Brasser de la bière – avec ce guide détaillé de fabrication de la bière

Une multitude de facteurs différents sont déterminants pour obtenir une bonne bière. De la couleur au goût, en passant par la teneur en gaz carbonique et la hauteur de la mousse, ce sont autant de caractéristiques essentielles qui peuvent faire la différence en termes de qualité.

Pour influencer ces caractéristiques, il faut naturellement utiliser des ingrédients de qualité tels que l'eau, le malt, la levure et le houblon. Mais le processus de fabrication de la bière en soi joue également un rôle déterminant !

En effet, différents facteurs en compte dans la fabrication de la bière, tels que la température, le niveau de remplissage, le pH, la pression et le débit. Il est impératif que ces paramètres soient contrôlés et régulés avec précision pour garantir la production d'une bière de qualité.

Comment fabriquer de la bière en dix étapes ?

Automation24 vous explique le processus de brassage et vous présente le procédé de fabrication de la bière en dix étapes. Plongez dans l'univers de la bière et découvrez les points clés à respecter pour un bon brassage.

Fig. 1 : Dix grandes étapes constituent le processus de brassage - Automation24 vous les explique

1. Étape : transformation des céréales en malt concassé

Le processus commence avec des céréales germées, également connues sous le nom de malt. Le blé et l'orge constituent la base de la plupart des bières, mais l'épeautre ou encore le seigle sont également utilisés pour certaines bières exclusives.

Les matières premières nécessaires à la production de la bière sont stockées dans des silos prévus à cet effet et dont le niveau est mesuré en continu par des dispositifs de mesure de niveau radar sans contact, par exemple.

L'atteinte de niveaux limites peut en outre être détectée par un dispositif de détection de niveau par vibrations ou par un détecteur de niveau à palette rotative pour les solides en vrac.

Pour faire germer les céréales, elles sont trempées dans de l'eau pendant quelques jours, puis séchées pendant quelques jours supplémentaires. Le processus de germination ainsi achevé active les enzymes dans les grains.

L'apport d'eau peut être contrôlé à l'aide de débitmètres électromagnétiques, tandis que les capteurs de température, les transmetteurs de température et les régulateurs de température permettent de surveiller le processus de séchage.

Fig. 2 : Les céréales maltées constituent la base de la fabrication de la bière

Enfin, le malt est concassé dans un concasseur. Il est possible de choisir parmi différents degrés de finesse, mais il est important de préserver les enveloppes intactes.

Afin d'éviter que le concasseur tourne sans malt et risque de s'endommager, il faut veiller à ce que l'alimentation en malt soit constante. Les dispositifs de détection de niveau capacitifs hygiéniques ou encore les dispositifs de détection de niveau par vibrations pour les solides en vrac constituent une solution appropriée à cet effet.

En outre, il est possible d'utiliser des capteurs de vibrations supplémentaires pour surveiller le bon fonctionnement du concasseur.

2. Étape : le maltage - l'amidon du malt devient du sucre

Enfin, le malt concassé est mélangé à de l'eau dans une cuve pour former une mixture de pâte appelée « moût ». C'est pourquoi cette cuve est également appelée « cuve d'empâtage » et le processus lui-même « empâtage ».

L'alimentation en eau est ici aussi contrôlée par des débitmètres électromagnétiques.

Pour que la cuve de brassage soit toujours remplie, son niveau de remplissage doit être mesuré en continu. Les dispositifs de mesure de niveau radar ou dispositifs de mesure de niveau hydrostatiques sont notamment adaptés à cet effet.

Lors de l'empâtage, la chaleur active des enzymes décomposent l'amidon du malt en sucres fermentescibles et non fermentescibles.

C'est pourquoi cette étape du processus est également appelée « saccharification ».

Le sucre fermentescible (maltose) est ensuite transformé en alcool, tandis que le sucres résiduels reste dans la bière.

Après ces phases de repos, la température est portée à 78 °C et le processus d'empâtage immédiatement terminé. On passe alors à l'étape suivante du processus.

Le maintien des températures optimales pendant le processus d'empâtage peut être garanti, par exemple, par des capteurs de température hygiéniques, des transmetteurs de température et des régulateurs de température.

Le processus d'empâtage complet dure environ une heure. Le résultat de ce processus est un brassin épicé composé d'extraits solubles et de solides insolubles.

Si les drêches commencent à s'agglomérer légèrement, il est possible d'y remédier en ajoutant du liquide.

Cependant, les drêches compactées de plus de 30 cm de hauteur doivent d'abord être hachées par un agitateur. Cela permet d'assurer le passage du liquide à travers le tamis et donc un rinçage uniforme.

À l'inverse, une quantité insuffisante de drêches nécessite l'ajout de matières solides au goût neutre, telles que des balles de riz ou de la paille, afin que la force de gravité du malt concassé non dissous fasse le reste et permette une filtration complète.

Comme la viscosité diminue avec l'augmentation de la chaleur, il est recommandé d'utiliser en plus un dispositif de mesure de la température approprié lors de la filtration afin de contrôler la température du moût et de permettre un tamisage optimal.

Le processus de filtration se termine lorsqu'on obtient la plus grande quantité de moût extrait. Pour déterminer à quel moment ce niveau est atteint, il est nécessaire de mesurer la concentration du moût.

Fig. 5 : Le moût est porté à ébullition alors que du houblon est ajouté

4. Étape : ébullition du moût et ajout du houblon

Les drêches sont débarrassées des sucres résiduels à l'aide d'eau chaude à une température optimale de 78 °C, c'est-à-dire qu'elles sont rincées avant d'être réutilisées pour nourrir le bétail ou fabriquer du pain. Ce processus est également appelé dans la profession « rinçage des drêches ».

Le liquide/moût clair restant est quant à lui porté à ébullition dans une « chaudière à moût » alors que du houblon est ajouté progressivement.

Il est possible de doser la quantité de moût et de houblon ajoutée à l'aide de techniques de mesure de niveau appropriés ainsi que de capteurs de pression et de transmetteurs de pression avec raccord hygiénique. Cela permet d'éviter que la chaudière ne déborde et de garantir la sécurité du processus d'ébullition.

Lors de l'ébullition du moût, il est également essentiel de garder la maîtrise de la température, par exemple à l'aide de capteurs de température, de transmetteurs de température et de régulateurs de température, car l'ébullition permet de tuer les bactéries, de stériliser le moût et ainsi de le conserver..

Cela libère également d'autres composants précieux du houblon, tels que les huiles essentielles et l'acide alpha amer.

Il est donc important de contrôler le niveau d'acidité, par exemple à l'aide de capteurs de pH. Un pH bas donne un goût acide à la bière alors qu'un pH élevé aura tendance à adoucir le goût.

La quantité, le type et le temps d'ébullition du houblon sont quant à eux autant de facteurs qui déterminent l'amertume finale de la bière. Les experts distinguent la teneur en amertume des différentes bières à l'aide de l'indice International Bitterness Units (IBU).

On obtient la « densité primitive de moût » finale après évaporation de l'eau. Cette mesure est généralement exprimée en degrés Plato (°P) et indique la proportion de nutriments dissous dans l'eau à partir du malt et du houblon avant la fermentation. La densité primitive de moût peut être mesurée avec précision, par exemple à l'aide d'une broche à moût. Une densité primitive de moût trop élevée peut être corrigée en ajoutant de l'eau portée à ébullition pour la diluer.

5. Étape : clarification du moût

Dans les brasseries modernes, le moût houblonné ou « moût de tirage » est désormais pompé dans un récipient généralement cylindrique muni de pales, appelé « whirlpool ».

L'utilisation d'un dispositif de mesure de niveau approprié permet, entre autres, de s'assurer que des quantités idéales de moût sont transférées et que le récipient ne déborde pas. Pour s'assurer que le whirlpool ne tourne pas à vide, des capteurs de niveau d'alerte hygiéniques avec des raccords process hygiéniques peuvent être utilisés.

Sous l'action des pales rotatives, les particules en suspension produites pendant l'ébullition, telles que les flocons de protéines (lies chaudes) ainsi que les particules solides (brisures) sous forme de résidus de houblon et de fibres, s'accumulent au centre de la cuve. Les résidus indésirables sont ensuite aspirés par une pompe après environ une demi-heure.

Fig. 6 : L'équipement d'une brasserie moderne

Fig. 9 : Les conditions de stockage de la bière ont une influence sur l'arôme et le goût

8. Étape : stockage de la bière

Pour que la bière puisse développer tout son arôme et obtenir sa couleur typique, il est recommandé de la stocker dans une cuve pendant trois semaines au maximum. La température doit être comprise entre 1 °C et 2 °C. Pendant cette phase de post-fermentation, les dernières substances résiduelles insolubles forment un dépôt.

En mesurant et en surveillant la pression, la température et la teneur en CO₂, le brasseur peut déterminer le moment qui lui convient le mieux pour la maturation de la bière.

Les capteurs de pression et les transmetteurs de pression pour applications hygiéniques sont de bonnes solutions pour contrôler la pression et le CO₂. La mesure de la température peut être assurée, par exemple, à l'aide d'un dispositif de mesure de la température adapté aux applications agroalimentaires.

9. Étape : dernière filtration

Pour obtenir une bière claire à la couleur alléchante, les derniers résidus du processus de post-fermentation, tels que le houblon, la levure et les composés de protéines et de tanins, doivent être filtrés, par exemple à l'aide d'un « filtre à diatomées ».

Les niveaux minimum et maximum de la cuve d'alimentation en diatomées sont contrôlés par des dispositifs de détection de niveau capacitifs pour applications hygiéniques.

Dans le système de filtration à proprement parler, l'écoulement du liquide peut être surveillé à l'aide de capteurs de débit.

Le degré d'encrassement du filtre peut être surveillé par des capteurs de pression ou des transmetteurs de pression pour les applications agroalimentaires. Cela permet d'éviter les colmatages du filtre.

Fig. 10 : Une filtration finale garantit la pureté de la bière

Fig. 11 : Lors de la mise en bouteille, il faut veiller à ce que le gaz carbonique ne s'échappe pas

10. Étape : mise en bouteille & nettoyage CIP/SIP

La mise en bouteilles, en canettes ou en fûts est la dernière grande étape du processus de fabrication de la bière.

Il est ici essentiel d'appliquer une contre-pression adéquate afin d'éviter que le gaz carbonique ne s'échappe. Les capteurs de pression et les transmetteurs de pression sont des outils qui aident à garder la pression sous contrôle.

Les dispositifs de détection de niveau capacitifs hygiéniques permettent d'éviter que les cuves de soutirage ne tournent à sec. Les capteurs de niveau adaptés aux applications agroalimentaires permettent de connaître les quantités de bière contenues dans les cuves.

Étant donné que l'utilisation d'équipements d'automatisation pour l'industrie agroalimentaire nécessite toujours des précautions particulières en matière d'hygiène, tous les systèmes doivent être soigneusement nettoyés à la fin du processus de brassage. Les procédures CIP/SIP automatisées garantissent par exemple la sécurité et l'absence de germes dans tout le processus de brassage de la bière grâce à un contrôle continu.

Des capteurs de conductivité permettent de s'assurer qu'aucun résidu de produit nettoyant ou d'eau de rinçage ne pénètre dans le circuit de production et donc dans la bière.