Distiller ?

 

Comment peut-on distiller quand on ne connaît pas la différence entre l'éthanol et le méthanol ?

Récemment, je m'étais étonné que des artisans distillateurs d'eau-de-vie ne connaissent pas la différence entre le méthanol et l'éthanol.
Le méthanol est le premier des alcools, le plus petit, avec une molécule composée d'un atome de carbone,  de trois  atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Ce composé rend fou et aveugle.
D'autre part, l'éthanol, qui est le principal alcool du vin, de la bière, du cidre, etc., est le deuxième composé de la série des alcools, avec cette fois une molécule faite de deux atomes de carbone, six  atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. L'éthanol est un poison, comme chacun sait, mais en petite quantité, il modifie les perceptions "agréablement".   

Méthanol et éthanol sont deux composés bien différent. Ils sont présents en différentes quantités dans les solutions qui ont résulté d'une fermentation alcoolique, et il est important de les séparer lors de la distillation.

Partons d'une telle solution, qui est faite, dans l'ordre, d'eau, d'éthanol, mais aussi de méthanol et de divers composés odorants. Quand on augmente la température, vient un moment où le méthanol se met à bouillir, ce qui signifie qu'il s'élimine rapidement, tandis que l'éthanol et l'eau restent dans la solution.
Puis, quand la température augmente encore, vient un moment où c'est l'éthanol qui bout, de sorte que, si l'on refroidit les vapeurs formées à ce moment, on récupère l'éthanol liquide. Et, enfin, quand la température augmente encore, c'est l'eau qui passe. 

Note importante pour les collègues : merci de ne pas me faire l'injure de penser que je ne sais pas que cette description est carricaturale, un peu fausse !

La distillation bien conduite consiste donc à éliminer ce qui part en premier (le méthanol, notamment), et ce qui passe en dernier (l'eau). On a vu que je n'ai pas considéré tous les autres composés présents, notamment les composés odorants, parce que s'impose d'abord la séparation précédente. Le reste suit comme il peut.

Et je reviens maintenant à mon opération de distillation en disant que les bons distillateurs enlèvent les premières fractions distillée, pour ne laisser passer que l'éthanol et un cortège de composés odorants, puis qu'ils arrêtent la distillation quand arrive l'eau...  sans quoi on retrouverait le liquide initial, qui ne serait pas concentré en éthanol, comme on le souhaite.

J'arrive maintenant à la question que je posais initialement  : est-il possible de distiller sans savoir tout cela ?

La réponse est évidemment oui. Parce que c'est ce qu'on l'on fait depuis toujours dans les campagnes :  on  distille depuis des siècles, et pour des raisons empiriques que je ne comprends pas, on a appris que des fractions de tête devaient être éliminées, ce qui tombe bien car elles contiennent ce méthanol qui rend fou et aveugle !

Oui, on peut distiller sans connaître l'existence du méthanol, tout comme on peut conduire une voiture sans savoir qu'il y a une bielle ou un rupteur. Il y a à considérer la différence entre un mécanicien et un conducteur de voiture. Le  conducteur de voiture ne sais pas comment marche le moteur mais il peut éventuellement très bien conduire la voiture, mieux même qu'un mécanicien. Le mécanicien, lui, peut très bien ne pas savoir conduire la voiture,  mais il sait parfaitement comment elle fonctionne.

Evidemment on s'en sort encore mieux quand on a les deux compétences et je ne peux pas imaginer qu'un bon distillateur ne ferait pas encore mieux s'il  connaissait la différence entre le méthanol et l'éthanol.
Car, après tout, il en va de la santé des consommateurs d'eau-de-vie, ce qui n'est pas rien !

À propos de distillation : prenons garde aux premières fractions

 Certains de mes amis qui distillent ont appris des anciens à ne pas conserver le liquide qui se condense immédiatement après le début de l'opération : on leur a dit que cette fraction contenait des composés toxiques, et, bien que cela apparaisse comme une "perte", ils ont à coeur de bien faire. Certains jettent un verre de liquide, et d'autres, qui veulent faire mieux, jettent jusqu'à un demi litre (d'accord, cela dépend de l'installation, mais je donne une indication pour fixer les idées).

Pour autant, je sais que beaucoup font cela parce qu'ils reproduisent des pratiques qu'on leur a montrées, et pas parce qu'ils comprennent le mécanisme de la chose. Or je crois que rien ne vaut une bonne explication, en plus de la démonstration de l'opération.

Commençons donc par un marc,  c'est-à-dire le résidu d'une fermentation de raisin pressé. Il y a une partie solide, et il y a une partie liquide, et, dans tout cela, il y a des composés odorants, des composés sapides, des composés frais ou piquants que l'on veut récupérer...  avec l'alcool : le but de l'opération, c'est de passer de 10 pour cent en volume d'alcool à 40 à 50 pour cent, en évaporant du liquide sans évaporer de l'eau.

Il faut immédiatement ajouter que l' "alcool" dont on parle ainsi est l'alcool éthylique, ou éthanol. On le nommait jamais "esprit de vin". On sait qu'il est toxique, mais on aime le boire parce qu'il engendre une sensation de bien être... quand c'est avec modération, en plus d'un goût remarquable.

A ne pas confondre avec un autre composés de la même famille des alcools, le méthanol (notons le m en début de mot), ou alcool méthylique, ou encore esprit de bois. Dans les jus fermentés, l'alcool éthylique (l'éthanol) est majoritaire, et il y a du méthanol en moindre quantité.

J'insiste un peu : l'éthanol est un composé merveilleux (avec modération toutefois), parce qu'il donne du peps à des breuvage. Il provoque un sentiment d'euphorie, à petite dose, la seule à laquelle un vrai gourmand le consomme.
En revanche, le méthanol est vraiment  terrible, et l'on n'insistera pas assez sur la différence entre l'éthanol et le méthanol même s'il n'y a qu'une lettre de différence pour la dénomination chimique.

Mais je m'arrête un peu à cette question de dénomination maintenant. Le premier alcool de la famille des alcools, c'est le méthanol, dont les molécules ne contiennent qu'un seul atome de carbone.
Ce méthanol, ou alcool méthylique, est aussi nommé esprit de bois, comme signalé précédemment, car on l'obtient notamment par la pyrolyse du bois : si on chauffe du bois à sec, se dégage du méthanol, et c'est ainsi qu'on l'a produit  pendant longtemps.

Le méthanol, répétons-le,  est toxique,  et l'on doit  absolument l'éviter dans les eaux-de-vie, blanches notamment, sous peine d'empoisonner ceux à qui on offre le breuvage. Il engendre, quand une dose commence à être un peu notable, une crispation des mâchoires, puis, à plus haute dose, il a des effets terribles.

Dans la famille chimique des alcools, après le méthanol, il y a donc l'éthanol, ou alcool éthylique, qui,  lui a 2 atomes de carbone dans sa molécule. C'est celui-là que l'on veut récupérer quand on distille :  dans un vin,  il y en a dix pour cent en volume environ,  et la distillation cherche à porter cette proportion à 40 ou 50 pour cent, ce que l'on nomme des degrés.

Mais, dans la famille des alcools, méthanol, puis éthanol, ne sont pas seuls : il y a aussi le propanol ou alcool propylique ;  le butanol ou alcool butylique ; pentanol, ou alcool pentylique ;  et ainsi de suite avec trois, quatre, cinq, six, sept, huit, etc.  atomes de carbone dans la molécule. Je fais simple, parce qu'il y a des complications : je veux seulement dire que la famille des alcools est immense.

Le distillateur empirique, "traditionnel",  se contente, pour un appareil donné, d'éliminer une certaine quantité du produit qui est distillé en début d'opération  : un verre, un demi litre... Et effectivement, le méthanol bout à une température  de 65 degrés, alors que l'éthanol, lui, bout à la température de 79 degrés.
Bref, si l'on conduit doucement la distillation, c'est bien le méthanol qui part en premier, puis ensuite l'éthanol, et enfin l'eau vers 100 °C.
Ce que je dis là n'est pas parfaitement juste, comme on s'en doute quand on sait que le diable est caché dans les détails, mais c'est une idée qu'il faut certainement avoir pour commencer.

Une conclusion merveilleuse : si l'on introduit un thermomètre dans le système, on verra d'abord la température augmenter, puis se stabiliser un peu tant que du méthanol passe dans les vapeurs, et c'est ensuite que la température réaugmentera pour atteindre un nouveau palier, pendant lequel l'éthanol distille... avant que la température n'augmente à nouveau, jusqu'à atteindre les 100 degrés auxquels l'eau s'évapore.
Autrement dit,  l'usage du thermomètre qui facilite considérablement la conduite des opérations.

Je termine sur cette observation essentielle, qui est à la base de la distillation fractionnée  : généralement, les composés s'évaporent à une température d'ébullition fixe, et tant que le composé présent, alors la température d'ébullition change ne change guère.

Il y a donc mieux que la technique empirique, à condition de comprendre ce que l'on fait. Et c'est là un des apports (anciens) de la chimie. Le fait que ce que j'expose plus haut ne soit pas connu de tous doit nous faire réfléchir aux études que la nation organise pour les citoyens.

L'aspartame libère du méthanol ?

Oui, le méthanol est un sale composé : il donne mal au crâne, il rend fou, aveugle, contribue au développement de cirrhoses...  On sait qu'il faut se méfier comme de la peste des eaux-de-vie mal distillées, c'est-à-dire quand les têtes et les queues de distillation n'ont pas été éliminées. Mais, pour autant, faut-il craindre l'aspartame, qui peut libérer du méthanol  dans l'organisme ? 

Pour expliquer la question, il faut expliquer que l'aspartame est un édulcorant intense, c'est-à-dire un composé qui donne une saveur très sucrée même quand il est en très petite quantité (200 fois plus sucré que le sucre), et qu'il a l'avantage de ne pas apporter de calories, de ne pas provoquer de caries, comme le fait le saccharose, le sucre de table. C'est un "dipeptide", c'est-à-dire un composé dont la molécule est faite de deux résidus d'acides aminés, ces briques de toutes les protéines de notre organisme, avec un groupe méthyle attaché à l'un des deux résidus d'acides aminés.
Quand l'aspartame est consommé, il est divisé en phénylalanine, en acide aspartique et en méthanol... et là est la double question : il y a libération de la phénylalanine, d'une part, et du méthanol d'autre part.


La question de la phénylalanine

Pour la phénylalanine, c'est un acide aminé "essentiel", qui a  un rôle fondamental dans le système nerveux par une stimulation de la glande thyroïde. Il n'est pas synthétisé par l'organisme et doit donc être apporté via l'alimentation :  on le trouve dans les aliments riches en protéines d'origine animale et végétale : viande, poisson, oeuf, soja,  lait, fromage, etc.
Toutefois il y a une maladie nommée phénylcétonurie, qui est une déficience en métabolisme de cet acide aminé. En France, une personne sur 17 000 est atteinte de cette déficience enzymatique (Trefz et al. 1994). Mais il y a les 16 999 autres, et pour ceux-là, la seule question qui se pose est celle du méthanol.


Pour le  le méthanol, il faut y regarder de plus près

Soit un morceau de sucre dans un café, par exemple. Cela représente environ 10 grammes. Pour avoir la même sucrosité, il faut environ 200 fois moins d'aspartame, soit 0,04 gramme. Est-ce "beaucoup" ?
Il faut comparer cela à des consommations classiques, telle celle de fruits, par exemple, car ces derniers apportent des pectines, lesquelles libèrent également du méthanol. De fait, Lindinger et al. ont mesuré en 1991 la quantité de méthanol dans l'organisme, après la consommation de fruits. Ils ont d'abord mesuré un méthanol basal, dont on ne comprend pas encore l'origine, et qui atteint 2 milligramme par litre (ce méthanol pourrait résulter de fermentations dans le tube digestif). Après l'ingestion de fruits, la quantité de méthanol est multipliée par 10 environ.
Finalement, l'Agence nationale de sécurité des aliments observe qu'un litre (un litre !)  de boisson sans sucre contenant de l’aspartame produit environ 48 mg de méthanol, tandis qu'un litre de jus de fruits ou de légumes contient environ 200 à 280 mg de méthanol. Cela indique que les quantités de méthanol apportées par l’aspartame en tant qu’additif alimentaire sont inférieures à celles apportées par certains aliments naturels (Maher, 1986).
Tiens, je trouve pour une autre comparaison que la teneur en méthanol dans les eaux de vie est réglementée à 0,6 grammes par litre d'alcool à 50 °, soit, si l'on consomme 2 centilitres, cela fait d'un coup 12 milligrammes de méthanol.



Références :
Friedrich T, De Sonneville L, Matthis P, Benninger C, Lanz-Englert B. 1994. Neuropsychological and biochemical investigations in heterozygotes for phenulketonuria during ingesting of high dose aspartame (a sweetener containing phenylalanine), Human Genetics, 93, 369-374.