur pour un refroidisseur et huit vous répondront le cuivre, car le cuivre conduit mieux la chaleur. C'est vrai. C'est aussi en grande partie hors de propos dans un refroidisseur à contre-courant, et cela occulte les raisons pour lesquelles vous pourriez ne pas vouloir que le cuivre soit en contact avec votre moût. Voici une comparaison honnête.

L'argument de la conductivité

Le cuivre conduit la chaleur à environ 400 W/m·K. L'acier inoxydable 304 plafonne à environ 16. Sur le papier, le cuivre gagne haut la main. Mais la paroi du tube n'est pas ce qui limite le transfert thermique dans un refroidisseur serpentin. La paroi est fine, moins d'un millimètre. Les goulots d'étranglement sont les fines couches de liquide stagnantes de chaque côté de la paroi, les couches limites, et celles-ci dépendent du débit, de la turbulence et de la surface de contact, pas du métal.

Si vous faites le calcul pour un tube de ½ pouce avec du moût d'un côté et de l'eau de l'autre, la paroi ne représente que quelques pourcents de la résistance totale au flux thermique pour le cuivre, et peut-être 15 à 20 pourcents pour l'acier inoxydable. Un refroidisseur en acier inoxydable de même longueur refroidit donc un peu plus lentement, mais pas 25 fois plus lentement. Et il est peu coûteux d'ajouter de la longueur. C'est pourquoi notre refroidisseur à contre-courant compte environ 6 mètres (20 pieds) de tube, plus que les 12 à 16 pieds courants dans les unités en cuivre. La surface supplémentaire compense une bonne partie de l'écart de conductivité, et vous pouvez de toute façon moduler la vanne de sortie pour obtenir la température souhaitée.

Où le cuivre perd

Corrosion

Le moût est acide, avec un pH d'environ 5,2, et chaud. Le cuivre plongé dans un liquide acide chaud se dissout lentement. Si vous laissez un serpentin en cuivre humide, il développe cette couche d'oxyde bleu-vert que vous avez déjà vue sur de vieilles plomberies. Certains brasseurs la récurent au vinaigre avant chaque brassage, ce qui est une corvée, d'autres la laissent, ce qui est un problème. L'acier inoxydable forme une peau protectrice d'oxyde de chrome qui se reforme d'elle-même. Il est insensible au moût.

Produits chimiques de nettoyage

Les nettoyants alcalins pour brasserie qui facilitent l'entretien d'un refroidisseur, comme le PBW et ses dérivés, attaquent le cuivre en cas d'utilisation répétée. Les désinfectants chlorés et l'eau de Javel le piquent. Les désinfectants acides comme le Star San conviennent aux deux, mais le cycle caustique puissant nécessaire pour éliminer les résidus de houblon séché dans un tube ne devrait pas être effectué dans du cuivre à chaque brassage. Avec un refroidisseur en acier inoxydable, vous faites circuler à contre-courant de la solution caustique chaude pendant vingt minutes, vous rincez, et c'est terminé.

Saveur et levure

Le cuivre à l'état de traces est un nutriment pour la levure et aide à éliminer les composés soufrés, ce qui explique pourquoi les vieilles cuves en cuivre ont une aura nostalgique. Au-delà de quelques dixièmes de partie par million, il devient toxique pour la levure et donne à la bière un goût métallique. Un serpentin en cuivre propre et passivé apporte très peu ; un serpentin corrodé en apporte plus que vous ne le souhaitez. L'acier inoxydable n'apporte rien, ce qui est ce que la plupart d'entre nous attendent d'un refroidisseur.

Durée de vie et raccords

Les refroidisseurs en cuivre sont généralement soudés ou brasés sur des raccords cannelés et des embouts de tuyau d'arrosage, avec une enveloppe en plastique ou en laiton. Les unités en acier inoxydable, du moins les nôtres, sont soudées en inox 304 à l'intérieur comme à l'extérieur, avec des embouts Tri-Clamp de 1,5 pouce qui se fixent directement sur une pompe, une cuve ou un fermenteur. Il n'y a pas de soudure qui puisse lâcher, pas d'embout cannelé pour fendre un tuyau, et rien à remplacer.

Où le cuivre gagne

Le prix et la vitesse de refroidissement par pied. Un refroidisseur à immersion en cuivre est le moyen le moins cher de refroidir le moût, point final, et si vous brassez 20 litres dans une cuve sur un brûleur sans pompe, c'est un excellent outil. Un refroidisseur à contre-courant court en cuivre surpassera également un modèle en acier inoxydable de même longueur. La contrepartie, c'est que vous achetez le refroidisseur court deux fois : une fois maintenant, et une fois quand les raccords ou le revêtement auront rendu l'âme.

L'option hybride

Certains refroidisseurs utilisent un tube intérieur en cuivre avec une enveloppe extérieure en acier inoxydable, de sorte que le moût est en contact avec le cuivre tandis que l'extérieur ressemble à de l'acier inoxydable. Vous héritez des problèmes de corrosion et de nettoyage sur la face qui compte, et du prix de l'acier inoxydable sur la face qui ne compte pas. Nous avons envisagé d'en construire un, mais ne l'avons pas fait. Si vous voulez voir comment un hybride en cuivre de 16 pieds se compare à notre serpentin tout inox de 20 pieds en pratique, lisez notre test comparatif avec le refroidisseur Spike.

Comparaison rapide

Cuivre Acier inox 304
Transfert thermique par pied Meilleur Légèrement inférieur, compensé par la longueur
Corrosion dans le moût Lente, continue Aucune
Nettoyage caustique Limité Illimité
Désinfectants chlorés À éviter Bien rincer, sinon sans danger
Contribution au goût Faible, augmente avec la corrosion Aucune
Raccords Cannelés, tuyau d'arrosage, soudure Tri-Clamp, soudés
Prix Plus bas Plus élevé
Durée de vie attendue Années Décennies

Ce que nous construisons et pourquoi

Chaque système Bräu Supply est livré avec, ou peut recevoir en option, le même refroidisseur à contre-courant tout inox. Les tubes intérieur et extérieur sont tous deux en inox 304. Il se fixe sur une Unibräu, une BräuPro, une HERMS ou n'importe quelle cuve équipée de Tri-Clamp, et vous le nettoyez en faisant circuler du produit nettoyant chaud à contre-courant. Le seul entretien requis est un rinçage à chaud et un nettoyage à contre-courant.

Si vous hésitez encore, la marche à suivre est ici : comment brancher, utiliser et nettoyer un refroidisseur à contre-courant.

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