Découvrez le fonctionnement d'un système de brassage HERMS, ses principaux composants, ses avantages et ses limites. Découvrez comment TIANTAI Beer Equipment peut aider les brasseries à choisir la solution adaptée pour le chauffage et le contrôle de la température de leur salle de brassage.
Le contrôle de la température est l'un des facteurs les plus importants dans le brassage de la bière. Pendant le brassage, différentes températures activent différentes enzymes du malt, ce qui influe sur la conversion de l'amidon, la fermentabilité du moût, le corps de la bière et sa saveur finale.
Pour les brasseries qui souhaitent contrôler avec précision la température du brassage, un système de brassage HERMS constitue une option à envisager.
HERMS signifie Système de brassage à recirculation avec échangeur de chaleur. Il s'agit d'une configuration de brassage qui utilise un échangeur de chaleur, généralement installé à l'intérieur d'une cuve de moût chaud (HLT), pour chauffer indirectement le moût en recirculation.
Les systèmes HERMS sont particulièrement appréciés des brasseurs artisanaux qui recherchent des températures de brassage constantes, un chauffage en douceur et un processus de brassage flexible.
Dans cet article, TIANTAI Beer Equipment explique le fonctionnement du système HERMS, les composants nécessaires, ses principaux avantages et ses limites, ainsi que la manière de déterminer s'il s'agit de la solution adaptée à votre brasserie.
1. Que signifie « HERMS » dans le domaine du brassage ?
HERMS est l'acronyme de « Heat Exchange Recirculating Mash System » (système de brassage à recirculation et échange thermique).
Dans une salle de brassage HERMS classique, le moût est prélevé de manière continue ou intermittente de la cuve de brassage, passe à travers un échangeur de chaleur immergé dans de l'eau chaude, puis est renvoyé vers la cuve de brassage.
Le liquide chaud transfère de la chaleur au moût en circulation sans se mélanger directement avec celui-ci.
En ajustant la température du moût chaud et en régulant le débit de recirculation, le brasseur peut contrôler la température du moût au cours des différentes étapes du processus de brassage.
Le système HERMS est généralement associé aux installations de brassage à plusieurs cuves, notamment aux salles de brassage à trois ou quatre cuves.
Son objectif principal est d'assurer un chauffage contrôlé et indirect pendant la recirculation du moût.
2. Comment fonctionne un système de brassage HERMS ?
Un système HERMS fonctionne en faisant circuler le moût à travers un échangeur de chaleur situé dans une cuve à moût chaud distincte. La séquence de fonctionnement est généralement la suivante.
Étape 1 : Préparer le moût
Le malt moulu est mélangé à l'eau de brassage dans la cuve de brassage pour former le moût.
Le brasseur choisit la température de brassage en fonction de la recette et des caractéristiques souhaitées pour le moût.
Étape 2 : Chauffer la cuve de liqueur chaude
La cuve de liqueur chaude est chauffée à l'aide d'une source de chaleur appropriée, telle que de la vapeur, des résistances électriques ou tout autre dispositif de chauffage adapté.
Le réservoir contient un échangeur thermique, souvent constitué de tubes en acier inoxydable.
Étape 3 : Remettre le moût en circulation
Une pompe à moût aspire le liquide de la cuve de brassage et l'achemine vers l'échangeur de chaleur.
Lorsque le moût traverse le serpentin ou l'échangeur, il absorbe la chaleur du liquide chaud qui l'entoure.
Le moût chauffé est ensuite renvoyé dans la cuve de brassage.
Étape 4 : Régler la température du brassage
Des capteurs de température surveillent les températures pertinentes du processus.
Un système de régulation peut contrôler la source de chauffage du HLT, la pompe de recirculation du moût ou les vannes de régulation afin de maintenir la température de brassage souhaitée.
La stratégie de régulation doit tenir compte de la différence de température entre le moût de brassage, le moût de retour et l'eau chaude.
Étape 5 : Achever le brassage et le filtrage
Une fois le programme de brassage terminé, le brasseur passe à la filtration ou à l'étape suivante du processus, selon la configuration de la salle de brassage.
Dans une cuve combinée de brassage et de filtration, la même cuve peut servir à la fois au brassage et à la séparation du moût.
Important : Le système HERMS est avant tout un dispositif destiné au chauffage du moût et au contrôle de la température. Il ne remplace pas les équipements adaptés au filtrage, à l'ébullition du moût ni aux autres opérations de la salle de brassage.
3. Quel équipement faut-il pour une salle de brassage HERMS ?
Une configuration HERMS comprend généralement les équipements suivants.
| Equipement | Fonction principale |
|---|---|
| Cuve de brassage ou cuve de brassage/filtration | Contient le moût et favorise la conversion enzymatique |
| Réservoir de liqueur chaude (HLT) | Stocke et chauffe l'eau de brassage utilisée pour l'échange thermique |
| Échangeur de chaleur HERMS | Transfère la chaleur de la liqueur chaude vers le moût en recirculation |
| Pompe de recirculation du moût | Fait circuler le moût à travers l'échangeur de chaleur, puis le renvoie vers la cuve de brassage |
| Capteurs de température | Surveiller les températures du moût de brassage, du moût de retour et de l'eau chaude |
| Panneau de commande ou automate programmable (PLC) | Régule le chauffage et la recirculation selon la stratégie de régulation |
| Tuyauterie, vannes et raccords sanitaires | Relier les récipients et gérer le débit des liquides |
| Bouilloire à moût | Faire bouillir le moût après le filtrage |
La disposition exacte des équipements dépend de la capacité de production de la brasserie et de la configuration des cuves.
Par exemple, une installation de brassage à trois cuves peut regrouper le brassage et le filtrage dans une seule cuve, utiliser une cuve à moût distincte et comporter un HLT. Le serpentin HERMS peut être installé à l'intérieur du HLT.
Une installation de brassage à quatre cuves peut comporter une cuve de brassage et une cuve de filtration distinctes, ce qui offre une plus grande souplesse de traitement mais nécessite davantage d'équipements et d'espace au sol.
4. Quels sont les avantages du système HERMS ?
4.1 Contrôle précis de la température du brassage
Le système HERMS assure un chauffage indirect qui permet de maintenir une température stable du moût. Cela s'avère utile lorsqu'une recette nécessite plusieurs phases de repos à température contrôlée, comme par exemple un repos protéique lorsque cela est indiqué, ou pour favoriser l'activité de la bêta-amylase ou de l'alpha-amylase.
L'activité enzymatique réelle et les caractéristiques du moût dépendent du malt, du pH du brassage, de la durée et de la température ; il convient donc de choisir le programme de température en fonction de la recette.
4.2 Chauffage doux et indirect
Comme le moût est chauffé via un échangeur de chaleur plutôt que directement par une surface chauffante dans la cuve de brassage, le système HERMS permet de réduire le risque de surchauffe localisée.
Cela peut s'avérer avantageux pour les brasseries qui souhaitent faire recirculer le moût tout en maintenant un chauffage contrôlé. Toutefois, une bonne répartition du débit et un dimensionnement adéquat de l'échangeur de chaleur restent essentiels. Un apport de chaleur excessif ou une circulation insuffisante peuvent en effet entraîner des différences de température au sein du moût.
4.3 Amélioration de la cohérence des processus
Un système HERMS bien conçu permet au brasseur de reproduire le même programme de température de brassage sur plusieurs lots. Associé à des capteurs étalonnés, à des pompes fiables et à un système d’automatisation adapté, il permet de réduire le recours aux réglages manuels de la température de chauffage. Cela s’avère particulièrement utile pour les brasseries artisanales qui produisent plusieurs recettes ou qui cherchent à garantir une qualité constante de leur bière.
4.4 Intégration avec le brassage automatisé
Le système HERMS peut être intégré à un système de commande de la salle de brassage basé sur un automate programmable.
Selon la configuration, le système peut automatiser :
- Régulation de la température de la liqueur chaude.
- Recirculation du moût.
- Courbes de température du brassage.
- Durée de repos à température ambiante.
- Alarmes et surveillance des processus.
Le niveau d'automatisation pouvant être atteint dépend du système de commande et des fonctions supplémentaires intégrées à la salle de brassage.
5. Quelles sont les limites du système HERMS ?
Bien que le système HERMS présente plusieurs avantages, il ne constitue pas toujours le meilleur choix pour toutes les brasseries.
5.1 Des pentes de température plus lentes dans certains systèmes
La vitesse de chauffage du moût dépend de la surface de l'échangeur de chaleur, de la puissance de chauffage disponible, du débit de moût et de la masse thermique du moût. Par rapport à certaines configurations d'échangeurs de chaleur externes à chauffage direct ou à haute capacité, un petit serpentin HERMS peut chauffer le moût plus lentement. Le système doit donc être dimensionné en fonction du volume de cuvée souhaité et de la vitesse de montée en température.
5.2 Équipements et canalisations supplémentaires
Le système HERMS nécessite un échangeur de chaleur, une tuyauterie de recirculation, une pompe adaptée, des capteurs de température et les dispositifs de commande associés. Ces composants ajoutent à la complexité du système et peuvent augmenter le coût initial de l'équipement. La tuyauterie supplémentaire et l'échangeur de chaleur nécessitent également des procédures de nettoyage et d'entretien appropriées.
5.3 Dépendance vis-à-vis du réservoir de liqueur chaude
L'échangeur de chaleur dépend du réservoir de moût chaud pour fournir suffisamment de chaleur. Si la température du réservoir de moût chaud est trop basse ou si sa capacité de chauffage est insuffisante, le système HERMS risque de ne pas pouvoir faire monter la température du moût aussi rapidement que prévu. La source de chauffage du réservoir de moût chaud et l'échangeur de chaleur doivent être dimensionnés conjointement plutôt que choisis séparément.
5.4 Nettoyage et gestion des débits
Le moût traverse l'échangeur de chaleur HERMS ; celui-ci doit donc être conçu pour garantir des conditions d'hygiène optimales et un nettoyage efficace. Le diamètre des tuyaux, la vitesse d'écoulement, la disposition des raccords et la procédure de nettoyage doivent être pris en compte lors de la conception technique. Le système doit également éviter des débits d'aspiration ou de recirculation excessifs qui pourraient compacter le lit de céréales lors de la recirculation du moût.
6. HERMS ou RIMS : quelle est la meilleure solution pour votre brasserie ?
Le système RIMS (Recirculating Infusion Mash System) constitue une autre solution courante pour le chauffage du moût. Ces deux systèmes font recirculer le moût à travers un dispositif de chauffage, mais leurs sources de chaleur sont différentes.
| Fonctionnalité | HERMS | RIMS |
|---|---|---|
| Nom complet | Système de brassage à recirculation avec échangeur de chaleur | Système de brassage par infusion à recirculation |
| Méthode de chauffage | Échange thermique indirect avec la liqueur chaude | Élément chauffant intégré ou chambre de chauffage externe |
| Installation type | Échangeur de chaleur dans le HLT | En ligne avec la boucle de recirculation du moût |
| Réponse à la température | Cela dépend de la température de l'eau chaude sanitaire et de la capacité de l'échangeur | Permet de réagir rapidement en choisissant un chauffage adapté |
| Source de chaleur principale | Système de chauffage HLT | Réchauffeur intégré dédié |
| Équipement supplémentaire | Intégration d'un échangeur de chaleur et d'un HLT | Chambre de chauffage RIMS et commandes associées |
| Enjeu majeur en matière de conception | Capacité de transfert thermique et température HLT | Surchauffe localisée, protection contre les débits excessifs et commande du dispositif de chauffage |
Aucun des deux systèmes n'est universellement supérieur.
Le système HERMS peut s'avérer intéressant lorsqu'une brasserie dispose déjà d'un HLT de taille adaptée et privilégie le chauffage indirect du moût.
Les systèmes RIMS peuvent s'avérer adaptés lorsque la compacité du chauffage en ligne et la rapidité de réglage de la température sont des critères prioritaires.
Pour les brasseries industrielles, le choix final doit également tenir compte de la taille des lots, de la source d'énergie, de l'entretien, du nettoyage, des réseaux disponibles et des exigences en matière d'automatisation.
7. Le système HERMS est-il adapté à une brasserie commerciale ?
Oui, le système HERMS peut être utilisé dans les installations de brassage industrielles, mais son adéquation dépend de la taille de la brasserie et de ses objectifs en matière de processus.
Pour les petites brasseries artisanales, le système HERMS peut constituer un moyen pratique d'assurer un chauffage contrôlé du moût sans avoir à installer un système de chauffage direct distinct dans la cuve de brassage.
Pour les brasseries de taille moyenne, le système doit être conçu en fonction du cycle de production requis, de la vitesse de chauffage, de la capacité du HLT et du débit de recirculation du moût.
Pour les grandes brasseries industrielles, d’autres systèmes de chauffage, notamment des cuves chauffées à la vapeur et des échangeurs de chaleur externes, peuvent s’avérer plus adaptés en fonction du débit et de la conception de l’installation.
Il ne faut pas choisir une configuration HERMS simplement parce qu’elle est couramment utilisée par les brasseurs artisanaux. Sa capacité de transfert thermique doit être suffisante pour répondre au programme de production prévu.
8. Comment choisir le système HERMS adapté à votre salle de brassage
Avant de choisir un système HERMS, TIANTAI Beer Equipment recommande d'évaluer les paramètres techniques suivants.
Volume de cuvée de la salle de brassage : Déterminez le volume de moût produit par cuvée et la quantité de moût en cours de chauffage.
Programme de température de brassage : Définissez les temps de maintien à température requis, les incréments de température et les durées de chauffage cibles.
Capacité du système HLT et puissance de chauffage : Vérifiez que la cuve de liqueur chaude est en mesure de fournir la chaleur nécessaire tout en répondant aux autres besoins en eau chaude.
Conception d'un échangeur de chaleur : Choisissez le matériau de l'échangeur, sa surface, la disposition des tubes et son débit en fonction de la puissance de transfert thermique requise.
Caractéristiques de la pompe à moût : Veillez à ce que la pompe puisse fournir le débit de recirculation requis sans entraîner de perte de charge excessive ni tasser le lit de grains.
Mesure et régulation de la température : Précisez l'emplacement des capteurs, la précision de régulation, les verrouillages de chauffage et le niveau d'automatisation souhaité.
Nettoyage et entretien : Vérifiez que l'échangeur thermique et les canalisations peuvent être nettoyés efficacement et inspectés lorsque cela s'avère nécessaire.
Services disponibles : Tenez compte de l'alimentation en vapeur, de la puissance électrique, de la disponibilité en eau et d'autres exigences propres au site.
Ces paramètres doivent être évalués conjointement afin de garantir le bon fonctionnement du système HERMS au sein de l'ensemble de la salle de brassage.
9. Recommandations de TIANTAI Beer Equipment
Chez TIANTAI Beer Equipment, nous sommes convaincus que la meilleure configuration d'une salle de brassage est celle qui correspond au processus de brassage, à la capacité de production, au budget et aux exigences opérationnelles du client.
Le système HERMS constitue une option permettant d’obtenir un chauffage contrôlé du moût, en particulier dans les brasseries qui privilégient le transfert de chaleur indirect et la gestion automatisée de la température. Toutefois, la décision doit reposer sur des calculs techniques plutôt que sur une préférence générale pour un système plutôt qu’un autre. Pour chaque projet, nos recommandations visent à harmoniser la cuve de brassage, le réservoir d’eau chaude, l’échangeur de chaleur, la pompe à moût, la source de chauffage et le système de contrôle. Nous évaluons également si une configuration HERMS est plus adaptée qu’un système RIMS, un chauffage direct de la cuve ou une autre configuration d’échangeur de chaleur.
TIANTAI Beer Equipment propose des solutions sur mesure en matière d'équipements de brassage, notamment des cuves de brassage et de filtration, des cuves d'eau chaude, des cuves à moût, des cuves de fermentation et des systèmes de brassage automatisés.
Que vous construisiez une nouvelle brasserie artisanale ou que vous modernisiez une installation de production existante, notre équipe peut vous aider à déterminer la configuration la plus adaptée en matière de chauffage et de régulation de la température.
Le système HERMS (Heat Exchange Recirculating Mash System), ou système de brassage à recirculation et échange thermique, est un dispositif de chauffage du moût qui utilise un échangeur de chaleur pour transférer la chaleur de l'eau chaude vers le moût en recirculation. Ses principaux avantages comprennent un chauffage indirect contrôlé, une gestion constante de la température du moût et une intégration potentielle avec des systèmes de brassage automatisés. Ses performances dépendent du dimensionnement correct de l'échangeur de chaleur, de la capacité de chauffage du HLT, de la circulation du moût, de la mesure de la température et de la conception globale de la salle de brassage. Avant d'opter pour le système HERMS, les brasseries doivent le comparer au système RIMS et à d'autres options de chauffage en fonction de leurs objectifs de production et de leurs exigences opérationnelles.
Vous envisagez d'installer une nouvelle salle de brassage ou vous recherchez un système de brassage HERMS sur mesure ?
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