Créer une distillerie de whisky : ce qu’il faut prévoir avant d’acheter du matériel

La création d'une distillerie de whisky semble souvent plus simple sur le papier qu'elle ne l'est dans la pratique.

Il y a un alambic, un système de brassage, quelques cuves de fermentation, plusieurs cuves de stockage et, à terme, une chaîne d'embouteillage. Mais dès qu'un projet passe d'un petit lot d'essai à la production commerciale, l'équipement en lui-même ne représente plus qu'une partie de l'investissement.

Les locaux, les services publics, la manutention des céréales, la capacité de fermentation, la gestion des déchets, le stockage en fûts, le conditionnement, la main-d'œuvre et le fonds de roulement font tous partie de la même équation.

Cela vaut tout particulièrement pour une distillerie de whisky qui gère l'ensemble du processus, « du grain au verre ». L'entreprise doit produire un spiritueux d'une qualité constante dès aujourd'hui, tout en conservant des stocks en cours de vieillissement pendant des mois, voire des années, avant que ce whisky ne devienne un produit fini.

La meilleure approche consiste à concevoir la distillerie en tenant compte de l'ensemble du processus de production, plutôt que de partir de la taille d'un alambic pour définir le reste par la suite.

Déterminez ce que vous allez réellement produire

“L'expression ” distillerie de whisky » ne constitue pas une spécification de procédé suffisante.

Une distillerie de whisky de malt, une distillerie de whisky à base de maïs, une distillerie de whisky à forte teneur en seigle et une usine produisant plusieurs catégories de spiritueux peuvent avoir des besoins en équipement très différents.

Commencez par définir les matières premières et la méthode de production envisagée.

La distillerie utilisera-t-elle uniquement de l'orge maltée, ou un mélange de seigle, de maïs, de blé et de céréales maltées ? Le moût sera-t-il séparé avant la fermentation, ou les matières solides resteront-elles dans le moût fermenté ? La distillation sera-t-elle effectuée dans un pot still, une combinaison d'alambics de décantation et d'alambics à alcool, ou un configuration hybride? Ces décisions ont des répercussions sur l'ensemble du système en amont.

Par exemple, une distillerie traitant d'importantes quantités de céréales non maltées peut nécessiter des procédés de mouture et de brassage différents de ceux d'une distillerie produisant du whisky à base de malt. Les caractéristiques des céréales influencent également la viscosité de la purée, les besoins en chauffage, le pompage, l'agitation et la manière dont le moût usé est traité.

Il est donc utile de définir un schéma de processus avant de demander des devis pour du matériel.

 

La manutention des céréales est plus importante qu'il n'y paraît

La production commerciale de whisky commence bien avant l'alambic.

La réception, le stockage, le nettoyage, le déguarnissage, la mouture, le pesage, le transport et la lutte contre la poussière des céréales ont tous une incidence sur la fiabilité de la production.

Pour une petite start-up, certaines de ces opérations peuvent être relativement simples. Cependant, à mesure que le débit augmente, la gestion manuelle devient rapidement un goulot d'étranglement.

Choisissez le broyeur en fonction des matières premières et de la granulométrie requise, plutôt que de le considérer comme un équipement générique. L'orge maltée peut être traitée à l'aide d'un broyeur à rouleaux, tandis que le maïs, le seigle ou le blé peuvent nécessiter un broyeur à marteaux ou un autre système de broyage capable de produire la distribution granulométrique souhaitée.

Le seigle mérite une attention particulière. Une forte proportion de seigle peut donner lieu à des moûts exceptionnellement visqueux. Des recherches récentes sur le whisky ont confirmé qu’une augmentation de la teneur en seigle peut accroître la viscosité du moût et du brassin, ce qui pose des difficultés en matière de filtration et de manipulation des fluides. Le seigle contient également des quantités importantes de polysaccharides solubles non amylacés, notamment des arabinoxylanes, qui contribuent à ces propriétés rhéologiques.

Dans une usine industrielle, cela ne se résume pas à une simple question de recette.

Cela peut avoir une incidence sur le dimensionnement de l'agitateur, le choix de la pompe, le diamètre des conduites, le transfert de chaleur, l'évacuation du moût, ainsi que la conception du système d'alimentation des cuves de fermentation et de distillation.

Une recette qui fonctionne dans le cadre d'une petite installation domestique ou pilote peut donc nécessiter une organisation différente des processus à l'échelle industrielle.

 

Le brassage doit être conçu en fonction de la composition en céréales

C'est au niveau du système de brassage que les caractéristiques des céréales sélectionnées commencent à se traduire par des exigences techniques.

Un processus typique de fabrication de whisky à base de céréales peut comprendre la préparation de l'alcool chaud, le dosage des céréales, le malaxage du moût, le chauffage ou le contrôle progressif de la température, la conversion enzymatique et le transfert vers la cuve de fermentation.

La configuration requise dépend de la composition principale du processus : s'il utilise principalement du grain malté, des céréales non maltées ou une combinaison des deux.

Dans le cas des formulations à forte teneur en seigle, la viscosité mérite une attention particulière. Un moût épais peut réduire la circulation et rendre la répartition de la chaleur moins homogène. Des conduites de transfert mal conçues ou des pompes sous-dimensionnées peuvent transformer une recette par ailleurs viable en un problème opérationnel.

La stratégie de transformation peut inclure la composition du grain, les spécifications de mouture, le profil de température, le rapport eau/moût, la gestion des enzymes lorsque cela est autorisé et approprié, ainsi que l’agitation mécanique. Le traitement enzymatique a été étudié comme moyen de réduire la viscosité associée aux polysaccharides non amylacés issus du seigle, bien que les adjuvants de fabrication et les méthodes de production acceptables dépendent du type de bière et de la réglementation applicable.

C'est l'une des raisons pour lesquelles un fournisseur d'équipements de distillerie devrait bien comprendre la recette, plutôt que de proposer un devis pour une cuve de brassage en se basant uniquement sur le volume de lot souhaité.

La capacité de fermentation ne se limite pas à la fermentation

La fermentation est l'une des étapes où les calendriers de production commencent à devenir quantifiables.

La distillerie ne peut toutefois pas fonctionner en continu à ce rythme théorique si elle ne dispose pas d'une quantité suffisante de moût fermenté au moment voulu. Il en résulte une relation entre la production de moût, le volume de fermentation, le nombre de cuves de fermentation, la durée de la fermentation et les heures de fonctionnement de l'alambic.

S'il n'y a pas assez de cuves de fermentation, l'alambic risque de rester à l'arrêt.

Si leur nombre est trop élevé, l'investissement en capital et la charge de travail liée au nettoyage risquent de devenir inutilement importants. La conception doit également tenir compte de la capacité de refroidissement, de l'espace libre, de l'agitation si nécessaire, de l'accès pour le nettoyage, des dispositifs de vidange et des conduites de transfert.

Pour une nouvelle distillerie, plusieurs cuves de fermentation de plus petite taille peuvent parfois offrir une plus grande souplesse opérationnelle qu'une seule très grande cuve. Il est ainsi possible de programmer différents lots de manière indépendante et de tester des modifications de procédé sans affecter l'ensemble du programme de fermentation.

Les installations de distillerie de Tiantai utilisent des cuves de fermentation sur mesure, disposées selon différentes configurations : en intérieur, superposées, en extérieur ou à ciel ouvert, en fonction du procédé et de l'espace disponible.

 

Choisissez le distillat en fonction de l'alcool que vous souhaitez obtenir, et non l'inverse.

L'alambic est généralement l'élément le plus visible du matériel d'une distillerie, mais son achat ne doit intervenir qu'une fois le processus de production défini.

Pot stills sont généralement choisies lorsque la distillation par lots et la conservation des composés aromatiques sont importantes. Les alambics à colonne permettent un fonctionnement en continu et offrent des niveaux de rectification plus élevés. Systèmes hybrides offrent une solution intermédiaire aux distilleries artisanales qui ont besoin d'une plus grande flexibilité sans pour autant devoir mettre en place des systèmes de distillation totalement distincts.

Pour le whisky, la conception de l'alambic peut influencer la quantité de reflux, le contact avec le cuivre, le parcours des vapeurs et le caractère du distillat.

Même des détails apparemment insignifiants peuvent faire partie de la conception du procédé. La géométrie du casque, la configuration des bras de lyne, la section de la colonne, la disposition des condenseurs, ainsi que les « doublers » ou « thumpers » optionnels peuvent tous être configurés en fonction du fonctionnement prévu.

Tiantai propose des solutions sur mesure pot, hybride, ainsi que des alambics à colonne, et peuvent combiner un pot still avec des sections de colonne supplémentaires, des doubleurs ou d’autres modules lorsque le procédé l’exige. Les dispositifs de dérivation peuvent également permettre différents parcours de vapeur sur les systèmes hybrides.

Pour une start-up qui prévoit de produire plusieurs catégories de spiritueux, cette flexibilité peut s'avérer plus précieuse qu'une simple augmentation de la capacité des alambics.

 

N'oubliez pas le matériel qui entoure l'alambic

Un alambic ne fonctionne pas tout seul. Le système de chauffage (chaudière ou autre source de chaleur), le refroidissement du condenseur, les pompes, les commandes électriques, l'eau de process, l'air comprimé le cas échéant, ainsi que le système d'évacuation des eaux usées : tous ces éléments ont une incidence sur le rendement réel de la distillerie.

C'est l'un des domaines dans lesquels les nouveaux opérateurs peuvent sous-estimer l'ampleur du projet.

Une distillerie chauffée à la vapeur, par exemple, doit prendre en compte la chaudière et le réseau de distribution de vapeur associé, la gestion des condensats, le traitement de l’eau et l’installation. Un condenseur refroidi à l’eau nécessite une stratégie fiable en matière d’eau de refroidissement. Un système en boucle fermée peut réduire la consommation d’eau douce, mais s’accompagne de ses propres exigences en matière de capacité de refroidissement, de charge électrique, de rejet de chaleur, de maintenance et d’installation.

Le calcul important n'est donc pas simplement :

Quelle est la taille de l'alambic ?

C'est :

L'ensemble du réseau de services publics est-il en mesure d'alimenter l'alambic selon le calendrier d'exploitation prévu ?

Tiantai évalue les options de chauffage en fonction de la taille de l'alambic et du procédé utilisé ; des systèmes à vapeur, électriques, à chauffage direct et à bain-marie (à eau ou à huile) sont disponibles selon le modèle et l'application. Les besoins en énergie sont définis dès la phase de conception du projet et ne sont pas considérés comme un élément secondaire.

 

Ce bâtiment fait partie de l'ensemble des équipements de la distillerie

Une distillerie peut disposer d'excellents équipements de production et n'en rester pas moins difficile à exploiter si le bâtiment n'a pas été conçu pour accueillir ce processus.

Il faut tenir compte de la charge au sol, du drainage, de la ventilation, de l'accès pour l'installation des équipements, de la manutention des matières premières, du stockage des fûts, du stockage des produits finis, de l'alimentation électrique, du combustible de chauffage, des systèmes de refroidissement et du traitement des eaux usées.

La transformation de l’alcool soulève également des considérations en matière d’incendie et de ventilation qui varient selon la juridiction et la classification des bâtiments. Par exemple, les exigences actuelles en matière de sécurité incendie à New York portent spécifiquement sur la ventilation par extraction et les mesures de contrôle des explosions dans les zones où des risques liés aux vapeurs inflammables peuvent survenir. D'autres juridictions appliquent leurs propres codes et classifications ; la conception finale doit donc être vérifiée au regard des exigences locales plutôt que d'être copiée à partir d'une autre distillerie.

C'est pourquoi l'aménagement des locaux doit être conçu en parallèle avec le déroulement des opérations.

L'emplacement du système de brassage influe sur la circulation des céréales. L'emplacement des cuves de fermentation influe sur les distances de transfert et le nettoyage. L'emplacement des alambics influe sur la vapeur, l'eau de refroidissement, le drainage et les zones de sécurité. Le stockage des fûts a une incidence à la fois sur la logistique et sur le fonds de roulement.

Un plan en 2D ou en 3D n'est donc pas simplement un dessin servant à implanter les équipements. C'est un moyen de vérifier si l'ensemble du système de production fonctionnera correctement à l'intérieur du bâtiment.

 

La gestion des eaux usées et du nettoyage nécessite une planification dès le départ

La production de whisky nécessite d'importantes quantités d'eau, et cette eau ne sort pas entièrement de l'usine sous forme d'eau pure réutilisable.

Les résidus de brassage, les eaux de lavage, les solutions CIP, les eaux de rinçage des bouteilles, les eaux de vidange des équipements et les autres effluents de process doivent être gérés conformément aux exigences locales.

Il convient également de prendre en compte le CIP avant la mise en place définitive de la tuyauterie.

Une installation industrielle équipée d'accessoires sanitaires et de raccords de nettoyage correctement agencés peut réduire les opérations de nettoyage manuel et améliorer la cohérence entre les lots. Parallèlement, le système CIP doit être adapté à la configuration réelle des cuves, des canalisations, des alambics et du processus de fabrication.

Tiantai peut intégrer, si nécessaire, des systèmes CIP et des raccordements sanitaires dans les projets de distillerie, parallèlement aux principaux équipements de production.

Le stockage en fûts modifie le modèle économique

C'est sans doute l'un des aspects les plus importants pour une nouvelle distillerie de whisky.

La distillerie doit engager des dépenses pour l'achat de céréales, de levure, d'énergie, de main-d'œuvre, de fûts, de stockage, d'assurance, d'entretien et d'emballage avant de pouvoir commercialiser un whisky arrivé à maturité.

Cela signifie que la capacité de production ne peut être considérée indépendamment de la capacité de maturation.

Si la distillerie prévoit de remplir un certain nombre de fûts chaque mois, elle doit disposer d'une capacité de production suffisante pour respecter ce calendrier de remplissage, d'un espace de stockage suffisant pour accueillir les stocks croissants, ainsi que d'un fonds de roulement suffisant pour couvrir la période entre la distillation et la vente des produits finis.

Les opérateurs ayant pris part à la discussion initiale l'ont souligné à plusieurs reprises : pour une entreprise de seigle ou de whisky « du grain au verre », la période de maturation peut constituer l'une des principales contraintes pratiques, car la production se poursuit alors que les stocks restent immobilisés dans des fûts.

Le modèle financier précis varie considérablement selon les pays, le positionnement du produit, les coûts fonciers et de construction, le programme de vieillissement en fûts, les coûts de main-d'œuvre et les canaux de distribution. Il n'existe pas de “ coût de démarrage ” universel pertinent pour une distillerie de whisky.

Ce qu'il est possible de planifier, c'est la relation entre le volume de production et les liquidités immobilisées dans les stocks.

 

Pensez à ce qui permet de payer les factures pendant que le whisky vieillit

Une distillerie peut avoir un programme solide à long terme pour le whisky tout en ayant besoin de produits qui soient commercialisés plus rapidement.

En fonction de la réglementation locale et du modèle économique de l'entreprise, cela peut inclure du gin, de la vodka, du whisky non vieilli, du rhum blanc, des liqueurs ou d'autres spiritueux. Certaines entreprises peuvent également recourir à des spiritueux achetés auprès de fournisseurs, à l'assemblage, à la production en sous-traitance ou à d'autres activités, plutôt que de s'appuyer exclusivement sur leur propre whisky vieilli.

Ce n'est pas une raison pour créer une distillerie sans orientation précise. C'est une raison pour se demander si les équipements peuvent permettre de suivre plusieurs stratégies commerciales.

A hybride encore, par exemple, peut être configuré pour fonctionner avec différents niveaux de rectification. Des cuves supplémentaires de mélange et de maturation peuvent faciliter la gestion des différents produits. Des cuves de fermentation distinctes peuvent offrir une plus grande souplesse dans la planification.

La solution la plus adaptée dépend du plan d'affaires, mais il convient de se poser la question avant de commander le matériel.

 

La qualité d'un équipement dépend de celle des personnes qui l'utilisent

La distillation à l'échelle industrielle nécessite un apprentissage pratique assez long.

Exploiter un petit alambic n'a rien à voir avec la gestion d'un système de production où plusieurs centaines, voire plusieurs milliers de litres passent par les étapes de mouture, de brassage, de fermentation, de distillation, de nettoyage, de stockage et de conditionnement selon un cycle répétitif.

À l'échelle industrielle, les opérateurs doivent maîtriser tant le dépannage des procédés que le fonctionnement des équipements.

• Que se passe-t-il lorsqu'un moût devient trop visqueux ?
• Que se passe-t-il lorsqu'une fermentation se termine en retard ?
• Que se passe-t-il lorsque le condenseur ne parvient pas à évacuer la chaleur au rythme prévu ?
• Que se passe-t-il lorsqu'une pompe ne parvient pas à traiter la teneur en matières solides ?
• Comment le calendrier de production évolue-t-il lorsqu'un lot doit être mis en attente ?

Il s'agit là de questions liées à la gestion de la production, et non pas simplement de questions relatives à la distillation.

Des opérateurs et des consultants expérimentés peuvent accélérer la prise en main, mais un bon fournisseur d'équipements doit également fournir de la documentation, une aide à la mise en service, des formations et une assistance technique.

Le périmètre du projet de Tiantai comprend l'installation, la mise en service, la formation des opérateurs, l'automatisation et l'assistance à la maintenance, en plus de la fabrication des équipements et de la planification des procédés et de l'agencement.

 

Choisissez le fournisseur d'équipements comme partenaire technique

Le prix est évidemment un critère à prendre en compte lors du choix des équipements d'une distillerie, mais le devis le plus bas ne correspond pas nécessairement au coût le plus bas du projet.

Une comparaison plus pertinente pourrait être la suivante :

Le fournisseur est-il en mesure de comprendre le processus de brassage et de fermentation prévu ?

Le fournisseur peut-il fournir un schéma complet du processus et une liste des équipements ?

Les exigences en matière de services publics ont-elles été définies ?

L'équipement peut-il s'adapter au bâtiment en question ?

Les cuves, les pompes, les canalisations, les systèmes de commande, les systèmes CIP et les systèmes de distillation sont-ils conçus pour fonctionner ensemble ?

Qui se charge de l'installation et de la mise en service ?

Que se passe-t-il lorsque l'usine doit s'agrandir ?

Ces questions revêtent une importance particulière lors de l'achat de matériel à l'étranger.

Tiantai associe la conception de procédés sur mesure à la réalisation de plans en 2D/3D, à la fabrication d'équipements, aux essais, à l'installation, à la mise en service et à la formation. Ses solutions pour les distilleries couvrent actuellement le whisky, le gin, la vodka, le brandy, le rhum, la tequila et d'autres spiritueux, avec des projets allant des petites installations commerciales aux systèmes de production à plus grande échelle.

 

Commencez modestement, mais pensez dès maintenant à la prochaine étape

“ Commencer petit ” n’est un conseil utile que si l’installation de départ est conçue de manière intelligente.

L'achat d'un équipement trop volumineux peut immobiliser des capitaux et entraîner des coûts inutiles liés aux services publics et à l'entretien. L'achat d'un équipement trop petit peut contraindre l'exploitant à effectuer des cycles de production trop fréquents ou nécessiter une remise à niveau coûteuse une fois que l'activité aura pris de l'ampleur.

L'objectif le plus pertinent est une capacité qui corresponde au plan de ventes initial tout en laissant une marge de manœuvre pour une expansion future.

Cela pourrait impliquer de prévoir de l'espace pour des cuves de fermentation supplémentaires, de prévoir la capacité des réseaux techniques pour un deuxième alambic, d'installer la tuyauterie de manière à permettre l'ajout futur de cuves, ou de choisir un système hybride qui peut prendre en charge plusieurs catégories de spiritueux.

Se développer ne signifie pas forcément tout acheter dès le premier jour.

Cela implique de savoir à quoi ressemblera la deuxième phase avant même que la première ne soit mise en place.

 

Une distillerie de whisky est une usine de fabrication

La leçon la plus utile que l'on puisse tirer de l'expérience des distillateurs chevronnés, c'est qu'une distillerie commerciale n'est pas simplement une version à plus grande échelle d'une installation amateur.

Il s'agit d'une activité de production.

Les matières premières doivent être livrées dans les délais. Le matériel doit être nettoyé et entretenu. La fermentation doit respecter le calendrier de production. Les services techniques doivent assurer le bon déroulement du processus. Les déchets doivent être traités. L'alcool doit être stocké et surveillé. Les fûts occupent de l'espace et mobilisent des capitaux. Les produits finis doivent être conditionnés, vendus et livrés.

Pour un producteur de whisky, l'alambic occupe une place centrale, mais il ne constitue qu'une partie de l'installation.

La réussite d'un projet d'équipement de distillerie commence par l'articulation de la stratégie produit avec le flux de processus, puis par l'articulation de ce dernier avec l'équipement, les réseaux, le bâtiment et le calendrier d'exploitation.

C'est l'approche adoptée par Tiantai lors du développement de projets de distillerie : partir des spécifications relatives au spiritueux et aux exigences de production, puis concevoir le système en fonction de celles-ci.

Qu'il s'agisse d'une distillerie de whisky de seigle, d'une usine de whisky de malt, d'une distillerie artisanale ou d'une distillerie multiproduits, le bon équipement est celui qui répond aux besoins actuels du processus et qui offre à l'entreprise des perspectives réalistes de croissance pour l'avenir.