Forum de discussion acéricole

Re: Thermorégulateurs
De:
ALAIN BOILY , agronome (alain.boily@agr.gouv.qc.ca)
Date: 02 Dec 1999

 

Extrait d’une conférence présentée au Salon acéricole 1998 à Saint-Georges de Beauce:

L’ÉVAPORATEUR : SES OUTILS DE CONTRÔLE
CONFÉRENCE PRÉSENTÉE DANS LE CADRE DU
SALON ACÉRICOLE DES 25, 26 ET 27 SEPTEMBRE 1998
HÔTEL LE GEORGESVILLE
SAINT-GEORGES

PAR : DONALD LEMELIN, INGÉNIEUR
THERMORÉGULATEUR DE COULÉE

DESCRIPTION

Le thermorégulateur de coulée est un système qui permet de contrôler automatiquement la coulée du sirop à la sortie de la casserole de finition à fond plat. Il est composé de trois éléments : la sonde, l’appareil de contrôle et la valve de sortie.

A) La sonde

La sonde est l’élément qui réagit à la température du sirop. C’est donc une mesure indirecte du taux de sucre de la solution. Elle trempe dans le sirop de la casserole à fond plat. On en retrouve deux types sur le marché. Le type Cholette est composé d’un cylindre rempli de glycérine qui prend plus ou moins d’expansion en fonction de la température. Ce petit cylindre est relié à l’appareil de contrôle par un tube qui contient lui aussi de la glycérine.

L’autre type de sonde est un thermistor. Cette sonde est composée d’une tige métallique dans laquelle on a placé une résistance qui varie avec les changements de température. La sonde est reliée à l’appareil de contrôle par un fil électrique isolé thermiquement et électriquement. Sa longueur est de 30 cm.

Il y a aussi l’appareil à deux sondes. L’un trempe dans le sirop et l’autre dans l’eau bouillante. Ces deux sondes sont du même type que décrit plus haut.

B) L’appareil de contrôle

L’appareil de contrôle est la partie du système qui décode la mesure de la sonde et donne le signal à la valve d’ouvrir ou de fermer. Il existe quatre types d’appareils : Cholette, numérique, à deux sondes et autobouilleur.

1) Cholette

Du nom du Dr Cholette, professeur à l’Université Laval et inventeur de l’appareil, cet appareil est associé à la sonde remplie de glycérine. Il est composé d’un diaphragme qui bouge plus ou moins selon la pression qu’exerce la glycérine sur lui. Sur ce diaphragme, est placé un bouton métallique qui peut entrer en contact avec une vis du cadran lorsque la pression est suffisante. Cette dernière dépend de la température du sirop. L’espace entre le diaphragme et la vis du cadran est à la pression atmosphérique, ce qui n’oblige aucune compensation pour la pression barométrique qui varie avec le temps et l’altitude. Le bouton métallique et la vis du cadran sont reliés à une source électrique et agissent comme un interrupteur pour donner un signal à la valve d’ouvrir ou de fermer.

2) Numérique

L’appareil de contrôle numérique est un module électronique qui lit la température de la sonde de type thermistor à partir de signaux électriques. Après avoir sélectionné la température de bouillage, l’appareil décode si la température de la sonde est supérieure ou égale à la température sélectionnée. Si elle l’est, il donne le signal à la valve d’ouvrir. Aussitôt que la température descend au-dessous de celle choisie, il donne le signal de fermer la valve.

3) À deux sondes

Cet appareil est aussi un module électronique, mais son fonctionnement est différent. Il reçoit le signal de la sonde dans le sirop et celui de la sonde dans l’eau qui bout. Il compare ces deux mesures et dès qu’il décode que la température du sirop est égale ou supérieure à celle de l’eau, plus 7ºC, il donne l’ordre à la valve d’ouvrir. Cette opération se fait automatiquement et électroniquement.

4) L’autobouilleur

L’autobouilleur est aussi un module électronique qui est relié à une seule sonde qui lit la température du sirop. De plus, il mesure la pression barométrique. Cette dernière lui permet de corriger automatiquement le point de cuisson sans avoir à se référer au point d’ébullition de l’eau. Après avoir comparé la température de la sonde avec celle calculée, il donne le signal à la valve d’ouvrir. Ce signal a quelque chose de particulier : il est modulé en fonction de la différence de température sonde-calculée. Plus la différence est grande, plus le signal demande à la valve motorisée d’ouvrir et vice versa.

C) La valve de sortie

La valve de sortie est l’élément qui permet de laisser sortir de la casserole de finition le sirop que l’on considère prêt. Elle remplace la valve manuelle et réagit aux commandements de l’appareil. Il existe deux types de valves : la valve solénoïde et la valve motorisée. La valve solénoïde, qui est utilisée avec tous les thermorégulateurs sauf l’autobouilleur, fonctionne par force électromagnétique qui agit sur la tige de la valve (plongeur) et qui lui indique d’ouvrir ou fermer. Il n’y a pas de position mitoyenne. Elle fonctionne soit sur le 110 volts, soit sur le 12 volts.

La valve de l’autobouilleur est du type à guillotine actionnée par un moteur. Ce dernier a une multitude d’ouvertures qui dépendent de la boîte de contrôle. Elle permet une réponse modulée en fonction de la température du sirop, c’est-à-dire qu’elle peut ouvrir plus ou moins en fonction de la température du sirop.

UTILISATION

Dans un premier temps, il faut s’assurer que les sondes soient bien installées selon les recommandations du fabricant. On parle de ¼ de pouce du fond de la casserole pour la pointe de la sonde thermistor. Il faut aussi, lors de l’installation, placer les appareils de contrôle à un endroit facile d’accès, facile à lire et éloigné des environnements inappropriés.

Dans un second temps, les thermorégulateurs de coulée peuvent être divisés en deux groupes : ceux qui ne demandent pas qu’on vérifie la température d’ébullition de l’eau pure qui varie en fonction de la pression barométrique, et les autres. Dans la première catégorie, sont classés le Cholette, à deux sondes et l’autobouilleur. Le numérique se retrouve dans la deuxième catégorie.

Une fois la température d’ébullition trouvée et ajustée sur l’appareil de contrôle, il faut s’assurer que le produit qui sort de l’évaporateur est au bon ºBrix. L’utilisation de l’hydrotherme peut permettre de réaliser l’ajustement fin de l’appareil de contrôle. Il est conseillé d’ajouter une valve manuelle entre la casserole et la valve automatique pour permettre d’enlever cette dernière pour la réparation ou le nettoyage. Aussi, une autre valve manuelle qui sort directement de la casserole vers le siroptier permet de couler le sirop manuellement lors de défectuosité de la valve automatique (prudence).

POINTS FORTS

Cholette

Compense directement la pression barométrique, pas de correction de température

Facile d’utilisation.

Numérique

Facile d’utilisation

Facile à lire

Pas besoin de deux sondes de lecture

Réagit aussi rapidement que la sonde le permet.

À deux sondes

Compense directement la pression barométrique

Autobouilleur

Mesure la pression barométrique

Calcul et compense automatiquement le point d’ébullition

Sa valve motorisée permet une modulation de la coulée en fonction de la  température de la solution.

POINTS FAIBLES

Cholette

Problème de condensation entre la membrane et la vis du cadran qui peut mettre le contact avant le besoin, surtout s’il est placé à un endroit très humide.

Problème relié au type de valve solénoïde qui n’a que deux positions :

ouverte ou fermée. Le temps de réaction entre l’ouverture et la fermeture de la valve, à cause du temps de lecture de la sonde et du mouvement du sirop dans la casserole, peut provoquer la sortie de sirop en bas de 66ºBrix, à la fin de la coulée. Précision plus difficile à réaliser parce que l’ajustement se fait manuellement.

Numérique

Même problème relié à la valve solénoïde.

À deux sondes

Même problème relié à la valve solénoïde

Problème relié à la deuxième sonde qui trempe dans l’eau pure : conserver  de l'eau pure en permanence et en ébulition

Autobouilleur

Précision dépend de la sonde

Son prix élevé.

COÛT ET POINT DE VENTE

Cholette

Waterloo/Small et Dominion & Grimm ; 765 $ à 805 $.

Tél. : 450-539-3663 ou 514-351-3000

Numérique

Tous les distributeurs d’équipement ; 1 150 $ à 1 335 $, en fonction du diamètre de la valve : 1, 11/4 et 11/2 pouce.

À deux sondes

N’est plus disponible ; à cause des problèmes d’utilisation.

Autobouilleur

Les spécialistes techniques de Valcourt inc. ; 1 600 $

Tél. : 450-532-2244

REMARQUES GÉNÉRALES

Le problème de valve solénoïde peut être amélioré, sinon corrigé complètement, en compartimentant la section près de la sonde avec une tôle trouée à son extrémité inférieure. Ceci emprisonne momentanément le sirop dans le bout de la casserole et permet à la valve de ne faire sortir que la partie du sirop qui est à la bonne température, lue par la sonde.

Tout ces appareils sont des instruments de mesure plus ou moins sophistiqués et plus ou moins électroniques. Il faut prendre des précautions au niveau de leur positionnement dans la cabane et de leur utilisation.

Ces instruments sont des mesures indirectes du taux de sucre ; il faut toujours prendre l’habitude de vérifier leur efficacité en mesurant la densité du sirop à la sortie. Il est recommandé de nettoyer régulièrement les parties de ces systèmes qui sont en contact avec le sirop.

Tous les thermorégulateurs ont un mode manuel de fonctionnement.

 

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