Brevet FR2349652A1 — publié le 19771125

La présente invention concerne un procédé amélioré pour la préparation continue a partir de moûts fermentés d'un alcod purifié qui peut être obtenu pratiquement exempt d'aldéhydes. par extraction la vapeur du contenu alcoolique, ci-après dénommée "extraction", le procédé selon l'invention est approprié en particulier pour la préparation des distillats pour les eaux-de-vie d'origine telles qu'alcool de grains, whisky, cognac, rhum, etc., qui ont un arôme caractéristique de matière première. Le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n 675 106 décrit un procédé pour la purification de l'alcool dans la distillation directe de liqueurs fermentées faiblement alcooliques, dans lequel on prélève par légère évaporation un distillat dont on extrait les têtes pour en séparer complètement les impuretés insolubles, on sépare ces impuretés insolubles et les impuretés volatiles et on mélange l'alcool purifié avec la liqueur alcoolique fraîche. Ce mode opératoire arrête la production d'alcool neutre et rend superflu un prélèvement du fusol. La demande de brevet de la République Fédérale d'Alle- magne DOS n 2 050 212 décrit un procédé pour l'obtention d'alcool purifié à partir de moûts fermentés, dans lequel on divise en deux courants partiels la vapeurintroduite pour ltextraction, llun des courants de vapeur servant de fluide caloporteur pour une colonne ou un système de colonnes branché en amont pour la séparation et l'enrichissement de produits de tete, tandis que l'autre courant de vapeur est envoyé une colonne de concentration placée en aval pour le transport de matières et de chaleur. Ce procédé se distingue par une faible consommation en vapeur et en eau et une mise en oeuvre rationnelle du procédé.Tandis que pour la préparation de distillats fins de grains on utilisait jusqu'à présent deux variantes du procédé, c'est-à-dire la préparation continue d'un distillat. brut a 60-90% en volume d'alcool} qui,dans une seconde étape; était soit rectifié périodiquement jusqu'à 96% en volume après dilution à 404 avec séparation des constituants secondaires indésirables tels qutacetaldéhyde, certains esters, des acides volatils et des alcools supérieurs (fusol); soit rectifié en continu dans un système de plusieurs colonnes consistant en deux ot trois colonnes avec séparation des produits secondaires indésirables, le procédé selon la demande de brevet DOS n 2 050 212 permet de préparer directement le distillat fin de grains en continu a partir des mouts en une étape. Une installation fonctionnant selon ce procédé fournit un distillat fin de grains ayant une teneur en aldéhyde inférieure å 4 mg/l d'alcool purifié. L'invention a pour objet un procédé amélioré pour la préparation d'alcool purifié b partir de moûts fermentés, permettant de préparerde l'alcool pratiquement exempt d'aldéhyde, possédant de préférence un arme caractéristique de la matière première. Dans la rectification des moûts fermentés, l'acétaldéhyde subit des réactions d'acétalisation qui suivent la loi d'action de masse. La demanderesse a découvert que la position de équilibre acétal déhyde-diéthylacétal aux concentrations produites dans les procédés de fermentation est exclusivement déterminée par la teneur en alcool. L'équilibre s'établit de la manière suivante A 10% en volume d'alcool, l'aldéhyde est lié à 4%, " 20% " " " " 7% " 30% " " " " 10% " 40% " " " " 15% " 50% " " " " 22% " 60% " " " " 29% " 70% " " " " 39% " 80% " " " " 50% " 90% " " " " 70% ta vitessebdtablissemrnt de l'équilibre dépend fortement dt pH et de la température. A un pH de 3,0 et à 20 C, l'état d'équilibre est atteint en 26 heures; à p11 4 en 12 jours; à pH 5 en environ 30 jours; tandis qu'a pH 6 l'établissement de L'équilibre nécessite plusieurs mois. On peut élever notablement ces vitesses aux températures élevées, de sorte qu'il est possible dans les conditions de pH et de température habituelles régnant dans les colonnes de distillation, d'atteindre l'équilibre en 15 à 30 mn. L'opinion actuelle partait du fait (voir également le brevet allemand 675 106 cité ci-dessùs) que l'aldéhyde et l'acétal qui en dérive daivent être considérés comme deux substances distinctes qui doivent donc être éliminées séparément dans la rectification. Le brevet allemand 675 106 indique notamment la formation d'un azéotrope binaire d'éthanol et d'acétal. Comme, a la faible teneur en alcool de 8 10% en volume du moût envoyé dans les colonnes, on peut parler d'un milieu aqueux, mais l'azéotrope de l'acétal avec l'eau possède un point d'ébullition de 970C et le point d'ébullition du moût est d'environ 93"C, l'acétate ne peut pas passer en tête de la colonne, où il règne encore des températures plus faibles, mais il va plutôt retourner vers le bas dans la colonne de distillation, vue a partir du plateau d'introduction. Dans la mesure où la teneur en alcool diminue et la teneur en eau augmente, l'équilibre est déplacé vers l'acétaldéhyde libre; l'aldéhyde libre, en raison de son bas point d'ébullition, passe à nouveau rapidement vers le haut dans la colonne, jusqu'à ce qu'il atteigne des régions où la formation d'acétal demarre fortement du fait des teneurs élevées en alcool, ledit acétal redescendant à nouveau comme on l'a déjà indiqué. L'état d'équilibre entre l'aldéhyde et l'acétal et les comportements opposés de ces deux constituants dans la rectification rendent extrêmement difficile l'élimination totale de l'acétaldéhyde à partir de solutionsalcooliques. On ne pourrait absolument pas comprendre cette difficulté si l'on ne tenait compte que du bas point d'ébullition de l'acétaldéhyde,de 20,40C,ou si l'on considérait seulement les courbes d'équilibre acétaldéhyde-éthanol et acétaldéhyde-eau, qui sont presque verticales et par conséquent, laissent présumer une séparation facile de l'aldéhyde.Dans la pratique, cependant, on rencontre comme on dévia expliqué des difficultés très grandes, car les réactions d'acétal sation conditionnées par l'équilibre qui se déroulent dans les colonnes s'opposent au procédé de séparation désiré. La demanderesse a découvert d'une façon surprenante selon l'invention que l'on peut obtenir avantageusement un alcool purifié pratiquement exempt d'acêtaldéhyde en extrayant des moûts fermentés, si on laisse séjourner le moût fermenté pénétrant d'abord dans une colonne de dégazage, pendant un temps suffisant dans cette colonne pour l'hydrolyse de l'acétal, de sorte que le moût dégazé qui est envoyé dans une colonne de rectification ne puisse pratiquement pas entraîneur d'acétal résiduel. Ce procédé est avantageusement combiné avec un procédé d'extraction dans lequel on divise en deux courants partiels la vapeur utilisée pour l'extraction l'un des courants de vapeur servant de milieu caloporteur pour la colonne de dégazage situéeen amontpour la séparation et l'enrichissement des produits de tête, tandis que l'autre courant de vapeur est envoyé à une colonne de rectification située en aval pour le transport de matière et de chaleur. Dans les procédés actuels, on croyait pouvoir distiller l'acétal sous forme d'un azéotrope binaire en tête de colonne et on disposait dans cette hypothèse de colonnes à courtes durées de séjour en amont3 de sorte que l'hydrolyse de l'acétal n'était pas totale et qu'il passait de l'acétal dans les colonnes situées en aval. L'acétal y était totalement hydrolysé et une grande partie de l'acétaldéhyde libéré pouvait être entraînée dans la rectification où il se formait à nouveau partiellement du diéthylacétal. On obtenait par rectification un alcool qui n'était pas exempt d'acétaldéhyde. Selon le principe du procédé du brevet allemand n" 675 106, on prépare actuellement en République Fédérale d'Allemagne des distillats de vin qui présentent une teneur en aldéhyde de 50 ou même 100 mg par litre d'alcool purifié.On peut bien séparer l'acétaîdéhyde résiduel qui passe en intercalant dans la préparation d'alcool fin une colonne d'extraction .entre la colonne d'entraînement et la colonne de rectification, mais cesmodesopératoires sont coûteux et compliqués. On décrit ci-après un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, en référence à la figure unique du dessin annexé. Le moût pénètre par la conduite 1 dans la colonne de dégazage où il est débarrassé des gaz dissous. Simultanément, on envoie par la conduite 2 dans la colonne III les substances se comportant comme des fractions de tête au moyen de la vapeur introduite par le bas; dans la colonne 3, il se produit une concentration de sorte que la vapeur pénétrant par la conduite 3 dans le condensateur K1 est enrichie notablement en produits de tête par rapport au courant de vapeur pénétrant par la conduite 2 dans la colonne III. La colonne 3 ne. gontient de préférence pas de zone d'entrainement si l'on désire préparer un distillat fin d caractère propre de matière première.Ceci permet que les substances qui semblent être responsables du caractère typique de matière première ne soient pas soutirées mais soient renvoyées dans le processus d'entraînement et de rectification. Le condensat retourne par la conduite 4 en tête de la colonne III. Une partie du condensat est soutirée du circuit par la conduite 5. Le condensat retournant dans la colonne III parvient par la conduite 6 en tête de la colonne I et s'écoule conjointement avec le moût vers le pied de la colonne et par la conduite 7 en tête de la colonne d'entrainement à la vapeur II. La colonne I est prévue avec une durée de séjour telle que le diéthylacétal puisse pratiquement être hydrolysé en totalité, avant que le mélange moût plus condensat s'écoule de la colonne I en tête de la colonne II. La durée de séjour dépend en particulier de la teneur initiale en acétal, du pH et de la température. Dans la colonne d'entrainement a la vapeur 11, l'alcool est retiré du moût par la vapeur d'eau introduite en pied de colonne par la conduite 8, de sorte que la vinasse exempte d'alcool s'écoule par la conduite 9. En tête de la colonne II, le courant de vapeur est divisé en deux courants partiels, dont l'un fournit la chaleur et a vapeur pour les colonnes amont I et Il pour la séparation des produits de tête, tandis que l'autre est envoyée pour le transport de matière et de chaleur a une colonne de concentration ou de rectification IV en aval. Cette distribution s'effectue de préférence de telle manière que l'on n'envoie par la conduite 10 dans les colonnes I et III qu'environ I a 3% de la quantité d'alcool qui passe, tandis que 97 a 99% de la quantité d'alcool s'écoule par la conduite 11 vers la colonne IV. Dans cette colonne s'effectue la rectification jusqu'à des teneurs élevées en alcool avec séparation des alcools supérieurs par la conduite 12. La vapeur sortant en tête de la colonne IV s'écoule par la conduite 13 dans le condenseur K2. Le condensat est renvoyé comme reflux par la conduite 14 dans la colonne IV, tandis que le distillat est prélevé par la conduite 15. On obtient au pied de la colonne IV une blanquette alcoolique qui est envoyée par la conduite 16 dans la colonne d'entralne- ment à la vapeur II où elle peut être extraite. Un distillat fin de grains pratiquement exempt d'aldéhyde préparé au moyen de cette disposition de colonnes présente une faible teneur en fusol inférieure à 4 mg/l d'alcool pur, des teneurs en esters d'environ 20 mg/l d'alcool pur et un pH de 6,9. Les colonnes peuvent être des colonnes à plateaux ou- à garnissage et etre reliées par un système de canalisations correspondant ou bien reliées directement les unes aux autres par des brides. Selon un mode de mise en oeuvre préféré, on opère avec une colonne de dégazage I reliée directement par brides à la colonne d'entraînement à la vapeur II. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple Dans une installation d'essais correspondant la figure annexée, on prélève par la conduite 5 deux litres par heure de têtes avec une production d'alcool fin à la conduite 15 de 250 I/h. Ceci correspond à environ 1%. Dans un autre essai, on prélève par la conduite 5, 7 a 8 litres de têtes pour un même débit d'alcool. On fait fonctionner toute l'installation chaque fois pendant 10 heures, avec ce réglage, avant de prélever des échantillons d'alcool en vue de leur étude. On utilise comme matière de distillerie un moût de froment. Dans le premier cas, on obtient une teneur en aldéhyde qui est seulement de 2 mg/l au-dessus de la teneur en aldéhyde de l'alcool "eff-Sprit" de l'administration du Monopole Fédéral en République Fédérale d'Allemagne. Dans la second cas l'extinction mesurée par la réaction est pratiquement égale à celle de l"'eff-Sprit". L"'eff-Sprit du Monopole Fédéral est l'alcool connu le plus pur pour l'établissement de séries d'étalonnage. Dans les deux cas, la colonne de dégazage I est réglée à une longue durée de passage correspondante, de sorte que l'acétal peut etre pratiquement complètement dissocié. L'alcool fin produit dégage un arme de grain, de nuance pure et typique. On ne pourrait nullement le confondre au goût avec l'alcool "Primasprit, ni meme avec l"'eff-Sprit". @ Les essais montrent qu'avec un réglage de la colonne I à des durées de passage correspondantes et en soutirant 1 à 3% de produit de tête, on peut produire dans l'installation un distillat fin caractéristique de la matière première, qui est pratiquement exempt d'aldéhyde. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour l'obtention d'alcool purifié avec extraction de moût fermenté, dans lequel on sépare des substances å caractère de fractions de tête directement des moûts au moyen d'une colonne de dégazage branchée en amont d'une colonne d'entraînement à la vapeur et on concentre en constituants de tête dans une colonne supplémentaire la vapeur sortant de la colonne de dégazage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on laisse séjourner le moût fermenté pénétrant d'abord dans une colonne de dégazage, pendant un temps suffisant dans cette colonne pour l'hydrolyse de l'acétal, de sorte que le moût dégazé qui est envoyé dans une colonne de rectification ne puisse pratiquement pas entraîner d'acétal résiduel. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on divise en deux courants partiels la vapeur utilisée pour ltextraction, l'un des courants de vapeur servant de milieu caloporteur pour la colonne de dégazage située en amont pour la séparation et l'enrichissement des produits de tête, tandis que l'autre courant de vapeur est envoyé une colonne de rectification située en aval pour le transport de matière et de chaleur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette distribution s'effectue de préférence de telle manière que l'on n'envoie par la conduite 10 dans les colonnes I et III qu'environ l 3% de la quantité d'alcool qui passe.