Fabrication de la Vodka
La production d’alcool repose sur un principe unique : des levures transforment du sucre en alcool en dégageant du CO2 (donc, tout ce qui contient du sucre peut servir à faire de l’alcool), le produit obtenu étant ensuite distillé à l’aide de différents alambics (liste ci-dessous) pour augmenter le taux d’alcool. Après quoi le distillat est filtré de différentes manières, la plus courante étant les filtres à charbon de bois. Pour y donner du goût on peut ajouter des arômes. En France il est interdit de faire soit même une distillation alcoolique! Mais vous pouvez faire une demande d’autorisation de distillation auprès de la mairie et après accord déclarer à la douane la production.
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L’alambic
L’alambic (de l’arabe al-ambic qui signifie vase à distiller) est un appareil qui exploite les propriétés des différences de température d’évaporation des matières. Ainsi pour séparer l’alcool de l’eau d’un produit fermenté il suffit de savoir que l’alcool bout à partir de 78°C (contre 100°C pour l’eau) et qu’il gèle à –130°C (contre 0°C pour l’eau). De manière générale, un alambic est un outil de conception très simple. Un premier récipient, contient le moût (liquide à distiller) lequel est chauffé (bain-marie, gaz, feu de bois…). Des vapeurs d’alcools se forment, partent dans un tuyau ou elles seront refroidies afin de condenser pour enfin être récoltées sous forme liquides dans un récipient.
un exemple de schéma:
Les différents alambics existants
– Alambics de chimie
Fort peu intéressant dans le cadre de la fabrication d’eau-de-vie, ils sont néanmoins utilisables. Le plus connu des alambics employés en labo est la cornue.
– Alambic traditionnel
Sous ce nom générique sont regroupés toute une série d’alambic traditionnel. Leur intérêt principal réside dans le fait qu’ils permettent de conserver un grand nombre d’arômes. On les emploie donc de manière prioritaire lors de distillation d’eau-de-vie. D’une part parce qu’ils laissent passer des arômes non-désirés mais d’autre part parce que le taux d’alcool en sortie est moins élevé qu’avec les autres types d’alambics.
A partir d’une cocotte minute il est possible de réaliser un alambic traditionnel, si celle-ci est munie d’une vanne de pression. Lorsque la pression monte trop dans la casserole, la vanne permet d’expulser de la vapeur, ce qui a comme conséquence directe de faire baisser la pression.
Ce type d’alambic profite de ce système simple et fiable pour fonctionner. En effet, comme dans tout récipient, les premiers liquides vaporisés seront les plus légers. Ils seront aussi les premiers à sortir de la casserole. Si on réussit à récupérer lesdites vapeurs, rien n’empêchera de les refroidir pour les liquéfier et de le récupérer. Il suffit donc d’adapter un tuyau en cuivre sur la vanne (en le soudant) et de le faconner en serpentin pour avoir un refroidisseur.
Il faut cependant faire attention à ne pas trop remplir la cocotte. A la différence des autres alambics, celui-ci est à priori hermétique et travaille donc sous pression. Un morceau de fruit se bloquant dans la vanne pourrait donc la boucher, ce qui ferait augmenter la pression et pourrait finalement faire exploser la bête.
– Alambic à colonne de reflux
L’alambic à colonne de reflux est un alambic traditionnel modifié. Au lieu de placer directement la tête de more et le serpentin au dessus de la cucurbite, on place une colonne. d’une hauteur variable. Les vapeurs distillées se refroidissent en montant dedans et y recondensent. Le moût doit donc s’évaporer plusieurs fois avant d’atteindre le haut de la colonne et d’arriver au refroidisseur. La pureté du distillat est donc proportionnelle à la hauteur de la colonne. Elle peut être refroidie afin d’augmenter son efficacité.
Ce principe de fonctionnement permet d’atteindre en une passe un distillat de plus de 90°.
schéma:
– Alambic à colonne de fractionnement
L’alambic à fractionnement est basé sur l’alambic à reflux. La différence avec le précédent est qu’une partie du distillat est renvoyée dans la cucurbite avec le moût non-distillé. Grâce à un jeu de vannes, on peut décider la fraction qui sera redistillée. L’avantage de ce principe est qu’on peut par ce biais décider de privilégier la pureté du distillat ou l’efficacité de la distillation.
shéma:
– Amazing still
la construction de cet étrange alambic est très simple et très rapide avec un budget de 50€ environ, ce qui constitue des avantages intéressants pour un premier essai. Voilà un pdf qui explique comment construire cet alambic: voir ebook plus bas.
Inconvénients et avantages:
– Il est impossible de couper les têtes et queues, ce qui pose le problème de l’élimination du méthanol, malgré la tête et la queue,le goût est neutre , l’odeur ressemble à un bon genièvre et la couleur est limpide sans pour autant filtrer avec du charbon de bois actif.
– Si il y a du méthanol, le taux doit être très faible puisque le moût n’est chauffé qu’à 45°.
– L’Alambic donne des résultats très satisfaisants en terme de distillation.
– Etant donné le principe de fonctionnement, l’alambic ne fonctionnera “bien” qu’avec des moûts fortement alcoolisés. Autrement dit, si ce n’est pas de la levure turbo, il faudra sans doute oublier.
– Il fonctionne à raison de +/- 2 litres en 6 jours à 45°de température.
shéma:
De manière générale la vodka peut être produite à partir de tout et n’importe quoi: fruits (cerise, poire, pommes,…), légumes (pommes de terre, betteraves, pois,…), blé, amidon, orge, sarrazin, châtaignes, sucre, riz et même à partir du bois! Vous avez l’embarra du choix, tout en sachant que selon les matières premières, on obtient plus ou moins d’alcool et de vodka.
Voici un tableau de la sortie approximative d’alcool et de vodka (en litres) d’un kg de matières premières utilisées.
| Matières premières | Sortie | |
| Alcool | Vodka (40%) | |
| Amidon | 0,72 | 1,52 |
| Riz | 0,59 | 1,25 |
| Sucre | 0,51 | 1,10 |
| Sarrazin | 0,47 | 1,00 |
| Blé | 0,43 | 0,92 |
| Avoine | 0,36 | 0,90 |
| Seigle | 0,41 | 0,88 |
| Millet | 0,41 | 0,88 |
| Pois | 0,40 | 0,86 |
| Orge | 0,34 | 0,72 |
| Pommes de Terres | 0,11-0,18 | 0,35 |
| Raisins | 0,09-0,14 | 0,25 |
| Betteraves | 0,08-0,12 | 0,21 |
| Poires | 0,07 | 0,16 |
| Pommes | 0,06 | 0,14 |
| Cerises | 0,05 | 0,12 |
| Желуди | 0,25 | 0,56 |
| Châtaignes | 0,26 | 0,57 |
Il s’agit de mélanger les ingrédients afin d’obtenir un liquide sucré fermentable. Certains moûts ne nécessitent pas de cuisson, comme les moûts de fruits : il suffit de broyer ou écraser des fruits et d’en récupérer le jus. D’autres moûts (alcools de grain) nécessitent un brassage, opération qui a pour but la transformation de l’amidon contenu dans les grains en sucres fermentables.
Brassage
1. Malter le grain
Le maltage est le processus qui permet au grain de démarrer la germination de telle façon qu’il génère des enzymes (amylase) pour convertir ses stocks d’amidon non fermentable en sucre.
Les malts peuvent différer en fonction du grain (malt d’orge, de seigle…) du caractère fumé ou non, de la teneur en enzymes… On trouve aussi dans le commerce des extraits de malt, plus simples à utiliser, mais avec le côté artisanal et naturel en moins.
Tout le grain dans chaque recette ne doit pas être malté. Tant qu’une partie (entre 10 et 20 %) a été maltée, il devrait y avoir assez d’enzymes (amylase) pour convertir l’amidon du reste du grain.
On peut ajouter de l’amylase (voir en pharmacie ou magasins pour viticulteurs ou brasseurs amateurs) pour aider et/ou accélérer le brassage des moûts à base de grain, mais cela ne servira à rien dans un moût à base de sucre (pas d’amidon à convertir).
Processus de maltage:
Germination: Faire tremper le grain pendant 24 heures, changer l’eau, et recommencer 24 heures. Ecumer et éliminer tout ce qui flotte. Essayer de garder la T° entre 17 et 30°C ; plus froid, les grains ne germeront pas.
Etaler les grains en une couche de 2 à 5 cm d’épaisseur sur une surface humide, et garder entre 17 et 30°C jusqu’à germination (7 à 10 jours). Retourner les grains chaque jour pour éviter les moisissures et donner une chance de germer à chaque grain. Attendre que les germes mesurent 5 mm de long.
Sécher le grain: étendre une fine couche dans un courant d’air ou sécher lentement dans un four. Ne pas dépasser 50°C jusqu’à séchage complet (quelques heures), puis à 55°C pendant 1 heure et enfin à 66°C pendant 1 heure encore. Si on chauffe trop fort, les enzymes seront détruites et seront inefficaces durant le brassage.
Nettoyer le grain et enlever les germes : les mettre dans un sac et frapper le sac contre une surface dure pour casser les radicelles. Secouer et agiter dans un tamis pour permettre aux saletés de tomber à travers les trous. Sécher le grain n’est pas toujours nécessaire, si on l’utilise tout de suite. Il faut alors tenir compte du poids du grain sec ! Peser avant de malter et noter ce poids. Notons que ce malt « vert » est plus difficile à moudre.
Une autre méthode…
Faire tremper le grain pendant 72 heures, en changeant l’eau toutes les 24 heures. Placer dans le récipient un aérateur (type aquarium) pour faire des bulles à travers le grain. Le niveau de l’eau doit dépasser le grain d’au moins 10 cm.
Après le trempage, mettre le grain dans un seau dont le fond est percé de petits trous, ce seau est lui-même placé dans un autre seau avec un fond d’eau et de nouveau un aérateur dedans. L’air produit passera à travers les grains et évitera que du CO2 stagne, permettant la croissance de moisissures.
Une fois que les radicelles ont atteint la longueur du grain (et même plus), sécher le malt (ceci doit être fait dans l’obscurité), idéalement dans un séchoir alimentaire. Le malt est sec quand son poids correspond au poids de départ du grain.
Ne pas faire de trop grosses quantités à la fois : 2,5 kg semble une quantité raisonnable.
2. Fumer le malt
Pour fumer le malt, mettre le malt à moitié séché dans un fumoir pour barbecue (du commerce) et fumer le grain jusqu’à ce qu’il soit sec (en utilisant la plus faible chaleur possible). Faites un feu de tourbe (la tourbe que l’on trouve dans les magasins de jardinage, mais assurez-vous qu’elle ne contient ni pesticide ni engrais).
On peut aussi utiliser un barbecue avec couvercle (type Barb-a-cook) : Faire le feu de charbon de bois comme à l’habitude, mettre sur les braises une couche de tourbe humide, placer le grain sur une grille fine au-dessus du feu et fermer le couvercle, en laissant les évents ouvert. Mélanger le grain toutes les 5 minutes et fumer pendant 15 à 45 minutes, jusqu’à ce que le grain soit complètement sec.
3. Moudre le grain et le malt pour exposer son centre (l’amidon) aux enzymes. On peut le faire avec un moulin à café, un robot de cuisine, un moulin spécifique, etc. Simplement broyer le grain en 3 à 5 morceaux, mais ne pas le réduire en poudre ou en farine.
4. Chauffer le grain moulu et le malt (ou l’amylase) à 62-63°C pendant 45 minutes à 1 heure (mélanger de temps en temps), en utilisant 4,5 l d’eau par kg de grain.
Certaines méthodes impliquent de monter à t°, puis la tenir pendant 2 heures dans une grosse casserole sur le feu. Il faut être vigilant de ne pas laisser bouillir le moût, ça peut déborder ! Ca peut aussi crâmer dans le fond!!!
5. Pour terminer, augmenter la t° à 75-77°C. A cette t°, la viscosité du moût est favorable à une séparation rapide et complète, les enzymes sont inactives et toute action de bactéries est évitée.
6. On utilise de l’iodine pour tester l’amidon: quelques gouttes dans une cuillère à café de moût : si ça devient bleu, il reste de l’amidon, donc, il faut continuer le brassage. Attention, l’iodine est toxique! Il faut donc jeter l’échantillon et surtout ne pas le remettre dans le brassin.
A ce stade on ajoute des levures au moût ou au brassin préparé lors de l’étape précédente. Ces levures vont transformer le sucre en alcool. Cette étape peut durer de 3 jours à plusieurs semaines, en fonction du moût et du type de levure. Certains brassins ne nécessitent pas d’ajout de levure, les levures sauvages présentes dans l’air ou sur les fruits (les grains) faisant aussi l’affaire (le processus sera probablement plus lent).
Les sucres du moût, sous l’action de levures se transforment en alcool éthylique (les levures sont des champignons microscopiques). Le phénomène s’accompagne d’un dégagement de gaz carbonique et d’une élévation de température…
Théoriquement, 10 kg de sucre produiront 6.5 L (5.1 kg) d’éthanol et 4.9 kg de dioxyde de carbone. En faisant cela, de l’énergie est également libérée (± 2.6 MJ/kg d’éthanol).
Les levures produisent aussi :
– des composés secondaires : alcools supérieurs, glycérols (glycérine), acides…
– des substances aromatiques.
Les levures sont omniprésentes dans la nature, collées sur la peau des fruits, sur le matériel utilisé, dans les maisons…
Les plus communément employées pour produire l’éthanol font partie du genre Saccharomyces, élevées pour donner une fermentation uniforme, rapide, un haut rendement en éthanol et tolérer un grand éventail de températures, de niveaux de pH et un taux d’alcool élevé.
La fermentation alcoolique ne peut se produire que sous certaines conditions :
Température : trop froid (10°C), le processus est très ralenti voire incomplet.
Trop chaud (32 – 36 ° C), les levures meurent, le milieu devient inapte à leur survie.
Bien que la fermentation soit un phénomène anaérobie, les levures ont besoin d’oxygène pour se multiplier, surtout au début du processus. Dans un cycle de fermentation normal, les levures utilisent de l’oxygène au départ, et continuent à vivre quand tout l’oxygène est consommé. C’est pendant la phase anaérobique (sans oxygène), que l’éthanol est produit.
Plus exactement, en l’absence d’oxygène dissout dans le moût, la levure continue à respirer en convertissant l’oxygène contenu dans le sucre, en continuant d’exhaler du dioxyde de carbone, et laissant ce qui reste de la molécule de sucre sous forme d’éthanol. La levure ne consomme pas le sucre comme nourriture, mais bien les autres nutriments contenus dans le moût.
Le processus implique quatre phases distinctes de fermentation:
Une phase initiale “à retardement”, pendant laquelle peu de choses semblent se produire, mais la levure s’adapte à son nouvel environnement et commence à croître.
La fermentation primaire démarre après environ 30 minutes. La levure commence à se reproduire rapidement dans l’environnement initialement aérobique, la colonie se développe et le nombre de cellules augmente de façon exponentielle. Du dioxyde de carbone est produit en grande quantité, faisant des bulles dans le moût. Alors que la fermentation suit son cours, les cellules de levure ont tendance à s’agglomérer (floculation).
Ensuite, la fermentation secondaire démarre dans le milieu anaerobique ainsi généré et les levures captent l’oxygène des molécules de sucre pour éviter l’asphyxie.
Durant chacune de ces phases, du dioxyde de carbone est produit en abondance, ce qui permet de garder des conditions anaérobiques qui favorisent la production d’alcool ethylique. Il faut garder à l’esprit que ce n’est pas l’intention des levures de produire de l’alcool, mais la nôtre! Toute la levure essaie seulement de ne pas suffoquer! La levure n’est pas non plus très intéressée par le sucre, c’est nous qui exploitons sa capacité à survivre et à s’adapter à ce milieu devenu hostile.
Enfin, vient une quatrième phase dite stationnaire durant laquelle les nutriments commencent à se faire rares et l’activité des levures diminue. La production de dioxyde de carbone diminue et les levures se déposent dans le fond du fermenteur.
L’activité, et donc l’efficacité, de la levure dépend de la concentration de sucre dans le moût, de la température d’inoculation, et des nutriments présents. Dans des conditions optimales, une cellule de levure est capable de décomposer sa propre masse de sucre (ie environ 200 millions de millions de molécules) en alcool et dioxyde de carbone.
La levure produit 33 fois plus d’alcool lors de la phase de reproduction qu’au repos.
Une fois les nutriments épuisés et que la fermentation semble en stand by, il est en général trop tard pour ajouter des nutriments ou de nouveaux ferments. Si cela arrive au début de la fermentation, il y a un problème! Si la levure est privée de nutriments, elle se développe autant qu’elle peut avec ce qui est à sa disposition, puis cette croissance s’arrête.
Il est donc essentiel d’avoir une quantité suffisante de nutriments dans le moût de départ.
Le procédé de distillation utilise la différence de température d’ébullition entre les liquides à séparer. Pendant qu’un liquide s’évapore, l’autre n’atteint pas sa température d’évaporation et reste liquide. La vapeur ainsi produite peut être condensée pour donner le distillat ou fraction légère, et la substance restante est appelée le résidu ou fraction lourde.
Un moût, une bière, un vin… contiennent bien d’autres choses que de l’alcool, notamment de l’eau, divers alcools autres que l’éthanol, des acides, sels minéraux…etc.
Chacun de ces composants a une température d’ébullition qui lui est propre. En distillant, on sépare en fait tous ces produits en contrôlant la température de l’alambic. Notre but est bien sûr de collecter l’éthanol (l’alcool buvable) et de jeter le reste ou le laisser dans le chaudron.
Voici quelques composants et leur température d’ébullition :
• Acétone ➯ 56.5°C
• Méthanol ➯ 64°C
• Ethyl acétate ➯ 77.1°C
• Ethanol ➯ 78°C
• 2-Propanol ➯ 82°C
• 1-Propanol ➯ 97°C
• Eau ➯ 100°C
• Butanol ➯ 116C
• Furfural ➯ 161°C
Remarquez que la t° d’ébullition peut varier en fonction de l’altitude de l’endroit où vous vous trouvez : plus on monte, plus les t° d’ébullition sont basses.
Heureusement, chaque composant « domine » à sa température d’ébullition, on peut donc savoir quel produit on récolte en contrôlant la température de la vapeur. D’autre part, si vous faites une « bonne chauffe », c’est-à-dire lente et régulière, l’alambic se stabilise un certain temps à chaque « étage » de température. Par exemple, lors de la collecte de l’éthanol, la température reste ± stable (78-82°C).
Il convient, après la phase de montée en température, en début de distillation, d’« équilibrer » l’alambic : c’est-à-dire de laisser la T° se stabiliser un moment à un certain niveau (p.ex. 65°C). Cela se fait en « jouant » avec la source de chaleur ou avec le refroidissement de la colonne (de la colonne… pas du condensateur), s’il s’agit d’un alambic à colonne (reflux still). Si ça paraît compliqué à la lecture, c’est en fait assez facile dans la réalité ! Après cet équilibrage, le contrôle de la T° devient un jeu d’enfant.
Attention le contrôle de la T° ne suffit pas car elle peut varier en fonction de chaque alambic, de la hauteur et de l’isolation de la colonne, de l’emplacement du thermomètre… La mesure du taux d’alcool (avec l’alcoomètre) et enfin l’odorat ( !) seront de précieux alliés pour déterminer ce qui est bon et ce qui ne l’est pas.
Tout ce qui sort de l’alambic n’est pas bon!!! Il faut éliminer ce qui vient en premier (les têtes) et ce qui vient en dernier (les queues).
La tête:
Une fois l’alambic à température (± 65 à 70°C) et que le liquide (l’alcool) commence à couler goutte à goutte, on constatera que le taux d’alcool est élevé (plus de 90% vol.) et que ça sent le solvant (la colle Scotch), ça, c’est pas bon ! Il faut prélever les premiers 50 ml par 10 l de moût. Si le distillat contient du méthanol, il est dans cette « tête de coulée ». A jeter, ou à garder pour le réchaud à fondue.
Le “bon” distillat:
Après la collecte de la tête, la température augmente de façon significative, jusque environ 78°C. Ce qui commence à couler à ce moment est l’éthanol, c’est-à-dire le but recherché… Il faut veiller à ne pas chauffer trop fort ni trop vite, le bon débit serait un goutte à goutte rapide. On peut espérer collecter environ 1l d’alcool à 40% par kg de sucre utilisé dans le moût, mais ceci n’est pas un principe infaillible (cela dépend du taux d’alcool dans le moût et donc de la fermentation). Le taux d’alcool du produit qui sort de l’alambic dépend aussi du type d’alambic que l’on utilise. Le taux d’alcool est en général plus élevé en début de distillation et décroit au fur et à mesure que la distillation se passe.
La queue:
On arrêtera de collecter le distillat une fois que l’on remarquera qu’il contient des « fusel oils » ou quand la température dépasse environ 94°C (ce n’est ni toxique, ni dangereux, ça a simplement une odeur et un goût très mauvais).
Les fusels oils sont des substances très aromatiques au goût plutôt mauvais que l’on perçoit quand le taux d’alcool tombe en dessous d’environ 40% vol. Ces « alcools de queue » peuvent être redistillés avec votre prochaine passe (gardez 0,5 à 1 l par 20 l de moût).
Si on collecte le distillat par petites portions (250 ml par 250 ml), on pourra séparer facilement l’alcool buvable des alcools de queue, qui ne « pollueront » pas toute la production. Renifler, goûter, mesurer le taux d’alcool… On distingue très vite la différence et on perçoit le moment où commence la « queue ».
Le taux d’alcool se mesure de la manière la plus facile avec un alcoomètre.
Un litre d’alcool titrant 40% ABV (Alcohol By Volume) contient donc 600 ml d’eau et 400 ml d’éthanol.
C’est une étape très importante ! En effet c’est ici qu’on définit le goût de l’alcool car ce qui sort de l’alambic est incolore et n’a pas le goût du produit recherché…
La finition pourra comporter plusieurs étapes :
– la filtration
– la dilution
– le vieillissement
– l’aromatisation
Dans le cas de la vodka, soit on garde le distillat obtenu qui convient parfaitement soit si le ° d’alcool n’est pas aux alentours des 40°, on peut diluer avec de l’eau distillée et déminéralisée.
Ensuite on filtre sur des filtres à charbon de bois (le plus prisé étant celui de pommier).
L’alcool est purifié avec du charbon actif pour enlever les fusel oils qui ont une mauvaise odeur. Ne soyez pas radin avec la purification. Il vaut mieux faire un produit de qualité.
On peut effectuer la purification en 2 étapes :
D’abord, on mélange du charbon actif à l’alcool, on le laissera quelques heures à quelques semaines, en agitant aussi souvent que possible. La durée dépend du résultat final souhaité : alcool neutre, sans goût, ou alcool ayant “un certain goût”.
Une fois terminée cette étape, on filtre l’alcool une seconde fois dans un filtre de type « tube ». Souvent, la deuxième étape est superflue, la première suffit.
Vous pouvez purifier un produit tellement bien qu’il est de même qualité que les meilleures vodkas.
La purification avec du charbon actif est faite en versant l’alcool dans un tube rempli de charbon actif. L’alcool coule à travers et au fond, il est pur; c’est aussi simple que cela. Si l’alcool est très pur au départ, très peu de charbon actif est nécessaire. Utilisez du charbon actif de qualité. Du charbon avec une granulation de 0.4 mm – 0.85 mm est généralement meilleur que du 0.4 – 1.2 mm.
La meilleure méthode pour purifier est d’utiliser un purificateur qui peut être trouvé dans les boutiques de micro brasserie (brasserie maison). Il est composé d’un tube de 1.5 m de long avec un entonnoir de 10 litres au dessus. Le tube est rempli avec du charbon actif, et après avoir rempli l’entonnoir de 10 l avec l’alcool distillé, celui-ci passe doucement à travers le charbon (environ une goutte / seconde). Un tube de 0.5 mètre est suffisant si vous choisissez une bonne qualité de carbone et si vous le rincez avec de l’eau.
Toutes les marques de carbone sont faiblement lavés à l’usine, donc versez 3-5 litres d’eau chaude à travers le charbon actif avant de purifier l’alcool de telle façon de rincer les sels indésirables dans le charbon. Sa capacité de nettoyage est augmentée s’il est déjà mouillé.Attendez une heure ou de préférence 24 heures après lavage et ensuite repassez deux litres d’eau chaude. Ensuite il ne vous reste plus qu’à verser l’alcool au sommet. Jetez l’eau qui arrive en premier. Purifiez lentement! Si vous donnez au carbone beaucoup de temps, il purifiera mieux.
La vodka ne subit aucun vieillissement.
On peut rajouter des arômes.