Le rôle de la surveillance de la carence en oxygène dans les brasseries

Le processus de fermentation est l'une des étapes réactionnelles clés de la production de produits alcoolisés. Ce sont les concentrations des produits chimiques secondaires produits au cours de cette réaction qui affectent le profil gustatif final du produit1 ? Par ailleurs,la vitesse à laquelle la fermentation se produit influence la concentration globale en éthanol dans le produit final².

La fermentation se produit dans des environnements anaérobies, ou pauvres en oxygène. Dans ces conditions, la levure décompose le glucose du mélange de brassage en éthanol, produisant du dioxyde de carbone comme produit secondaire. En outre, de petites quantités d'hydrogène et de méthane peuvent être générées.
Bien qu'il soit peu probable qu'un travailleur soit confronté à l'environnement pauvre en oxygène d'une cuve de fermentation fermée, s'il y a une fuite , de grandes quantités de dioxyde de carbone peuvent être libérées. Comme il s'agit d'un gaz inodore et incolore, une fuite peut facilement passer inaperçue. Les cuves de fermentation ouvertes sont plus problématiques car l'espace libre au-dessus de ces cuves peut atteindre des concentrations en dioxyde de carbone très élevées.³

Le dioxyde de carbone peut provoquer des étourdissements et des nausées à de faibles concentrations et entraîner la mort par asphyxie (en raison du déplacement de l'oxygène) à des concentrations plus élevées. Ceci rend obligatoire la présence d'équipements de surveillance de gaz dans les zones où le dioxyde de carbone est utilisé ou produit.⁴

Outre la difficulté à détecter les fuites, ce qui rend le dioxyde de carbone particulièrement dangereux en tant qu'asphyxiant, c'est qu'il est plus lourd que l'oxygène et qu'il s'accumule donc dans les zones basses, déplaçant l'oxygène qui s'y trouve. Cela signifie que même si les zones autour de la cuve de fermentation elle-même ne sont pas affectées, les sous-sols ou les zones de niveau inférieur à proximité peuvent toujours présenter un risque de petites fuites.

Détection ou appauvrissement de gaz ?

Il existe plusieurs façons de se conformer à la législation en matière de santé et de sécurité concernant la production de dioxyde de carbone. On peut utiliser des détecteurs de gaz, qui surveillent la concentration d'un gaz particulier, ou des capteurs d'appauvrissement en oxygène.

Si les détecteurs de gaz peuvent être utiles pour la détection des fuites, les capteurs sont généralement conçus pour la détection d'un seul type de gaz. Comme le principal risque dans les brasseries est généralement l'asphyxie, provoqué par un manque d'oxygène, l'utilisation de capteurs d'appauvrissement en oxygène semble plus appropriée.

En effet, les capteurs d'appauvrissement en oxygène surveillent les niveaux d'oxygène dans les gaz (ou dans ce cas, dans l'air ambiant) et sont généralement reliées à un système d'alarme qui se déclenche lorsque le niveau d'oxygène est trop bas. Il existe différents types de détecteurs d'appauvrissement en oxygène, mais certains, comme les capteurs d'oxygène à l'oxyde de zirconium, dépendent de la présence d'un échantillon d'oxygène de référence pour fonctionner correctement. Parfois, le gaz de référence d'oxygène peut être généré in situ, mais de nombreux capteurs nécessitent une alimentation en gaz externe pour être rechargés.⁵

Références d'oxygène

Nombre de brasseries ne sont pas nécessairement équipées pour le stockage et la manipulation en toute sécurité de grosses et lourdes bouteilles de gaz sous pression. Air Products propose une alternative intéressante aux grandes bouteilles grâce à ses petites bouteilles de gaz non rechargeables..6 Elles sont disponibles en petits volumes (jusqu'à 34, 58 et 110 litres de gaz) et le gaz est disponible aux spécifications élevées nécessaires pour les mesures de référence les plus précises. En plus d'être plus portables et plus faciles à manipuler, les bouteilles d'Air Products sont un bon moyen de contourner les problèmes de santé et de sécurité liés au stockage des grosses bouteilles, ainsi que les coûts associés. Elles réduisent la charge de remplissage des capteurs d'appauvrissement en oxygène, élément essentiel de la sécurité sur tout site de brasserie. Elles garantissent aussi un lieu de travail plus sûr, sans qu'il soit nécessaire d'introduire des équipements de sécurité plus spécialisés pour la manipulation de gaz à grande échelle.

Références

1. Chambers, Paul J., and Isak S. Pretorius. 2010. “Fermenting Knowledge: The History of Winemaking, Science and Yeast Research.” EMBO Reports 11(12): 914–20.
2. Carlsen, H. N., H. Degn, and D. Lloyd. 1991. “Effects of Alcohols on the Respiration and Fermentation of Aerated Suspensions of Baker’s Yeast.” Journal of General Microbiology 137(12): 2879–83.
3. Kobayashi, Michiko et al. 2005. “On-Line Estimation and Control of Apparent Extract Concentration in Low-Malt Beer Fermentation.” Journal of the Institute of Brewing 111(2): 128–36.
4. HSE on CO2, (2019) http://www.hse.gov.uk/carboncapture/carbondioxide.htm, accessed 20/02/202
5. Kimura, Shinji, Shigeo Ishitani, and Hirosh Takao. 1986. “Principles and Development of a Thick-Film Zirconium Oxide Oxygen Sensor.” ACS Symposium Series 2: 101–20
6. Air Products Calibration Gas Cylinders (2019), http://www.airproducts.fr/microsite/uk/oneuse/index.htm, accessed 20/02/2020