I. — Généralités

L'alcool à degré plus ou moins élevé résultant de la distillation

des différents moûts fermentes, dans les appareils qui viennent

d'être décrits, renferme toujours des quantités plus ou moins

grandes d'impuretés, qui le rendent impropre aux usages auxquels

il est destiné, et doivent par suite en être éliminées.

Ces impuretés, qui communiquent à l'alcool ainsi obtenu {alcool brut, flegînes) une saveur et une odeur désagréables, sont désignées sous le nom collectif d'huiles vdorantesy d'essences ou, comme en Allemagne, d'huiles de fousel [Fuselôle). Elles se composent d'une série de corps qui se sont, pour la plupart, formés pendant la fermentation des moiits et sont passés avec Talcool à la distillation. Parmi ceux de ces corps qui ont été reconnus jusqu'à présent, les plus importants sont les suivants :

Poinls d'ébuUitioa.

Aldéliyde acétique 21®

Alcool propylique 97®

Alcool isopropylique 85*^

' Ce chapitre n existe pas dans Tédition allemande.

* Dans certains pays, comme en Angleterre et en Allemagne, le raffinage de ralcool brut est Tobjet d'une industrie spéciale, la loi interdisant aux distillateurs de purifier leurs produits ; c'est pour cela qu'en Allemagne on emploie principalement pour la distillation des appareils qui permettent d'obtenir des flegmes à haut degré ; on réalise ainsi une économie considérable sur le transport des alcools

[*oiiils d'ébulUUon.

Alcool bulylique llb'^

Kther acétique 74<*

Ether butyrique US®

Acélal 1040

Alcool amylique 132"

Alcool isobutyliquc . 109°

Alcool isoamyliqne 120^

Furfurol 161^

Ether caproïque 166**

Ether caprilique 208<*

Ether caprique 244<*

L'examen de ce tableau montre qu'il existe une très grande différence entre les points d'ébuUilion des différents éléments dont se composent les impuretés de Talcool brut; ce sont des produits qui, à rexception de deux (Faldéhyde et Téther acétiques), sont moins volatils que Talcool éthylique (point d'ébuUition IS*") et qu'il s'agit d'isoler de ce dernier par rectification (voy. p. 451).

Mais ce but ne peut pas être atteint par une seule distillation, car une séparation complète de deux liquides différents est d'autant plus difficile que leurs points iTébullition sont plus rapproches et qu'ils sont plus complètement miscibles physiquement.

En effet, si l'on mélange dans un appareil dislillatoire deux liquides ayant des points d'ébuUition différents et si Ton fait bouillir le mélange, la distillation de ces deux liquides ne se fait pas successivement et séparément; il passe d'abord une petite quantité du liquide le plus volatil, puis un mélange renfermant une très faible proportion du liquide moins volatil. La distillation continuant, cette proportion va toujours en augmentant, jusqu'à ce que le produit distillé arrive à n'être composé presque exclusivement que du liquide possédant le point d'ébuliilion le plus élevé.

On voit donc, comme on l'a dit plus haut, qu'une seule distillation ne peut pas donner un produit pur [alcool fin^ alcool bon goût y alcool rectifié ou alcool neutre) ; ce but ne peut être atteint que par un grand nombre de distillations fractionnées et c'est précisément ce qui a lieu dans les appareils de rectification, où les vapeurs sont condensées dans les colonnes et les condensateurs.

bruts aux usines de raffinage. En France, il n'en est pas de même, la plupart des distilleries raffinent elles-mêmes ralcool qu'elles produisent.

Il résulte de ce qui précède que les produits de la rectiGcatioQ peuvent être partagés en trois fractions différentes :

l"" Les produits de tête (alcool de tète), formés principalement d'aldéhyde acétique et d'alcool éthylique et dont le point d*ébullition est variable, mais toujours au-dessous de celui de l'alcool éthylique.

2^ \j alcool bon goût ou alcool firiy qui évidemment ne peut pas être de qualité uniforme pendant tout le temps qu'il coule à Téprouvette ; celui qui passe en premier lieu est encore chargé d'aldéhyde acétique et dans celui que Ton recueille en dernier lieu on rencontre déjà une certaine proportion des alcools bouillant à une température plus élevée que Talcool éthylique. Ce sont les produits obtenus au milieu de Topération, et auxquels on donne le nom A'alcool de cœuVy qui sont les plus purs et les plus Bus.

S"" Les produits de queue (alcool de queue), qui consistent en un mélange d^alcool éthylique et d'une forte proportion d'alcools à points d*ébullition élevés, parmi lesquels domine l'alcool amylique. Ce dernier reste cependant en majeure partie dans la chaudière et forme avec Teau qui n'a pas passé avec les produits alcooliques le résidu de la rectification.

Plus l'appareil rectificateur sera parfait, et mieux l'opération sera conduite, plus on obtiendra de produits de cœur, c'est-à-dire d'alcool fin.

Dans la pratique, on fractionne ordinairement les produits de la rectification en un nombre de parties plus grand que celui qui vient d'être indiqué ; ainsi, on distingue : 1** les mauvais goûts de tête ; 2** les moyens goûts de tête ; 3^ les bons goûts ; 4** le cœur de rectification ; 5"" les moyens goûts de queue et 6® les mauvais goûts de queue (huiles ou fousel). Dans certaines usines, on va encore plus loin et on recueille isolément : 1* les mauvais goûts de tête ; 2° les mauvais goûts de tête à repasser ; 3* les moyens goûts de tête ; 4** V alcool fin de tête ; 5** V alcool extra-fin ; 6* le cœur de rectification ; T V alcool fin de queue; 8* les moyens goûts de queue; 9** les mauvais goûts de queue à repasser et 10* les mauvais goûts de queue.

La première fraction et la dernière sont vendues pour certaines industries ; la seconde et l'avant-demière sont rectifiées et divisées

en mauvais goûts à vendre et moyens goûts qui sont réunis aux moyens goûts ordinaires, qu*on ajoute aux flegmes dans une rectification suivante. Les alcools Ans sont vendus ou rectifiés de nouveau et les produits extra-fins et les cœurs sont livrés à la consommation.

Nous ne pouvons nous occuper ici des discussions auxquelles a donné lieu, dans ces dernières années, la théorie de la rectification de Talcool brut \ L'essentiel pour le praticien, c'est de choisir un rectiûcateur aussi perfectionné que possible, le succès de Topération, si celle-ci est bien conduite, dépendant principalement de la disposition de Fappareil, que Texpérience seule a appris à construire, de façon à répondre au but aussi parfaitement que possible.

Origine des impuretés de F alcool brut, — Il est hors de doute qu'une certaine partie des huiles de fousel provient des matières premières^ car comment pourrait-on sans cela expliquer pourquoi les impuretés des alcools bruts de pommes de terre, de maïs et de mélasse sont tout à fait différentes de celles des alcools des moûts de raisin, de fruits et de grains. Dans le premier cas, les huiles de fousel offrent une odeur et une saveur tout à fait repoussantes, tandis que les trois derniers moûts donnent un produit alcoolique d'une odeur agréable, s'il ne s'est pas formé une trop grande quantité d'impuretés. Avec un peu d'habitude, c'est aussi chose facile de distinguer à la seule odeur l'origine d'un alcool brut.

La levure elle-même n'est pas sans avoir une certaine influence sur la production des éléments autres que Talcool éthylique. La culture des levures à l'état pur et l'emploi de celles-ci ont montré que certaines races de levure donnent, lors de la fermentation, certains produits qui sont toujours les mêmes pour la même race ; c'est ainsi, par exemple, que le Saccharomyces ellipsoïdus donne dans la bière un bon goût de fruits, le Saccharomyces Pastorianusl une saveur amère. Une levure malade produit aussi un alcool d'un goût bien différent de celui que donne une bonne levure.

Il est aujourd'hui démontré qu'une grande partie des impuretés,

* Voy. Ë. SoRBL, la Rectification de Valcool^ et E. Barbet, la Rectification et les colonnes reclificatrices,

notamment des alcools autres que Talcool éthylique (alcools supérieurs), provient de fermentations secondaires et du développement d'organismes étrangers à la levure. Ces alcools communiquent aux flegmes leur odeur propre ou celle des dérivés qu'ils forment (éthers) pendant la fermentation ou la distillation.

L. LiNDET ^ a, en effet, montré que dans la fermentation secondairey des ferments autres que la levure entrent en jeu et produisent de grandes quantités d'alcool amylique ; ainsi, il a trouvé :

Alcool amylique p. 100 de l'alcool formé.

Pendant les 14 premières heures de la fermentation . 0,36

Entre la ik^ et la 20** heure 0,54

Entre la 20^" et la 38° heure (fermentation terminée). 0,88

24 heures après la fermentation terminée 15,07

Le même expérimentateur est arrivé à une conclusion identique en dosant les alcools supérieurs dans des moûts dont la fermentation avait eu lieu dans des conditions différentes d activité. Toutes les fois que là fermentation a été très active, il a constaté une diminution notable dans la teneur eu alcools supérieurs. Cette grande activité de la fermentation du moût est la conséquence naturelle d'un développement énergique de la levure vraie, lequel entrsdne le dépérissement des organismes étrangers. Voici les résultats des dosages effectués par Lindet :

Alcools supérieurs formés par litre d*alcool.

Moût clair fermenté avec quantité suffisante de levure. . 5,29 cm'. Moût clair fermenté avec quantité exagérée de levure . . 3,96 — Moût clair additionné de drèche (afin de produire une aération continuelle) fermenté avec quantité suffisante de levure 4,70 —

En outre, Lindet a reconnu que la quantité des alcools supérieurs formés est d'autant plus faible que la température de fermentation est plus basse.

On n'est pas encore parfaitement fixé sur la nature des organismes étrangers qui produisent les alcools supérieurs que Ton trouve dans les flegmes. Perdrix ^ a cependant décrit récemment

* Comptes rendus de V Académie des sciences^ t. CXII, p. 102 et 663.

* Annales de Vlnstilut Pasteur ^ t. V, p. 287.

une bactérie, le Bacille amijlozyme^ qui jouit de la propriété d*attaquer Tamidon et de produire à ses dépens une quantité d'alcool amylique représentant 30 p. 100 de la matière décomposée. GaiMBERT * a également signalé un bacille, le Bacillns orthohiitf/licus, qui produit de grandes quantités d'alcools supérieurs.

De nombreux moyens ont été indiqués pour la détermination des impuretés des alcools bruts, mais s'ils permettent d'obtenir de bons résultats au point de vue qualitatif, il n'en est pas de même lorsqu'il s'agit d'un dosage exact. Dans le Chapitre XI nous donnerons un court aperçu des méthodes proposées pour la recherche et le dosage des impuretés des flegmes et, par suite, pour se rendre compte de la valeur de ces derniers.

U. — La rectification et les appareils rectificateurs.

D'après ce qui précède, la rectification n'est autre chose qu'une distillation fractionnée conduite lentement et avec précaution.

Les appareils, les rectificateurs dans lesquels cette opération est effectuée se composent d'une chaudière chauffée à l'aide d'un serpentin de vapeur et surmontée d'une colonne formée d'un grand nombre de plateaux, d'un condenseur et d'un réfrigérant, duquel sort l'alcool pour se rendre à l'éprouve tte.

Les flegmes qui doivent être soumis à la rectification sont préalablement étendus d'eau, de façon à produire un mélange contenant 40 à SO p. 100 d'alcool. E. Sorel' décrit à peu près dans les termes suivants les phénomènes qui se passent dans la rectification.

Les flegmes dilués étant chargés dans la chaudière sont portés à rébullition. Les vapeurs alcooliques ainsi produites s'élèvent dans la colonne et passent dans le condenseur ; ce dernier étant énergiquement refroidi, les vapeurs s'y liquéfient et rétrogradent vers la chaudière. Le produit condensé repassant ensuite à l'état de vapeurs fournit de l'alcool plus riche, qui vient se condenser de nouveau, en faisant écouler peu à peu l'alcool moins riche qui s'était d'abord rassemblé dans les plateaux, de sorte que lorsque

* Annales de VInstitut Pasteur^ t. VII, p. 287.

* La Rectification de l'alcool.

ceux-ci sont pleins, la majeure partie de la colonne est chargée d'alcool très concentré. C'est à ce moment que commence Topération proprement dite. On diminue alors l'arrivée de Teau au condenseur, de sorte qu'une partie seulement des vapeurs est condensée et retombe dans la colonne, l'autre partie se rend au réfrigérant et coule à Téprouvette. La quantité d'eau à employer est réglée une fois pour toutes, de façon qu'il y ait une rétrogradation telle que l'alcool reste toujours au degré convenable dans la majeure partie des plateaux de la colonne.

Une fois l'opération proprement dite commencée, les corps les plus volatils qui constituent les mauvais goûts de tête, et qui se sont déjà accumulés dans les plateaux inférieurs, s'échappent dès le début; mais comme il n'y en a qu'une faible quantité et qu'ils tendent à gagner le haut de la colonne, les plateaux inférieurs en contiennent de moins en moins et l'appauvrissement gagnant peu à peu les plateaux supérieurs, ceux-ci en sont eux-mêmes bientôt épuisés. En même temps que ces impuretés, se sont également élevés dans la colonne les corps qui forment les moyens goûts de tête, qui étant moins volatils que les précédents sont éliminés plus lentement, parce que, avant qu'ils s'échappent, ils doivent s'accumuler peu à peu dans la partie inférieure de la colonne, jusqu'au niveau où ils peuvent la traverser sans s'y arrêter.

Il n'existe pas entre les deux fractions recueillies au début de la rectification des limites bien nettes ; les moyens goûts sont un mélange du reste des corps passés en premier lien avec ceux qui viennent ensuite. On cesse de séparer les mauvais goûts de tête et alors on commence à fractionner l'alcool recueilli dans les moyens goûts, dès qu'on estime que le produit peut être soumis à une nouvelle rectification. Moins il y aura des corps de la seconde catégorie, plus la période des moyens goûts sera courte et plus facile sera la seconde rectification de ces derniers. Si au contraire ces corps sont abondants, leur élimination sera très lente, parce qu'ils passent en même temps que Talcool et avec leur teneur primitive. Il pourrait même arriver, si leur proportion devenait considérable, qu'ils ne fussent éliminés que quand tout l'appareil sera épuisé d'alcool ^

* C'est la présence de ces corps qui explique une anomalie apparente dans la pratique de la rectification. Au lieu de rectifier à part les moyens goûts de tète,

L'élimination complète de ces moyens goûts exige généralement au moins sept heures sur trente-six.

Pendant ce temps, une autre catégorie de corps plus petite que les précédentes, s^échappe bien de la chaudière et des plateaux supérieurs où Talcool est relativement peu concentré, mais est retenu progressivement dans la série des plateaux chargés d'alcool fort. Comme la diminution du taux de ces impuretés dans les étages successifs chargés d'alcool concentré est très rapide, plus le nombre des plateaux à fort degré sera considérable, plus la colonne opposera d'obstacles à ces impuretés, de sorte qu'avec une quarantaine de plateaux, on peut pratiquement considérer que le produit qui coule à l'éprouvette est pur. On est alors dans la période de cœur de l'opération, période qui, d'après ce qu'on vient de dire, se prolon^ géra d'autant plus que les plateaux encore chargés d'alcool à fort degré seront plus nombreux.

Pendant ce temps, la chaudière s'est peu à peu épuisée d'alcool, les plateaux inférieurs de la colonne se sont appauvris et ces impuretés de queue se sont concentrées dans une zone de la colonne, qui s'élève au fur et à mesure que la chaudière s'épuise, à moins qu'on augmente l'afflux de l'eau au condenseur, ce qui entraine naturellement un surcroît de dépense de combustible pour revaporiser l'alcool rétrogradé. Tous les efforts deviennent bientôt pratiquement inutiles, la zone dangereuse s'élevant de plus en plus, en même temps qu'elle devient plus chargée d'impuretés, et celles-ci finissent par envahir peu à peu l'appareil tout entier, et les plus entraînables d'entre elles arrivent à l'éprouvette.

La période de cœur est suivie de la période des moyens goûts de queue, qui est beaucoup plus courte que celle des moyens goûts de tète, parce que la colonne, dont une seule partie reste chargée d'alcool, n'en contient plus qu'un volume relativement faible. Bientôt tout obstacle a disparu et l'on voit arriver à flots les impuretés les moins entraînables au début; en effet, l'alcool des plateaux

on a toujours soin de les mélanger avec de nouveaux flegmes. Au premier abord, cette manière de faire semble absolument vicieuse, puisqu'on réintroduit des impuretés dans Talcool à traiter ; elle est cependant judicieuse, parce qu'elle permet de diluer les corps en question dans une masse de liquide plus grande, et de les amener dans la zone perméable de la colonne, d'où ils s'échappent avant qu'une trop grande partie de Talcool soit déjà distillée (E. Sorelj.

s'appauvrissant, le rapport des impuretés (principalement de l'alcool amylique) dans les vapeurs aux impuretés dans le liquide augmente très rapidement, comme lont démontré les expériences effectuées par Sorbl sur la distillation d'un mélange d'eau, d*alcool éthylique et d'alcool amylique ne contenant pas plus 2 p. 100 de ce dernier ; il résulte de là que ces impuretés arrivent presque entièrement à Téprouvette, avant l'élimination complète de Talcool et Ton a alors les mauvais goûts de queue et les huiles.

Comme exemple de larépartition des différentes qualités d'alcool, SoHEL donne les chiffres suivants, qui se rapportent à la deuxième rectification, dans un appareil Savalle avec 49 plateaux rectangulaires, de S95,87hlt. d'alcool du nord étendu àSO"* G.-L. et correspondant par conséquent à loi, 39 hit. d^alcool absolu :

Hectolitres. Alcool absolu.

Mauvais goûts de tête .... 7,657 4,96 p. 100

Moyens goûts de tête 34,057 22,06 --

Bons goûts 1)4,820 61,42 —

Moyens goûts de queue .... 9,205 5,97 —

Mauvais goûts de queue. ... 8,198 5,31 —

Perte 0,453 0,28 —

1 54,39 hect. 100,00 p. 100

La proportion de chaque classe de produits que Ton retire en rectifiant les Qegmes est d'ailleurs variable avec la nature de ceuxci et les exigences commerciales. C'est ainsi que la proportion de cœur varie d'une usine à l'autre de GO à 75 et môme 82 p. 100.

Dans une autre expérience, faite avec des flegmes de grains et un rectificateur Savalle à 4i plateaux rectangulaires, Sorel a prélevé toutes les heures pendant l'opération, qui en a duré trente-huit, des échantillons au tube de rétrogradation ramenant les liquides du dernier plateau de la colonne dans la chaudière et il en a déterminé les degrés alcooliques à la température de 25**; les résultats qu'il a obtenus sont indiqués dans le tableau suivant (p. 455) :

On voit qu'à partir de la vingtième heure la richesse alcoolique va toujours en diminuant; c'est donc, d'après ce qui a été dit précédemment, à partir de ce moment que l'alcool amylique peut commencer à pénétrer dans le bas de la colonne. Ce tableau montre en outre ce que peut être la durée de chacune des périodes

de la rectification ; la capacité de la chaudière du rectificateur employé pour Texpérieuce était égale à 4o0 hit. et Tappareil avait un débit en alcool fin de 124 hit. par vingt-quatre heures.