Pour mesurer le taux d’alcool dans un spiritueux, la méthode officielle par distillation est encore la méthode la plus utilisée car la plus universelle et la moins couteuse en investissement.
Il existe différents types d’appareils à distiller (distillation directe ou entrainement à la vapeur), plus ou moins automatisés, mais qui ont tous un champ d’application maximum de mesure du taux d’alcool.
Cet article explique comment utiliser l’appareil même si le taux d’alcool est supérieur à sa limite d’utilisation, tout en obtenant des résultats précis grâce à une méthodologie appropriée.
Rappel de la définition du taux d’alcool et du principe de mesure par distillation
Le « Taux d’alcool » ou encore « Degré d’alcool » d’une boisson correspond au pourcentage en volume d’éthanol (% vol.). Il est officiellement nommé « Titre alcoométrique volumique » soit T.A.V. en % vol.
Le T.A.V. est directement corrélé à la masse volumique dans un mélange, lorsque celui-ci est uniquement constitué d’eau et d’éthanol (1). Ainsi, dans une boisson alcoolisée, pour connaître précisément le T.A.V. par mesure de masse volumique, il est nécessaire de se débarrasser des « intrus » qui augmentent la masse volumique.
La distillation est une des méthodes pour analyser le taux d’alcool.
Elle permet d’éliminer l’extrait sec que peuvent contenir ces boissons et de récupérer un distillat principalement constitué d’eau et d’alcool.
La mesure de la masse volumique du distillat et la correspondance avec le T.A.V. pourra ainsi se faire avec un alcoomètre ou d’un densimètre électronique. Voir l’article: Mesure du taux d’alcool – Part 3 : Distillation avec dilution
Le champ d’application de mesure du T.A.V. des appareils à distiller sont limités.
- Pour les appareils à distillation directe, la plage peut aller jusqu’à 55 % vol.
- Pour les appareils à distiller par entraînement à la vapeur, la plage est limitée au maximum à 25% % vol., voir un peu moins suivant la température de l’eau de réfrigération.
Les appareils à distiller par entraînement à la vapeur sont à privilégier lorsque la boisson contient trop de sucres. En effet la présence de sucres risque de faire caraméliser le ballon des appareils à distillation direct. Se référer à l’article de ce Blog « Mesure du taux d’alcool – Part 1 : « Principe, Equipements, Critères de choix ».
DUJARDIN-SALLERON est spécialisé dans la fabrication et la commercialisation des appareils à distillation directe et distillation par entraînement à la vapeur.
Voici quelques questions qui leur sont régulièrement posées:
- Est-il possible de diluer mon échantillon avant distillation pour rester dans la gamme de mesure de l’appareil ?
- Compte tenu des phénomènes de contraction lors d’une dilution à l’eau, comment procéder ?
- Quelle est la précision de mesure du T.A.V après une dilution ?
Pour y répondre, il faut s’intéresser au comportement de l’éthanol lors de la dilution. Ce comportement est décrit et expliqué dans l’article de ce Blog intitulé : « Assemblage d’eaux-de-vie, un phénomène de contraction bien étrange« .
En résumé : Il a été démontré que lors d’une dilution à l’eau d’un mélange hydroalcoolique, tout se passe comme si le volume occupé par l’éthanol ne changeait pas.
De ce fait, pour diluer l’échantillon, ne connaissant pas à priori, le facteur de contraction du volume qui va se produire, il est indispensable de partir d’un volume bien précis de produit (Vi) et d’obtenir un volume de distillat également bien précis (Vd). Après mesure du % vol. d’alcool dans le distillat (TA.V.d), le % vol. d’alcool du produit distillé (TA.V.i), correspondra exactement au calcul suivant : TA.V.i = T.A.V.d * (Vd/Vi).
Pour obtenir un résultat assez précis, il est nécessaire de respecter le bon protocole de dilution :
– Le volume à distiller doit être mesuré à l’aide d’une fiole jaugée (Fi).
– Le distillat doit être récupéré également en fiole jaugée dont le volume correspondra à la dilution souhaitée (Fd).
Cas pratique d’une dilution par 2 et un volume à distiller de 200ml :
– Verser 100ml de produit dans une fiole jaugée Fi.
– Transvaser ces 100ml dans le ballon à distiller en rinçant plusieurs fois la fiole Fi avec de l’eau distillée qui est également à transvaser dans le ballon à distiller. Le volume de rinçage ne doit pas excéder 120ml.
– Lancer la distillation, en récupérant le distillat dans la fiole Fd.
– Si besoin, procéder à un dégazage du distillat dans sa fiole.
– Ajuster au trait de jauge avec de l’eau distillée lorsque la température est revenue le plus proche possible de celle du départ.
– Mesurer le taux d’alcool du distillat (T.A.V.d).
Attention, ces manipulations sont délicates.
Afin de récupérer la totalité de l’alcool de départ, bien tenir compte des recommandations du fournisseur de l’équipement de distillation et notamment en prenant en compte les points critiques suivants :
– Les fioles jaugées doivent être de classe A, bien entretenues. la fiole F1 doit être bien sèche.
– Les manipulations doivent être faites avec des produits dont la température est ramenée le plus proche possible à 20°C (+/- 1°C), sans perte de produit lors du transvasement de la fiole F1 en ballon à distiller.
– La récupération des 1ères gouttes de distillat, très chargées en alcool, doit se faire dans quelques ml d’eau froide.
– Pour certains produits contenant des tensio-actifs naturels, le distillat peut avoir besoin d’être dégazé avant ajustement au trait de jauge. Dans ce cas, utiliser une cuve à ultrasons spécifique.
Il est donc recommandé de procéder à quelques essais préalables pour s’assurer du bon fonctionnement de l’appareil à distiller et de la bonne maîtrise des manipulations. Pour cela :
1) Partir d’un mélange hydroalcoolique, d’un taux d’alcool connu, proche de la plage de mesure souhaitée et n’excédant pas la plage d’utilisation de l’appareil, le distiller. Vérifier que vous retrouvez la valeur initiale du taux d’alcool à +/- 0.05% vol.
2) Partir d’un mélange hydroalcoolique, d’un taux d’alcool connu et proche de la plage de mesure souhaitée, mais excédant la plage de mesure de l’appareil. Le distiller en procédant une dilution par 2 (exemple 100 ml récupéré dans 200ml). Après prise en compte de la dilution, vérifier que vous retrouvez la valeur initiale du taux d’alcool à +/- 0.1% vol.
Une mesure simultanée du taux d’alcool du produit initial et du distillat avec le même appareil de mesure, permet de s’affranchir de l’incertitude de mesure de cet appareil.
Calcul du taux d’alcool du produit distillé
Selon le principe énoncé au début de cet article, le volume occupé par l’éthanol dans le distillat sera à considérer comme étant le même que dans les 100ml de départ. Le % volume d’alcool mesuré dans le distillat sera donc à multiplier par la dilution, pour obtenir le % volume d’alcool initial, dans le cas pratique décrit plus haut par 2.
Démonstration par le calcul : Principe du raisonnement et exemple
Alcool de départ à 40% vol. – 100ml à distiller et 200ml récupéré (soit une dilution par 2)
Tous les volumes, taux d’alcool et masses volumiques, à prendre en compte dans ces calculs, le sont à 20°C.
- Calcul de la masse d’éthanol qui va être transférée au distillat : La Table II de la Recommandation R22 de O.I.M.L. (1) fait correspondre une Masse volumique de 948.05 g/l à 40% vol. d’alcool.
- La Table II de la Recommandation R22 de O.I.M.L. (1) fait correspondre à cette Masse volumique de 948.05 g/l, un % massique en éthanol de 33.29 %.
- La masse d’éthanol est donc de 948.05 * 0.3329 soit 31.56 g, qui va être totalement transféré dans les 200ml de distillat.
- La masse volumique de l’éthanol étant de 789.24 g/l (Table II de la Recommandation R22 de O.I.M.L. (1))., le volume d’éthanol sera de 63.14 /789.24, soit 0.0400 l, soit 40.0 ml.
- Le % volume dans le distillat sera donc de 40/200 soit 20.0 % vol..
- En multipliant par le taux de dilution qui est de 2, il est retrouvé les 40% vol. initiaux.
Conclusions
Cet article faisant suite à l’article du blog « Assemblage d’eaux-de-vie, un phénomène de contraction bien étrange » montre qu’il est possible d’analyser le taux d’alcool d’un spiritueux par dilution, lorsque ce taux excède la plage d’utilisation de l’appareil à distiller. Il est cependant nécessaire de bien suivre les recommandations de manipulation.
La précision de la mesure repose sur la maîtrise des manipulations et des performances de l’appareil à distiller.
Elle dépendra également de l’incertitude de l’appareil de mesure du taux d’alcool dans le distillat, qu’il s’agisse d’un alcoomètre ou d’un autre appareil de mesure.
Evelyne CHANSON – Consultante en contrôle qualité des Vins et Spiritueux de EC Consulting
Antoine GRUAU – Œnologue et Responsable commercial France pour DUJARDIN-SALLERON
- Table II de l’Annexe du document « Tables Alcoométriques Internationales » publié par l’Organisation Internationale de Métrologie Légale dans sa Recommandation R22 de 1975.
- Voir l’article de ce blog : Mesure du taux d’alcool – Part 3 : Distillation ou Infrarouge
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