Brevet FR2609471A1 — publié le 19880715

-1- -2609471 PROCEDE D'OBTENTION D'ALCOOL BLANC DIT "PUR ESPRIT NATUREL DE CANNE A SUCRE" A FAIBLE TENEUR EN NON ALCOOL, INSTALLATION POUR SA RISE EN OEUVRE ET ALCOOL AINSI OBTENU La présente invention a trait à un procédé perfectionné d'obtention d'alcool blanc dit "pur esprit naturel de canne à sucre" à faible teneur en non alcool. On connaît déjà depuis longtemps divers alcools blancs tels que les rhums agricoles et les rhums légers, issus de la fermentation, puis de la distillation, du jus de canne à sucre, de mélasses ou de sous-produits de la fabrication des sucres de canne. Ces produits de distillation présentent tous la particularité d'avoir une teneur en non alcool relativement importante en particulier pour les rhums agricoles. Les non alcool, par convention, sont constitués par toutes les substances volatiles autres que l'éthanol et, par exemple, les aldéhydes, les esters, les alcools supérieurs, le furfurol, l'acidité volatile, etc... La teneur en non alcool est de l'ordre de 400 à 450 grammes par hectolitre d'alcool pur pour les rhums agricoles et est sensiblement réduite pour les rhums légers tout en étant toujours supérieure à 60 grammes. A titre comparatif, pour un rhum ordinaire, qui n'est pas un alcool blanc, puisque coloré, La teneur en non alcool est également du même ordre que celle des rhums agricoles. Il est intéressant de réduire cette teneur en non alcool car c'est cette présence en quantité non négligeable de produits volatils qui a tendance à être plus ou moins bien supportée par les consommateurs et qui peut provoquer divers désagréments tels que maux de tête notamment. -2- 2609471 Malheureusement les diverses tentatives qui ont pu être faites jusqu'à maintenant pour réduire la teneur en non alcool dans divers alcools blancs ou non, par rectification principalement ou par d'autres moyens, se sont soldées par des échecs consécutifs à la modification ou dénaturation des propriétés aromatiques du produit ainsi traité, le rendant en fait peu attractif. Le but de l'invention est précisément de proposer un nouveau procédé de traitement de canne à sucre permettant l'obtention d'un alcool blanc dit "pur esprit naturel de canne à sucre" présentant une teneur en non alcool remarquablement faible tout en ayant des qualités organoleptiques à la fois originales et particulièrement attractives. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'obtention d'alcool blanc dit "pur esprit naturel de canne à sucre" à faible teneur en non alcool, caractérisé en ce qu'il consiste: - à couper, ramasser, charger et décharger à la main la canne à sucre; - à laver à l'eau les tiges effeuillées; - à soumettre les tiges à une récupération du jus de pre- mière presse uniquement, de façon à obtenir un jus non dilué à forte concentration en sucre et de densité d'environ 1080, - à soumettre le jus à une clarification comprenant une première étape d'élimination des particules en suspension, suivie d'une seconde étape de centrifugation et microfiltration tangentielle en vue de l'obtention d'un pur jus de canne limpide exempt de toutes particules supérieures à 0,2 micromètre environ; - à sélectionner, au cours de ladite clarification, le jus par mesure en continu du pH de ce dernier, en vue d'éliminer le jus dont le pH est supérieur à 5,4 environ ou inférieur à 5,2 environ, puis à éventuellement ajuster le pH du jus pour empêcher sa dégradation bactérienne et son oxydation; - à faire fermenter ledit pur jus de canne en cuves fermées, à température contrôlée, par incorporation dans celles-ci d'un levain, à raison d'environ 10 à 20% en -3- volume de levain par rapport au volume de jus, ledit levain étant préparé au préalable par brassage et oxygénation sous température contrôlée de levures exogènes sélectionnées; - à maintenir, en sortie de fermentation, le vin de canne pur ainsi obtenu, à une température de l'ordre de 18 C; - puis, à soumettre ce vin de canne à une distillation- rectification en vue de l'obtention d'un alcool de titrage compris entre 94 et 96 %vol., et - enfin, à couper ledit alcool avec de l'eau déminéralisée en vue de ramener le taux d'alcool au degré désiré pour sa commercialisation. Le produit final présente par exemple un titrage de l'ordre de 40-41 %vol. et est remarquable par sa très faible teneur en non alcool, qui se situe en dessous de 30 grammes par hectolitre d'alcool pur, et par un profil olfactif légèrement parfumé lui conférant originalité et personnalité. Plus précisément, au cours de la mise au point du procédé, on a obtenu des produits finaux présentant une teneur en non alcool comprise entre 5 et 15 grammes par hectolitre d'alcool pur. Ces résultats sont obtenus grâce au caractère biotechnologique du procédé de l'invention qui assure un respect strict et constant des qualités et propriétés naturelles de la matière première, la tige de canne à sucre, et qui permet la sélection d'un jus de canne pur, limpide, exempt de toutes impuretés et particules supérieures à 0,2 micromètre, ce qui élimine toutes Les Levures indigènes et les microorganismes, notamment bactériens, susceptibles de souiller ou dégrader Le jus à fermenter qui est quasi stérile et une fermentation totalement contrôlée puisqu'obtenue uniquement à partir de levures exogènes parfaitement sélectionnées. En respectant ainsi scrupuleusement un tel procédé on réussit à obtenir un produit final qui se révèle, de manière inattendue et spectaculaire, posséder une teneur en non alcool remarquablement faible, tout en ayant des qualités organoleptiques à la fois originales et particulièrement agréables, un tel produit se distinguant sur ce point de -4- 2609471 manière marquée des rhums et autres produits connus élaborés à partir de canne à sucre. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre du procédé de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique illustre le déroulement des phases successives du procédé de l'invention. Sur cette figure unique on a symbolisé en 1 la mise en place des tiges de canne à sucre à traiter sur une table de préparation 2. Au préalable, conformément à l'invention et dans le souci de sélectionner une matière première, à savoir la tige de canne à sucre, présentant une qualité physique et biologique la plus parfaite possible, les cannes à sucre sont coupées à la main, sans recourir à la technique de l'effeuillage préalable par brOlage et sont chargées, toujours à la main, sur un moyen de transport approprié tel qu'une remorque par exemple. Cette manière d'opérer évite tout endommagement physique de la tige de canne à sucre, tel qu'écrasement ou atteinte quelconque de la tige, qui pourrait permettre une contamination de l'intérieur de la canne par des microorganismes. Les tiges sont, de préférence après le transport, effeuillées, coupées à une longueur d'environ 1,20 m et placées à la main sur la table de préparation 2. La table 2 est, par exemple, un convoyeur à chaînes et barreaux en acier inoxydable et est chargée d'amenée les tiges de canne à sucre à une table de lavage 3 constituée par un convoyeur horizontal à claire-voie, au dessus duquel sont disposées des rampes 4 de pulvérisation d'eau minérale. Le lavage est destiné à enlever les diverses souillures et particules de terre des tiges. Après le lavage, les tiges de canne à sucre subissent une extraction du jus, en 5, par passage dans un seul jeu de rouleaux, ou moulin, classiques. Conformément au procédé de l'invention, en effet, on récupère uniquement le jus de première presse, afin d'obtenir un jus non dilué à forte concentration en sucre et de densité aux alentours de 1080. La -5- 2609471 densité du jus est exprimée par rapport à l'eau pure, la densité de cette dernière étant considérée comme égale à 1000. IL est à noter qu'entre le Lavage et Le passage dans le moulin 5 Les tiges de canne peuvent éventuellement subir un séchage. Les bagasses sortant du moulin 5 ne sont pas reprises en vue de les épuiser mais évacuées en 6. Un des soucis essentiels du procédé est, en effet, de traiter, à tous Les stades, un produit le plus pur possible. Le jus obtenu en 5 est donc du pur jus qui est ensuite soumis, toujours dans un souci de pureté, à une clarification en plusieurs étapes. En une première étape, on élimine les particules en suspension dans le jus par un dégrillage. Le dégrillage est opéré, par exemple, dans un système séparateur 7 avec auge et vis tubée de récupération des matières solides. Le jus passe dans un tamis à mailles oblongues de l'ordre de 2 x 15 mm et est collecté dans un bac 8 placé sous le séparateur 7. Suivant un aspect essentiel du procédé, une sonde de mesure du pH est placée dans le bac 8 et permet une sélection des jus. Seul le jus présentant un pH compris entre environ ,2 et environ 5,4 sera retenu; en dehors de ces limites le jus sera éliminé et l'installation amont arrêtée. On considère, en effet, qu'au delà d'un pH de 5,4 ou en deçà d'un pH de 5,2, c'est le signe d'une dégradation ou d'une souillure du jus contraire à l'exigence de pureté du procédé de l'invention. A la sortie du séparateur 7, le jus est envoyé par une pompe à piston 9 dans une cuve tampon 10. La pompe 9 sert également à éliminer le jus considéré comme non conforme suivant les indications de la sonde de pHmètre. A cet effet, la pompe 9 est équipée au refoulement d'un T de dérivation avec vannes de sectionnement permettant La sélection des jus en fonction de Leur pH. De préférence, on effectue, par exemple entre la pompe 9 et La cuve 10, un ajustage du pH du jus, à des fins de protection de ce dernier, par adjonction d'agents antioxydants -6- 2609471 et antimicroorganismes. Les matières utilisées à ces effets sont celles communément employées à cet usage. Ces opérations d'ajustage peuvent être effectuées en d'autres endroits de la chalne de traitement du jus pourvu que cela s'effectue en aval de la pompe 9. A la sortie de la cuve 10 le jus est repris par une pompe centrifuge 11 et envoyé, via un séparateur 12, dans une centrifugeuse 13. Le r6le du séparateur 12 est, en effectuant un tamisage du jus, de protéger la centrifugeuse 13. Le séparateur 12 est, par exemple, un autodébourbeur à bol vertical équipé en tête d'un tamis autoclave à surface rclée, composé d'une grille à maille de 0,9 mm. La centrifugeuse 13 refoule directement les jus débourbés vers une cuve de stockage 14. La centrifugeuse 13 est, par exemple, un surpresseur d'eau à hydro-cyclone. Le rôle de la centrifugeuse 13 est d'amener vers une microfiltration tangentielle, obtenue par un dispositif de filtration tangentielle 15, un jus tamisé à 0,9-1mm. La sortie des rétentats 16 du dispositif de filtration 15 passe dans un échangeur 17, cependant que la sortie des filtrats 18 passe dans un second échangeur 19 et est envoyée à une batterie 20 de cuves closes de fermentation. Les échangeurs 17 et 19 sont alimentés en froid à partir d'une centrale de froid 21. La filtration tangentielle échauffant les jus, les échangeurs 17 et 19 sont chargés de réfrigérer les rétentats et les filtrats. L'envoi des rétentats dans la cuve 14, via l'échangeur 17, permet de maintenir le cas échéant les jus dans la cuve 14 à une température inférieure à 250C environ. Le dispositif de filtration 15 est, par exemple, un appareil à microfiltration tangentielle sur membrane minérale, à boucle semi-fermée avec régulation pressostatique et système de filtration et de lavage en batch. Les appareils 12, 13 et 15 sont des dispositifs du commerce dont la structure et le fonctionnement sont bien _?_7 2609471 connus et qu'il est donc inutile de décrire en détail. L'ensemble constitué par les appareils 12,13 et 15 réalise la seconde étape de La clarification, préalable à la fermentation. L'objectif est d'obtenir à l'entrée des cuves 20 un jus de canne pur, limpide, quasi stérile puisque débarrassé de toutes levures, bactéries et particules. supérieures à 0,2 micromètre. Cette qualité de pureté contr8Lée remarquable du jus de canne est essentielle dans le procédé de l'invention, car c'est elle qui permettra, grâce à un ensemencement uniquement par des souches de levures sélectionnées exogènes, d'obtenir le produit final recherché. - Le jus entre dans les cuves 20 à environ 180C. L'ensemencement s'effectue de la manière suivante. Un levain est préparé dans une cuve 23 dite de levurage. A cet effet, du jus destiné aux cuves 20 est prélevé et envoyé dans la cuve de levurage 23. Les levures sélectionnées sont introduites dans la cuve 23 par un polydoseur 24. La cuve 23 est munie d'un agitateur, d'une rampe d'injection d'air au coeur du levain pour un travail en aérobie et d'un échangeur de chaleur 25 relié à La centrale de froid 21. Le polydoseur 24 sert également à ajuster le pH du levain et à effectuer les éventuelles corrections, par exemple en matières azotées. On peut employer, comme levures sélectionnées, par exemple Saccharomycès Cerevisiae ou Schizosaccharomycès Pombe. Le brassage et l'oxygénation qui s'opèrent dans la cuve 23 permettent aux levures de se multiplier. L'échangeur 25 a pour rôle de maintenir la température du levain en dessous de 280C. Le levain est préparé environ 24 heures avant son injection dans les cuves 20. Il est envoyé, par exemple, par une pompe à Piston 26 dans chaque cuve de fermentation 20, à raison de 10 à 20% en volume de la cuve en levain, le reste étant occupé par le jus à fermenter. Les cuves 20 sont équipées chacune de sections d'échangeurs platuLaires 27 reliés à la centraLe de froid 21 et permettant un contrôle rigoureux des températures de fermentation en phase liquide. Par ailleurs, les cuves 20 sont divisées en deux groupes, l'un, constitué de cuves affectées aux fermentations et, l'autre, constitué par exemple par les deux dernières cuves, et affecté aux soutirages et tampon supplémentaire de fermentation si nécessaire. Les transferts entre cuves s'effectuent par exemple à l'aide de la pompe 26. Entre les deux groupes de cuves 20 ci-dessus on effectue avantageusement sur le jus fermenté une centrifugation pour éliminer les levures mortes, contribuant ainsi à la réduction de la teneur en non alcool. En sortie 28 de cuverie de fermentation on a alors un vin de canne pur de degré alcoolique d'environ 10 à 11% en volume, qui est un liquide limpide. La température de ce vin de canne est, en sortie de cuve, de l'ordre de 180C afin d'éviter les attaques bactériennes. Ce vin de canne est envoyé dans une unité 29 de distillationrectification de type conventionnel. Cette unité est réglée pour l'obtention par exemple de deux types d'alcools, l'un, d'un titrage alcoométrique d'environ 96%vol., extra-neutre, avec une teneur maximale en non alcool de 9g par hectolitre d'alcool pur et extraction totale des têtes et huiles de fusel et, l'autre, d'un titrage alcoométrique d'environ 94/95 % vol., avec une teneur en non alcool comprise entre 10 et 15 g au maximum par hectolitre d'alcool pur, avec réduction d'extraction des têtes et extraction totale des huiles de fusel. L'alcool ainsi distillé est ensuite dirigé vers deux cuves 30 de coupage équipées chacune d'une section d'échangeurs platulaires 31 reliés à la centrale de froid 21 et chargés de contenir les élévations de température apparaissant lors du coupage et d'un agitateur permettant un mélange homogène entre l'alcool rectifié et de l'eau déminéralisée de coupage fournie par des cuves 32 d'élaboration et stockage de cette eau. Le coupage a pour but de ramener les alcools aux environs de 40 %vol. par exemple. Après coupage, les produits sont stockés dans des cuves 33 avant leur expedition en vue de leurs conditionnements. Il est à noter qu'il est possible de réinjecter dans le produit final, à des fins aromatiques et de personnalisation, des doses de produits de fractionnement de la colonne de rectification (29), par exemple des têtes de distillation ou des alcools tirés à un degré inférieur à 94 % vol. La concentration de ces réinjections est inférieure à 0,1% du volume du produit final. Il faut également signaler que l'ensemble de la chaîne de production, depuis la table de préparation 2 jusqu'aux cuves 20, est soumis à des opérations journalières de nettoyage et de désinfection à l'aide d'équipements intégrés ou non à chaque appareil. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les nature et agencement des moyens de tamisage-filtration et des moyens d'élaboration et injection du levain. De même, le produit final peut évidemment être réduit à un taux d'alcool supérieur ou inférieur aux valeurs indiquées plus haut sans sortir pour autant du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S =:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:= 1. Procédé d'obtention d'alcool blanc dit "pur esprit naturel de canne à sucre" à faible teneur en non alcool, caractérisé en ce qu'il consiste: à couper, ramasser, charger et décharger à la main la canne à sucre; - à laver à l'eau les tiges effeuillées; - à soumettre les tiges à une récupération du jus de pre- mière presse uniquement, de façon à obtenir un jus non dilué à forte concentration en sucre et de densité d'environ 1080, - à soumettre le jus à une clarification comprenant une première étape d'élimination des particules en suspension, suivie d'une seconde étape de centrifugation et microfiltration tangentielle en vue de l'obtention d'un pur jus de canne limpide exempt de toutes particules supérieures à 0,2 micromètre environ; - à sélectionner, au cours de ladite clarification, le jus par mesure en continu du pH de ce dernier, en vue d'éliminer le jus dont le pH est supérieur à 5,4 environ ou inférieur à 5,2 environ, puis à éventuellement ajuster le pH du jus pour empêcher sa dégradation bactérienne et son oxydation; - à faire fermenter ledit pur jus de canne en cuves fermées, à température contr8lée, par incorporation dans celles-ci d'un levain, à raison d'environ 10 à 20% en volume de levain par rapport au volume de jus, ledit levain étant préparé au préalable par brassage et oxygénation sous température contrôlée de levures exogènes sélectionnées; - à maintenir, en sortie de fermentation, le vin de canne pur ainsi obtenu, à une température de l'ordre de 18 C; - puis, à soumettre ce vin de canne à une distillation- rectification en vue de l'obtention d'un alcool de titrage compris entre 94 et 96 % vol., et - enfin, à couper ledit alcool avec de l'eau déminéralisée en vue de ramener le taux d'alcool au degré désiré pour -11- sa commercialisation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'après la sélection par mesure du pH du jus en cours de clarification, et après l'élimination des jus non conformes, on ajuste Le pH des jus par adjonction d'agents antioxydants et antimicroorganismes. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que la première étape de la clarification est un dégrillage à l'aide d'un tamis à mailles oblongues de l'ordre de 2 x 15 mm, cependant que la seconde étape consiste en une centrifugation précédée d'un tamisage à l'aide d'un tamis à mailles de l'ordre de 0,9 mm, ladite centrifugation étant suivie d'une microfiltration tangentielle délivrant des rétentats et des filtrats préalablement refroidis par deux circuits de froid distincts (17,19) avant respectivement leur repassage en centrifugation et leur envoi en fermentation. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'entre la centrifugation et la microfiltration tangentielle, les jus sont stockés en cuve (14) et maintenus à une température inférieure à 250C environ par récupération des rétentats, refroidissement de ces derniers, puis envoi dans ladite cuve de stockage (14). 5. Procédé suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le levain est préparé dans une cuve de levurage (23) équipée de moyens de brassage, oxygénation et maintien à une température inférieure à 28 C environ, et dans Laquelle sont introduites les levures sélectionnées, le jus nécessaire au levain et prélevé en sortie de microfiltration tangentielle et les éventuels agents d'ajustage du pH, le levain élaboré étant ensuite envoyé dans la cuverie de fermentation (20). 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la distillation-rectification est opérée de manière à recueillir, soit un alcool à environ 96 X vol., extra neutre, avec extraction totale des têtes et des huiles de fusel, soit un alcool à environ 94/95 X vol. avec réduction d'extraction des têtes et extraction totale des huiles de fuseL. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, -12- caractérisé en ce qu'au produit final on ajoute, à des fins aromatiques ou de personnalisation, des doses dont le volume est inférieur à 0,1 % du volume final, de produits de fractionnement de la colonne de rectification de l'unité de distillation, tels que des têtes de distillation ou des alcools tirés de cette unité à un degré inférieur à 94 % vol. 8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte successivement une table de lavage (3) des tiges de canne munie de rampes de pulvérisation d'eau (4), un jeu de rouleaux d'écrasage-broyage (5), un séparateur de dégrillage (7) à bac de recueil des jus (8) muni d'une sonde de pHmètre, une pompe (9) de reprise des jus et d'élimination des jus non conformes, interposée entre ledit bac (8) et une cuve tampon (10), une centrifugeuse (13) alimentée en jus à partir de ladite cuve tampon (10), à travers un séparateur à tamis (14), un dispositif de microfiltration tangentielle (15) alimenté en jus par la centrifugeuse (13) à travers une cuve de régulation en température (14), des échangeurs de chaleur (17,19) destinés à réfrigérer les rétentats (16) et filtrats (18) issus dudit dispositif de micro-filtration (15), des cuves fermées de fermentation (20) munies de moyens de régulation en température (27) et reliées au dispositif de microfiltration (15) via lesdits échangeurs (17,19), une cuve de levurage (23) munie de moyens de brassage, oxygénation et refroidissement, reliée aux cuves de fermentation, une unité (29) de distillation-rectification, une cuverie (30) de coupage reliée, d'une part, à ladite unité (29) et, d'autre part, à une cuverie (32) d'élaboration et fourniture d'eau déminéralisée et munie de moyens d'homogénéisation et de régulation en température et, enfin, une cuverie (33) de stockage du produit final. 9. Alcool blanc dit "pur esprit naturel de canne à sucre" obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par un titrage compris entre 94 et 96 X vol., et une teneur en non alcool inférieure à 30 grammes par hectolitre d'alcool pur et réduit au taux d'alcool désiré, de l'ordre de 40 X vol. environ.