Le brassage électrique HERMS expliqué : HLT, cuve matière, chaudière et filtration

HERMS signifie « Heat Exchange Recirculating Mash System » (système de brassage par recirculation avec échangeur thermique). C'est la méthode utilisée par la plupart des brasseries à trois cuves, des systèmes domestiques de 38 litres (10 gallons) aux unités de production de 20 barils, pour maintenir et modifier la température d'une maische sans jamais chauffer directement les céréales. Cet article explique son fonctionnement, le rôle de chacune des trois cuves et le déroulement d'une journée de brassage avec ce système. Il remplace les cinq articles distincts que nous avions précédemment sur le sujet.

Le concept en un paragraphe

Un serpentin en tube d'acier inoxydable est placé à l'intérieur de la cuve d'eau chaude (HLT), immergé dans l'eau. Le moût est pompé depuis le fond de la cuve matière, passe à travers ce serpentin, puis est renvoyé sur le dessus du lit de céréales. L'eau dans la cuve est maintenue à une température précise grâce à une résistance électrique et un contrôleur. À mesure que le moût circule dans le serpentin, il s'aligne sur la température de l'eau, permettant à la maische d'atteindre lentement et uniformément la température de la cuve. Augmentez la température de la cuve de deux degrés, et la maische suivra. Rien ne brûle, car la chaleur provient de l'eau et non d'une résistance ou d'une flamme sous les céréales.

Les trois cuves

Cuve d'eau chaude (HLT)

La HLT chauffe l'eau d'empâtage, l'eau de rinçage et abrite le serpentin HERMS. Sur un système électrique, la résistance se trouve dans la HLT, c'est donc là que la puissance est consommée. La DrainPro HLT accepte une résistance standard tri-clamp, et le serpentin se fixe via un adaptateur à compression vers tri-clamp plutôt que par soudure, ce qui permet de le retirer pour le nettoyer ou le remplacer.

Puisque la température de la maische suit celle de la HLT, cette dernière est généralement maintenue un ou deux degrés au-dessus de la cible de la maische. Ce décalage est votre outil de pilotage.

Cuve matière

Les céréales concassées et l'eau chaude y reposent pendant une heure, le temps que les enzymes transforment l'amidon en sucre. Un faux-fond maintient le lit de céréales au-dessus de la sortie pour permettre au moût de s'écouler par le dessous. Sur un système HERMS, la cuve matière doit comporter une sortie au fond pour la recirculation, un port de retour sur le dessus, et suffisamment d'espace pour ajouter l'eau de rinçage. La cuve matière DrainPro est équipée d'une vidange par le fond soudée de 1,5", de ports de recirculation latéraux, et sur les modèles de 75 litres (20 gallons) et plus, d'une porte latérale articulée pour évacuer les drêches à la pelle.

La température de la maische détermine le caractère de la bière. De 64 à 65,5 °C (148-150 °F) favorise la bêta-amylase et donne un moût sec et très fermentescible. De 69 à 70 °C (156-158 °F) favorise l'alpha-amylase et apporte plus de corps. Un HERMS maintient ces températures au degré près tout au long du palier, ce qu'une glacière ou une marmite isolée ne peut pas faire.

Cuve d'ébullition

Après l'empâtage, le moût est filtré (voir la filtration ci-dessous) vers la cuve d'ébullition, porté à gros bouillons pendant 60 à 90 minutes avec une seconde résistance, houblonné, soumis à un whirlpool et refroidi. Le rôle de la cuve d'ébullition est plus simple que celui des deux autres cuves : chauffer, maintenir et vidanger proprement. Une cuve d'ébullition avec vidange par le fond et port whirlpool concentre le houblon et les protéines au centre en un cône et permet de soutirer un moût clair, ne laissant presque rien après le transfert.

Le rôle réel du serpentin

Il remplit trois fonctions, alors que les brasseurs qui n'en ont jamais utilisé ne s'attendent généralement qu'à la première :

• Maintient la température. Dans une marmite isolée, la température des céréales et de l'eau baisse de quelques degrés par heure. Avec une recirculation, elle ne varie pas du tout.
• Effectue les paliers de température. Augmentez la température de la HLT et la maische suivra à un rythme d'environ un à deux degrés par minute sur un système de 38 litres. Les paliers protéiques, bêta, alpha et le mash-out à 75,5 °C (168 °F) se règlent simplement en saisissant des chiffres sur le contrôleur.
• Clarifie le moût. La recirculation pendant tout l'empâtage permet au lit de céréales de filtrer le mélange. Au moment de la filtration, le moût est brillant. Avec un HERMS, il n'y a pas d'étape de « vorlauf » séparée car vous l'avez pratiquée pendant une heure.

Le compromis, par rapport à un tube RIMS où une résistance chauffe le moût directement, est qu'un HERMS monte en température plus lentement et nécessite une cuve d'eau plus grande. En contrepartie, il ne peut pas brûler le moût, ne risque pas de griller une résistance si le débit s'arrête, et la température maintenue est extrêmement stable. Pour un système utilisé chaque semaine pendant des années, nous pensons que c'est le bon compromis. Si vous cherchez une alternative monocuve, il s'agit du Unibräu.

Filtration : mash-out, recirculation, rinçage

La filtration consiste à séparer le moût sucré des céréales. Sur un HERMS, cela se fait en trois étapes.

1. Mash-out. Augmentez la température de la HLT pour que la maische atteigne 75,5 °C (168 °F). Cela stabilise les enzymes au point souhaité et fluidifie le moût pour une filtration plus rapide.
2. Recirculation. Vous avez pratiqué cela tout au long du processus. Les dix dernières minutes à température de mash-out assurent un lit de céréales clair et tassé.
3. Rinçage. Ouvrez la sortie de la cuve matière vers la cuve d'ébullition et, au même débit, faites couler l'eau à 75,5 °C (168 °F) de la HLT sur le dessus des céréales via un bras de rinçage. Le bras répartit l'eau sur tout le lit pour un rinçage homogène. Équilibrez les débits pour qu'une couche d'eau recouvre toujours les céréales. Arrêtez lorsque la cuve atteint le volume pré-ébullition, ou lorsque la densité des jus tombe en dessous d'environ 1,010, selon la première éventualité.

Le bras de rinçage est destiné uniquement au rinçage. La recirculation retourne vers un port séparé, via un bras de vorlauf, pour que les deux fonctions n'utilisent jamais le même raccord.

Pourquoi l'électrique

Le gaz chauffe plus vite mais nécessite une porte de garage ouverte. L'électrique chauffe de manière prévisible, en intérieur, sans flamme sous une cuve en inox pleine de sucre. Le système Bräu Supply HERMS fait fonctionner les deux résistances sur un seul circuit 240V/30A, jusqu'à 6 kW, via un contrôleur trois cuves qui coupe également l'alimentation si la cuve d'ébullition menace de déborder. Un condensateur de vapeur sur le couvercle de la cuve transforme la vapeur en eau évacuée par un tuyau, ce qui permet de faire bouillir 75 litres dans une pièce sans hotte aspirante.

Une journée de brassage HERMS, étape par étape

Les durées sont basées sur un brassin de 38 litres sur un système de 38 litres. Les systèmes plus grands suivent le même ordre, légèrement plus lentement.

Temps	Action	Réponse du système
0:00	Remplir la HLT, régler la température d'empâtage (cible + env. 5,5 °C)	La résistance chauffe 45L en env. 40 min
0:40	Pomper l'eau vers la cuve matière, empâter, régler la HLT sur cible + 0,5 °C	La maische se stabilise à 66,5 °C
0:45	Démarrer la recirculation : sortie cuve matière, serpentin, retour haut	Maintient 66,5 °C, clarifie le moût
1:45	Régler la HLT à 77 °C pour le mash-out	La maische monte à 75,5 °C en 10 min
2:00	Ouvrir vers la cuve ébullition, démarrer le bras de rinçage	Le moût s'écoule, rinçage, 30 à 45 min
2:15	Basculer la résistance vers la cuve d'ébullition une fois immergée	La cuve chauffe pendant le rinçage
2:45	Ébullition, ajouter houblon, condensateur en marche	60 à 90 min de gros bouillons
4:00	Fin ébullition, whirlpool 10 min, passer le moût dans le refroidisseur à contre-courant vers le fermenteur	Température d'ensemencement en un passage
4:30	Recirculer un nettoyant chaud dans les trois cuves et le serpentin	Terminé

Deux pompes facilitent les opérations : une sur la cuve matière pour la recirculation et le rinçage, une sur la HLT pour les transferts d'eau. Notre système est livré avec les deux.

Nettoyage du serpentin

Le serpentin n'est jamais en contact qu'avec du moût à l'intérieur et de l'eau à l'extérieur. Après le brassage, recirculez un nettoyant chaud dedans de la même manière que le moût, puis rincez. Une fois par an, retirez-le via l'adaptateur tri-clamp pour inspecter. En pratique, il reste propre car rien n'y brûle jamais.

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Un HERMS est-il fait pour vous ?

Oui si vous brassez 38 litres ou plus, souhaitez faire des paliers de température et obtenir des résultats reproductibles, prévoyez de brasser pendant des années, ou envisagez un système pilote pour une brasserie. Les tailles de brassin vont de 38 litres à 190 litres (50 gallons), soit un baril fini, avec la même conception.

Probablement pas si vous brassez 19 litres quelques fois par an, avez un espace limité, ou recherchez la simplicité absolue. Un Unibräu monocuve vous apporte 90 % des résultats dans une seule marmite et prend un tiers de l'espace au sol.

Vous construisez un HERMS avec des cuves que vous possédez déjà ? Les composants sont ici : kit serpentin HERMS, DrainPro HLT, cuve matière et cuve d'ébullition, tous en tri-clamp, de 38 à 190 litres. Ou contactez-nous pour savoir ce qui s'adapte à votre matériel.