Equipe WS 2017 : Production de Schnapps

Introduction.

Pour produire notre Schnaps de poire, nous avons distillé environ 38 litres de vin de poire avec initialement un degré d’alcool de 16%. Le processus chimique de distillation a pour objectif de séparer les différents constituants d’un mélange liquide.

Aspects théoriques.

Pour pouvoir commencer correctement cette étape importante, nous avons d’abord dû nous pencher sur ses aspects théoriques. Plusieurs modèles théoriques existent afin de prédire le volume et le pourcentage d’alcool obtenu après distillation. Le modèle que nous avons choisi est celui de Rayleigh. Celui-ci permet de modéliser une simple distillation avec deux composants possédant des températures d’ébullition différentes. En effet, l’éthanol est plus volatil que l’eau. Les quantités obtenues sont estimées avec un bilan de masse. De plus, nous avons réalisé un bilan d’énergie afin d’estimer le temps nécessaire pour distiller. 

Matériel.

L’appareil de distillation qui a été mis à notre disposition dans la halle de chimie est un potstill représenté sur la photo ci-dessous. Celui-ci consiste en un ballon dans lequel le liquide est chauffé. Ce ballon est surmonté d’un condenseur où se situe un thermomètre afin de contrôler la température des vapeurs produites et pouvoir adapter la puissance de chauffe si nécessaire. Les vapeurs se condensent à cause de l’eau froide circulant dans ce système pour former le distillat qui est à nouveau refroidi avant d’être récolté précisément par petites fractions.

Aspects pratiques.

Nous avons alors pu commencer la partie pratique de la distillation. Pour ce faire, nous avons effectué trois distillations : la première avec un chauffage rapide, la deuxième avec un chauffage progressif et en séparant la tête, le cœur et la queue du produit. La troisième a consisté en la distillation des queues diluées avec de l’eau distillée en proportion 50-50 en séparant à nouveau les trois parties afin de perdre le moins d’alcool possible. La tête du produit est un alcool très fort et sentant très mauvais. Celle-ci représente une toute petite fraction du liquide. Le cœur représente la partie d’alcool que nous récupérons. Enfin, la queue du produit possède également une odeur très désagréable. Ces trois parties doivent donc être séparées avec beaucoup de précautions.

Lors de la deuxième distillation, nous avons dû rajouter quelques pierres ponces dans le fond du ballon. Etant donné que le produit que nous avons distillé était fort pur, celui-ci avait tendance à passer directement en surchauffe plutôt qu’en ébullition. Ce phénomène de surchauffe se produit lorsqu’un composant demeure en phase liquide alors que sa température est plus élevée que son point d’ébullition. A cet instant, une petite perturbation du système peut engendrer une très forte ébullition pouvant monter trop dans l’appareil de distillation. Ce phénomène doit donc être contrôlé. Les pierres ponces permettent donc de concentrer l’ébullition au milieu du ballon et de réduire les risques de passer en surchauffe. De plus, lors de cette deuxième distillation, nous n’avons pas obtenu de tête de produit. Ceci signifie qu’il n’y avait pas de méthanol dans notre liquide. Nous avons donc pu garder le début du distillat.

Produit final.

Lors des trois distillations effectuées, nous avons récolté respectivement 12,83 litres avec un pourcentage de 36%, 4,465 litres avec un pourcentage de 78% et 270 millilitres avec un pourcentage de 81%. Pour terminer, nous avons dilué l’alcool obtenu lors de la deuxième et troisième distillation avec de l’eau distillée pour obtenir le pourcentage d’alcool souhaité, à savoir 40%. Nous avons finalement obtenu 8,5L d’alcool avec un pourcentage d’alcool de 40%.