Comment dimensionner un refroidisseur à glycol pour vos fermenteurs

Sous-dimensionnez un refroidisseur à glycol et il tournera à plein régime lors d'une stabilisation à froid sans jamais atteindre la température souhaitée, laissant vos lagers fermenter avec trois degrés de trop. Surdimensionnez-le et vous aurez payé pour un compresseur qui fait des cycles courts toute la journée. Le dimensionnement n'est pas difficile, mais il nécessite quelques chiffres. Voici la méthode que nous utilisons lorsqu'un client nous demande quel refroidisseur acheter, accompagnée d'un exemple pratique et d'un tableau à la fin qui le corrèle aux refroidisseurs que nous vendons.

Trois types de charge, pas une seule

Un refroidisseur de fermentation a trois tâches distinctes, qui ne se produisent pas toutes en même temps :

1. Maintenir la température pendant la fermentation. La levure produit de la chaleur. Une bière de fermentation haute vigoureuse en pleine activité peut monter de 5 à 8 °F (environ 3 à 4,5 °C) par elle-même dans une grande cuve. Le refroidisseur doit extraire cette chaleur en continu pendant deux ou trois jours.
2. Stabilisation à froid (Cold crash). Abaisser une cuve pleine de 66 °F à 34 °F (de 19 °C à 1 °C) pour la clarification ou la garde. Il s'agit de la charge la plus importante et c'est elle qui détermine la taille de la plupart des refroidisseurs.
3. Pertes ambiantes. La chaleur qui pénètre à travers les parois de la cuve et les conduites de glycol. Faibles sur une cuve isolée dans une cave fraîche, importantes sur une cuve nue dans un garage chaud.

Dimensionnez pour le pire scénario réaliste : toutes les cuves en stabilisation à froid en même temps alors qu'une autre est encore en fermentation. Ajoutez ensuite une marge.

Étape 1 : la charge de refroidissement (crash)

L'eau a besoin d'une BTU pour changer une livre d'un degré Fahrenheit, et la bière est assez proche de l'eau. Donc :

Exemple pratique : une cuve Unitank de 1 BBL contenant 31 gallons, passant de 66 °F à 34 °F sur 24 heures :

31 × 8,34 × 32 ÷ 24 = 345 BTU/h

Vous voulez que ce soit fait en 12 heures ? Doublez la mise : 690 BTU/h. C'est le premier point sur lequel les gens surspécifient. Rien de fâcheux n'arrive à une bière qui met une journée à se stabiliser, et prendre une journée divise par deux la taille du refroidisseur nécessaire.

Étape 2 : chaleur de fermentation

Une règle empirique courante en brasserie est d'environ 280 BTU par degré Plato d'extrait fermenté, par baril, libérés sur environ 70 heures. Pour un moût à 15°P dans une cuve de 1 BBL :

280 × 15 ÷ 70 = 60 BTU/h en moyenne. Le pic est de deux à trois fois cette valeur, donc prévoyez 150 à 200 BTU/h par baril lors de l'activité maximale. Pour une cuve de 10 gallons, cela représente 50 à 65 BTU/h, c'est peu, mais c'est constant.

Étape 3 : pertes ambiantes

Une cuve isolée et chemisée dans une pièce à 70 °F perd très peu. Une cuve en inox non isolée dans un garage à 90 °F, maintenue à 34 °F, perd une quantité surprenante à travers les parois, et les longues conduites de glycol non isolées aggravent la situation. Comme marge de manœuvre :

• Cuves isolées, conduites isolées, pièce sous 75 °F : ajoutez 10 %
• Cuves ou conduites nues, ou pièce chaude : ajoutez 25 à 40 %

Isoler les conduites de glycol est l'investissement le plus rentable que vous ferez. Faites-le avant d'augmenter la taille du refroidisseur.

Étape 4 : faites le total, puis ajoutez une marge

Revenons à l'exemple du 1 BBL, cuve isolée, pièce fraîche, stabilisation sur 24 heures pendant la fin de la fermentation :

Charge de refroidissement	345 BTU/h
Chaleur de fermentation (pic)	180 BTU/h
Pertes ambiantes à 10 %	55 BTU/h
Sous-total	580 BTU/h
Marge de sécurité, 20 %	115 BTU/h
Capacité de refroidissement nécessaire	~700 BTU/h

Cela semble faible par rapport aux capacités des refroidisseurs exprimées en milliers de BTU, et pour une seule cuve, c'est le cas : un refroidisseur de 2 750 BTU/h a de la capacité de réserve. Ce qui limite un petit refroidisseur, ce sont les pompes : une par cuve, et le BEF-02 n'en a qu'une. Ce qui vous pousse à choisir un modèle supérieur est expliqué dans la section suivante.

Ce que l'arithmétique omet

Les puissances sont données pour du glycol tiède

La capacité du refroidisseur est indiquée à une température de glycol spécifique, souvent entre 40 et 50 °F, et elle diminue à mesure que le bain refroidit. Pour faire une garde à 34 °F, vous utilisez du glycol à 26-28 °F, et à ce point de consigne, un refroidisseur délivre nettement moins que sa puissance nominale. Retirez 25 à 30 % de la puissance pour une utilisation en garde.

Tout se stabilise le vendredi

Si vous avez trois cuves, tôt ou tard, les trois voudront se stabiliser le même jour. Dimensionnez en conséquence, ou acceptez une stabilisation plus lente ces jours-là. Un réservoir de glycol plus grand aide ici : il stocke le froid lorsque le refroidisseur est au repos et le libère lors des pics de charge. C'est à cela que sert le bain de 17 gallons de nos plus grands refroidisseurs, et c'est pourquoi un réservoir tampon BFT-67 existe pour les plus grandes caves.

Mélange de glycol

Utilisez du propylène glycol de qualité alimentaire à 30-35 % en volume. En dessous, il peut geler dans le bain aux points de consigne de garde ; au-dessus, il devient épais, circule plus lentement et transporte moins de chaleur. N'utilisez jamais d'éthylène glycol automobile à proximité d'un fermenteur.

Distance

Chaque refroidisseur a une longueur de ligne principale pratique. Au-delà, la pompe ne peut pas déplacer assez de glycol pour transporter la chaleur. Notre refroidisseur compact est prévu pour 75 pieds (23 m) de ligne isolée ; les modèles haute capacité pour 280 pieds (85 m) ou plus. Placez le refroidisseur près des cuves.

Quel refroidisseur : du brassage amateur jusqu'à 10 BBL

Ou passez l'arithmétique : notre calculateur de dimensionnement le fait pour vous, en utilisant la méthode MCED. Les capacités ci-dessous sont les valeurs nominales de MCED à 90 °F de température ambiante (80 °F pour le BEF-075).

Refroidisseur	Capacité	Cave typique (évaluation MCED)	Ligne principale	Alimentation
BEF-02	2 750 BTU/h	Un fermenteur, sur sa pompe intégrée. N'accepte pas de pompes supplémentaires ni de BFT-67.	75 ft	120V, prise standard 15A
BEF-04	3 481 BTU/h	Jusqu'à quatre cuves sur leurs propres pompes, bain de 17 gal ; jusqu'à dix avec un BFT-67	130 ft	Prise 120V, disjoncteur 20A max
BEF-05	4 440 BTU/h	Système pilote 3 à 5 BBL, jusqu'à quatre cuves sur leurs propres pompes	280 ft	Prise 120V, circuit dédié (disjoncteur 20A max)
BEF-075	6 180 BTU/h	5 à 7 BBL	350 ft	Prise 120V, circuit dédié (disjoncteur 25A max)
BEF-100	8 179 BTU/h	Salle 7 à 10 BBL	450 ft	220V, prise NEMA 6-20
BEF-150	12 900 BTU/h	Salle 10 à 15 BBL	750 ft	220V, prise NEMA 6-20

Refroidissement du moût au glycol : étape de refroidissement en deux temps

De nombreuses petites brasseries refroidissent en deux étapes : l'eau de ville à travers la première section de plaques abaisse la température du moût jusqu'à un certain point, puis le glycol dans la seconde section l'amène à température d'ensemencement. Seule cette deuxième étape sollicite le refroidisseur.

Chaleur à extraire : gallons du lot × 8,33 × (température après l'eau de ville - température d'ensemencement). Une lager de 1 BBL refroidie de 75 °F à 50 °F représente 31 × 8,33 × 25, soit environ 6 500 BTU.

Cela arrive en 20 à 40 minutes, bien plus rapidement que ce qu'un petit refroidisseur peut extraire. La charge est donc puisée dans le froid stocké dans le bain de glycol, et le refroidisseur compense par la suite. Deux vérifications : le bain plus la puissance de sortie du refroidisseur pendant le refroidissement doivent couvrir le besoin sans que le glycol ne se réchauffe à moins de 10 °F de votre température d'ensemencement, et le total journalier (refroidissement + fermentation) doit correspondre à la capacité du refroidisseur. Un bain de 17 gallons couvre un refroidissement de petite bière ; une lager de 1 BBL nécessite le réservoir BFT-67 de 67 gallons. Le calculateur de dimensionnement dispose d'une option pour le refroidissement en deux étapes. En hiver, l'eau de ville suffit souvent à amener une bière à température d'ensemencement, et l'étape du glycol n'est même pas nécessaire.

Connexion à la cuve

Un refroidisseur déplace du glycol froid. Il faut toujours quelque chose pour décider quand il s'écoule dans chaque chemise. Sur une Unitank, c'est le Kit de contrôle de température du fermenteur : un doigt de gant dans la cuve et un contrôleur qui active la pompe à glycol de cette cuve, afin que chaque fermenteur maintienne son propre point de consigne depuis le même refroidisseur. Si le refroidisseur est situé en dessous de la cuve, choisissez l'option électrovanne pour éviter le siphonnage du glycol. Un refroidisseur, plusieurs cuves, plusieurs températures. Le kit convertit également les connexions cannelées du refroidisseur en tri-clamp.

Erreurs courantes

• Dimensionner pour une stabilisation en 6 heures. Accordez-lui une journée et achetez un refroidisseur deux fois plus petit.
• Prendre la puissance BTU comme une promesse. C'est un chiffre obtenu avec un bain tiède. Appliquez une réduction pour les lagers.
• Conduites de glycol nues. L'isolation des tuyaux coûte moins cher qu'un déjeuner.
• Acheter pour les cuves d'aujourd'hui. Si l'achat d'un deuxième fermenteur est prévu dans un an, achetez le refroidisseur avec les ports de pompe supplémentaires dès maintenant. Ajouter une cuve à un BEF-05 se fait avec un kit pompe. Remplacer un BEF-02 signifie changer tout le refroidisseur.
• Vestes en néoprène sur une cuve chemisée. Elles piègent la condensation et n'apportent rien de plus qu'une chemise à glycol. Plus d'informations à ce sujet ici.

Vous ne savez pas quel modèle choisir ? Envoyez-nous la taille de vos cuves, la bière que vous brassez le plus, et la température de la pièce, et nous le dimensionnerons pour vous. Contactez-nous.

De combien de fermenteurs avez-vous besoin ? Notre calculateur de capacité de brasserie gratuit calcule le nombre de barils par an et les cuves nécessaires, puis dimensionne le refroidisseur pour l'ensemble. Vous ouvrez une brasserie ? Commencez par comment démarrer une nanobrasserie.