Principe

Le produit de la fermentation a une faible concentration en éthanol, il est donc nécessaire de recourir à une distillation.

Principe général de la distillation

 

La distillation est un procédé de séparation des différents constituants d'un mélange homogène. Ce procédé s'appuit sur la différence de température d'ébullition des substances liquides. En effet, selon leur composition chimique, la températures d'ebullition des liquides varient. La distillation consciste donc a séparer différentes substances d'un mélange grâce à leur différence de vollatilité, c'est à dire leur capacité à s'évaporer selon la temperature. Dans certains cas, mieux qu'une séparation, il s'agit d'une de méthode de purification. Une substance possèdant une température d'ébullition basse s'évaporera plus vite qu'une substance qui en possède une plus élevée.

Si on chauffe un mélange homogène, le composé qui a la plus basse température d'ébullition c'est à dire le plus volatil, s'évapore plus facilement et compose la majeure partie des vapeurs. Il est ainsi possible de créer une phase gazeuse ayant une composition différente du mélange initial. Ces vapeurs sont ensuite condensées pour constituer un liquide appelé distillat. Celui-ci est principalement constitué de la substance la plus volatile du mélange initial.  Le distillat n'est pas un produit pur, il contient encore une petite quantité des autres composés du mélange initial. Si l'on veut concentrer d'avantage la substance la plus volatil, il est nécessaire de répèter la distillation.

La distillation se déroule donc en deux étapes la vaporistaion et la condensation.

 

La distillation dans la fabrication du schnaps

L'utilité de la distillation dans la fabrication du schnaps est de concentrer l'éthanol dans la substance produite par la fermentation ainsi que de purifier celle-ci. Pour cela, le produit de la fermentation, aussi appelé alcoolat, est chauffé a 79 degré qui est la température d'ébullition de l'éthanol. L'éthanol se vaporise et se sépare ainsi du mélange initial avant d'etre condensé pour obtenir un distillat. En pratique, une certaine proportion d'eau et de produits plus volatiles que l'éthanol entrent dans ce liquide obtenu car une vaporisation minime a lieu avant l'ébullition d'un liquide. Le distillat n'est donc pas entièrement composé d'éthanol. Il est donc nécessaire de recourir a une deuxieme distilation. Malgré, de multiples distillations il est impossible d'obtenir  un distillat constitué de plus de 96% d'éthanol car il forme avec l'eau un azéotrope, mélange liquide qui bout à température fixe en gardant une composition fixe.


Il existe deux types de distillations:

           - La distillation continue  

           - La distillation discontinue


La distillation continue

Une distillation continue est une distillation où le produit à distiller ainsi que la température ne changent pas, car le mécanisme de distillation est continuellement alimenté avec le produit a séparer. 

Pour pratiquer une distillation continue, on utilise des alambics spéciaux, qui ont un mécanisme permettant d'alimenter continuellement la chaudière avec le produit à distiller. La distillation continue est beaucoup utilisée dans l'industrie, notament pour la raffinerie du pétrole, la fabrication d'encres, de vernis ou encore de colles.

Cette distillation est uniquement utilisée dans de grandes distilleries et tourne 24H/24 et 7J/7. C’est un système très couteux et réservé aux professionnels, car une large gamme de matériel de taille colossale (10m) est nécessaire, et il faut avoir une grande quantité de jus fermenté à distiller.
Cette technique est nottament utilisée dans la production de bioéthanol (utilisé comme carburant pour automoblile), voir partie "distillation alambic" pour plus de détails. 

 

La distillation discontinue:

Une distillation discontinue est une distillation où le mélange à séparer est chargé une fois dans l'installation, et les composants de ce mélange sont distillés les uns après les autres. La composition du mélange change donc continuellement, ainsi que la température, et il est nécessaire d'emplir la cuve de temps en temps car celle-ci se vide, et de recommencer l'opération.

 

La distillation simple:

La distillation simple est un type de distillation discontinue. On parle de distillation simple lorsqu'on ne distille qu'une seule fois la substance fermentée, on chauffe donc le produit à ébullition, et on sépare ensuite le distillat qui s'égoutte en trois catégories :

     - la tête, elle sort en premier, elle est très aggressive, car elle a une forte concentration en alcool (jusqu'à 90°), on l'écarte.

     - le coeur, c'est la partie la plus arômatisée, elle a une concentration d'environs 70°, on la garde.

     - la queue, fâde car elle ne contient pas beaucoup d'alcool, on l'écarte elle aussi.

Mais la plupart des distillateurs ont recours à une deuxième distillation :



La double distillation:

A la distillerie mette (que nous avons eut la chance de visiter à Ribeauvillé), on pratique la double distillation. On utilise un alambic à repasse (utilisée pour faire du cognac), et on fait une première distillation après laquelle on obtient deux ensembles que l'on sépare : 

- De l’imparfait, qui constitue un peu moins de la première moitié du volume obtenu (on utilise l'odorat pour délimiter la fin de l'imparfait), il a une concentration en alcool d’environs 40%.

- Du flegme (tout ce qui vient après l’imparfait). Il a une concentration en alcool d’environs 15%.

On rassemble tout le flegme, et on le distille à nouveaux pour obtenir de l’imparfait, et ainsi de suite. 

Puis on distille l’imparfait, c’est la deuxième distillation, on obtient la tête, le coeur et la queue. Puis le principe est le même que lors d'une distillation simple, on garde le coeur et on se débarasse de la tête et de la queue. Cette seconde distillation est appelée la bonne chauffe. Les distillateurs peuvent parfois pratiquer une troisième distillation, voir plus.

   

Mais il existe d'autres types de distillation discontinue:


La distillation à la vapeur:

La distillation à la vapeur est une technique utilisée pour distiller des boissons alcoolisées ou pour extraire des huiles essentielles, en faisant traverser les substances organiques ou le liquide avec de la vapeur. Cette technique nous viens des arabes, elle a été inventée au IXème sciècle.

Le but est d'entraîner avec la vapeur d'eau les constituants volatils du produit brut. La vapeur détruit la structure des cellules végétales, libèrant ainsi les molécules contenues et entraîne les plus volatiles sans les endommager ou les brûler. La vapeur, chargée de l'essence de la matière première distillée, se condense dans le serpentin de l'alambic avant d'être récupérée dans un essencier. On utilise un alambic spécial pour la distillation à la vapeur (photo voir partie "Alambic).

Cette technique est très utile pour séparer les huiles essentielles, qui sont souvent peu solubles dans l'eau bouillante, mais aussi pour recceuillir des arômes très délicats, qui seraient détruits si ils étaient exposé à de trop fortes températures. Ce procédé est traditionnellement utilisé pour extraire les huiles essentielles des plantes aromatiques que l’on utilise pour aromatiser les liqueurs, mais peut aussi servir à la distillation de boissons alcoolisées.

 

La distillation fractionnée:

La distillation fractionnée est une technique inspirée de la distillation simple. Le but est de séparer les différents composants d'un liquide, en le portant à différentes températures, en changeant de récipient à chaque palier. Si l'on souhaite distiller deux substances qui ont des températures d'ébullition très différentes, on utilisera un montage de distillation simple alors que si leurs températures sont proches, on utilisera un montage de distillation fractionnée (photo voir partie "Alambic"). En réalité, la seule différence avec le montage distillation simple est la colone de vigreux, qui remplace le chapiteau sur les alambics destinés à le distillation fractionnée.

La colone de vigreux, inventée par Henri Vigreux, a pour vocation de séparer efficacement les différents composés en fonction de leur volatilité, même si ceux-ci ont des températures d'ébullition très proches. Elle est composée d'un tube en verre, donc l'intérieur est hérissé de pics dirigés vers le bas. Ces pics permettent une condensation successive des différents composants et donc une séparation plus précise des différents corps présents. En effet, la température diminuant le long de la colonne, les différents composants se condensent à des hauteurs différentes, et seuls les composants les plus volatiles s'échappent à chaque fois.

La distillation fractionnée est essentiellement utilisée en laboratoire, et dans l'industrie du pétrole. En effet, la distillation du pétrole brut à l'intérieur de hautes tours de fractionnement permet d'obtenir de nombreux produits différents, tel que fuel destiné aux moteurs de bateaux, locomotives et camions, le supercarburant pour automobiles, ainsi que le carburant pour avions.

 



 

Toutes ces distillations nécéssitent le même type d'apareil, l'alambic.

 

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