Comment choisir le système de filtration adapté à la production de spiritueux
La filtration ne constitue pas une opération isolée dans la production de spiritueux.
Selon le type de spiritueux, une filtration peut s'avérer nécessaire pour éliminer les matières solides avant la distillation, clarifier le spiritueux après la distillation, éliminer les résidus de charbon de fût après la maturation, éliminer les particules de charbon actif, contrôler la turbidité ou assurer une filtration finale des particules avant la mise en bouteille.
Le choix du système de filtration approprié dépend donc de ce qu’il faut éliminer, du moment où il faut le faire et de la mesure dans laquelle il convient de préserver le caractère d’origine de l’alcool.
Un producteur de whisky, par exemple, peut avoir besoin d'un procédé spécialisé de filtration à froid après la maturation, tandis qu'un producteur de vodka peut associer un traitement au charbon actif à une filtration sur particules fines. Un producteur d'alcool d'agave peut quant à lui avoir besoin d'une séparation solide-liquide à un stade beaucoup plus précoce du processus.
Cet article explique en quoi les exigences en matière de filtration varient selon les principales catégories de spiritueux distillés et comment choisir un système de filtration adapté à chaque application.
La filtration dans la production de spiritueux : les principaux objectifs
Avant de choisir un filtre, il est utile de déterminer l'objectif réel de la filtration.
1. Élimination des matières solides grossières
Des particules de grande taille peuvent s'introduire dans le processus à partir des matières premières, de la fermentation, de l'extraction botanique, des fûts ou d'autres opérations en amont.
L'équipement type comprend :
- Filtres grossiers
- Filtres à manches
- Filtres de profondeur
- Centrifugeuses
L'objectif est avant tout de protéger les équipements en aval et de réduire la charge en matières solides atteignant les filtres plus fins.
2. Clarifier l'esprit
Après la distillation, la maturation, l'assemblage ou la mise à degré, un spiritueux peut contenir de fines particules en suspension ou des matières colloïdales.
La filtration en profondeur et la filtration sur cartouche sont couramment utilisées à cette fin. La filtration en profondeur est une méthode permettant d'éliminer les particules en suspension et les matières colloïdales des spiritueux distillés.
3. Élimination des résidus de carbonisation du fût
Les spiritueux vieillis en fût peuvent contenir des particules provenant de la surface intérieure du fût.
Le whisky en est l'exemple le plus évident. On procède généralement d'abord à une filtration grossière afin d'éliminer les résidus de carbonisation du fût, avant de passer à une filtration fine. L'élimination des résidus de carbonisation du fût constitue une étape de filtration à part entière dans la production des spiritueux bruns.
4. Retrait du charbon actif
Le charbon actif peut être utilisé après la distillation pour modifier la couleur, l'arôme, le goût ou d'autres caractéristiques de certains alcools neutres.
Une fois le traitement au charbon terminé, les particules de charbon en suspension doivent être éliminées avant que l'alcool ne poursuive son parcours vers les étapes suivantes. On utilise généralement à cette fin une filtration par piège ou en profondeur.
5. Lutte contre la brume
Certaines boissons spiritueuses peuvent devenir troubles après avoir été diluées, refroidies ou conservées.
Ceci est particulièrement important pour le whisky et les autres spiritueux vieillis en fût. Le trouble dû au froid peut être lié aux acides gras et à leurs esters, ainsi qu’à d’autres composés provenant des matières premières et du processus de vieillissement. Une température plus basse et un degré d’alcool plus faible peuvent favoriser la formation de ce trouble.
Filtration du whisky
Le whisky est sans doute celui qui, parmi les principaux spiritueux, présente les exigences techniques les plus spécifiques en matière de filtration.
La stratégie de filtration dépend du fait que le whisky soit destiné à être filtré à froid ou non, ainsi que de ses conditions de vieillissement, de son degré d'alcool, de l'aspect recherché et du profil aromatique visé.
Élimination des résidus de carbonisation du canon
Une fois son vieillissement terminé, le whisky peut contenir des particules provenant de l'intérieur carbonisé du fût.
Ces particules sont relativement grossières par rapport aux composés responsables du voile de froid.
Il ne faut donc pas confondre l'élimination des arômes de bois de chêne avec la filtration à froid.
Un filtre grossier ou un filtre à grande capacité de rétention des impuretés peut être utilisé comme premier étage de filtration afin d'éliminer les particules les plus grosses et de protéger les équipements de filtration en aval.
Filtration à froid
La filtration à froid est destinée à résoudre un autre problème.
Le whisky contient divers composés issus des matières premières, de la fermentation, de la distillation et du processus de vieillissement. Certains acides gras et leurs esters peuvent devenir moins solubles lorsque le spiritueux est refroidi ou dilué, ce qui entraîne l'apparition d'un trouble.
Le processus traditionnel comprend donc :
Refroidissement du whisky → Formation du voile → Filtration des particules responsables du voile
Les feuilles filtrantes et autres technologies de filtration en profondeur revêtent une importance particulière, car c'est l'adsorption, plutôt que la simple élimination mécanique des particules, qui joue un rôle essentiel dans l'élimination du voile de refroidissement.
C’est pourquoi la filtration à froid du whisky ne devrait pas être simplement qualifiée de “ filtration fine ”.”
L'objectif est d'éliminer de manière sélective les composés responsables de la turbidité, tout en minimisant l'élimination inutile des composés aromatiques et gustatifs souhaitables.
Cependant, certains esters d'acides gras à l'origine de la turbidité contribuent également de manière positive aux caractéristiques sensorielles des spiritueux, d'où l'importance d'une filtration sélective.
Whisky non filtré à froid
Tous les whiskies ne doivent pas nécessairement être filtrés à froid.
On observe un intérêt croissant de la part du secteur pour le whisky non filtré à froid, pour lequel le producteur accepte un compromis différent entre la stabilité visuelle et la préservation du caractère du spiritueux.
Les systèmes modernes de filtration en profondeur peuvent également être conçus pour une filtration sans refroidissement. Dans une application documentée concernant le whisky, des modules de filtration en profondeur ont été utilisés à température ambiante pour réduire la turbidité sans passer par l'étape classique de refroidissement.
Par conséquent, lors de la conception d'un système de filtration du whisky, la première question à se poser est la suivante : le produit final sera-t-il filtré à froid ou non ? La réponse à cette question peut avoir une influence considérable sur le processus de filtration et la configuration de l'équipement.
Filtration de la vodka
La vodka se caractérise généralement par sa clarté, sa neutralité et son uniformité.
La vodka étant souvent élaborée pour présenter un profil sensoriel relativement neutre, certains producteurs ont recours à un traitement au charbon actif après la distillation afin d'éliminer les saveurs, arômes, couleurs ou autres composés indésirables.
Dans ce cas, la filtration remplit deux fonctions distinctes :
Traitement au charbon actif → Élimination des composés indésirables
et
Filtration finale des particules → Élimination des particules de carbone et d'autres solides fins
Filtration au charbon actif
Le charbon actif agit principalement par adsorption plutôt que par simple rétention des particules.
Sa grande surface spécifique interne lui permet d'interagir avec les composés responsables des caractéristiques indésirables du spiritueux.
Le degré de traitement au carbone doit être contrôlé avec soin.
Un traitement plus agressif ne garantit pas automatiquement une meilleure vodka. Une adsorption excessive peut altérer le profil sensoriel de ce spiritueux.
Élimination des particules de carbone
Après le traitement au charbon, l'alcool peut contenir des particules de charbon en suspension.
Un filtre en profondeur, un filtre à manches ou un filtre à cartouche placé en aval peut être utilisé pour retenir ces particules avant que l'alcool n'atteigne l'étape de filtration finale.
Nous recommandons tout particulièrement d'utiliser un système de filtration à tamis après le traitement au charbon actif afin de réduire la charge en particules et de protéger les équipements de filtration en aval.
Filtration finale
Une cartouche filtrante fine ou un filtre en profondeur peut ensuite être utilisé pour assurer l'élimination finale des particules avant la mise en bouteille.
Pour la vodka, cette dernière étape revêt une importance particulière, car même une infime quantité de particules visibles peut nuire à l'aspect d'un produit par ailleurs limpide.
Filtration du gin
La filtration du gin pose un défi particulier, car les plantes constituent une partie importante de la production processus. Les fruits, les herbes, les épices et d'autres ingrédients d'origine végétale peuvent générer de fines particules en suspension.
Filtration finale du gin
On peut utiliser un filtre à cartouche ou un filtre en profondeur à haute finesse pour éliminer les particules les plus fines et obtenir la clarté visuelle requise.
Cependant, il ne faut pas pour autant filtrer systématiquement le gin de la manière la plus intensive possible.
Certains composés d'origine végétale contribuent à l'arôme, à la saveur et à la sensation en bouche. Une filtration excessive peut donc aller à l'encontre du profil sensoriel recherché.
En ce qui concerne le gin, la bonne question n'est pas :
Jusqu'à quel degré de précision pouvons-nous filtrer ?
C'est :
Quelles particules faut-il éliminer tout en conservant le caractère botanique souhaité ?
Filtration du rhum
La filtration du rhum varie considérablement en fonction du type de produit recherché.
Le rhum léger, le rhum blanc, le rhum vieilli et les variétés plus foncées peuvent présenter des objectifs de filtration très différents.
Pour un rhum léger, le producteur peut privilégier :
- Aspect éclatant
- Élimination des particules en suspension
- Une clarté constante
- Filtration finale fine
Pour un rhum vieilli ou plus corsé, la filtration doit être contrôlée avec davantage de soin.
La maturation contribue de manière significative au caractère du spiritueux final. Une filtration excessive peut potentiellement éliminer des composés qui contribuent à son profil sensoriel recherché.
Par conséquent, la filtration du rhum relève avant tout d'une clarification contrôlée plutôt que d'une purification maximale.
Les équipements envisageables sont les suivants :
- Filtres à plaques et à cadre
- Feuilles filtrantes en profondeur
- Filtres à cartouche
- Filtres à manches pour la préfiltration
Filtration du brandy
Le brandy pose un défi particulier, car ce spiritueux est issu de matières premières à base de fruits.
Selon le production Au cours de ce processus, une séparation solide-liquide peut s'avérer nécessaire avant la distillation, tandis que la filtration en aval vise principalement la clarification et le polissage final.
Séparation des solides en amont
En fonction du fruit et du procédé de fermentation, on peut recourir à la centrifugation ou à d'autres méthodes de séparation solide-liquide afin de réduire la teneur en matières solides avant la distillation.
Il s'agit d'une application différente de la filtration finale de l'alcool.
Filtration post-maturation
Après la maturation et l'assemblage, on peut recourir à une filtration en profondeur ou à une filtration sur cartouche pour éliminer les particules en suspension et améliorer la clarté visuelle.
Le brandy peut également être sensible à la composition des matériaux filtrants.
Certains minéraux dissous provenant des matériaux filtrants peuvent contribuer à la formation de précipités ou d'un voile dans les spiritueux. Tiantai a mis au point des médias filtrants à teneur réduite en ions spécialement conçus pour les spiritueux distillés, y compris les produits contenant des tanins.
Filtration de la tequila et des spiritueux à base d'agave
La tequila et d'autres spiritueux à base d'agave peuvent nécessiter une séparation à un stade plus précoce que bon nombre de spiritueux à base de céréales.
Selon le production Selon cette méthode, le liquide d'agave fermenté peut contenir des quantités importantes de matières solides végétales.
Séparation avant distillation
Si la matière fermentée présente une forte teneur en matières solides, la séparation centrifuge peut réduire la quantité de matières solides entrant dans l'alambic.
C'est à ce stade qu'il peut être envisagé d'utiliser une décanteuse ou une centrifugeuse à disques empilés, en fonction de la concentration en matières solides et des exigences du procédé.
Le but n'est pas d'obtenir la limpidité finale de l'alcool mis en bouteille.
L'objectif est d'améliorer la qualité de la charge entrant dans le processus de distillation en aval.
Filtration après distillation
Après la distillation, les exigences en matière de filtration dépendent du produit final.
La tequila vieillie peut nécessiter une élimination des particules après son vieillissement en fût, tandis que la tequila claire peut nécessiter un polissage fin avant la mise en bouteille.
Le guide de Tiantai sur l'élimination des particules dans les spiritueux cite la tequila, au même titre que le whisky, la vodka, le rhum, le gin et le brandy, parmi les produits pour lesquels la filtration peut être utilisée afin de garantir un produit fini limpide.
Une stratégie de filtration pratique : du plus grossier au plus fin
L'une des erreurs les plus courantes dans la conception des systèmes de filtration consiste à penser qu'un seul filtre fin peut assurer toutes les tâches de séparation.
Une meilleure approche consiste généralement à diviser la filtration en plusieurs étapes.
Par exemple :
Élimination des particules grossières → Filtration en profondeur → Filtration fine / finale
Chaque étape a une fonction spécifique.
Le filtre grossier retient les particules les plus grosses et protège les équipements situés en aval.
Le filtre en profondeur retient les particules en suspension les plus fines et permet de clarifier le liquide ou d'en réduire la turbidité.
La cartouche finale ou le filtre de protection élimine les particules fines restantes avant la mise en bouteille.
Cette approche par étapes permet de prolonger la durée de vie des filtres et de réduire la charge en matières solides sur l'étage de filtration le plus coûteux.
Prenons l'exemple de la vodka traitée au charbon actif :
Traitement au charbon actif → Filtre à charbon actif → Filtre à particules fines → Mise en bouteille
En matière de filtration, “ plus fin n’est pas toujours synonyme de meilleur ”
En matière de spiritueux, ce principe revêt une importance particulière.
Un alcool n'est pas simplement une solution hydroalcoolique qu'il faut purifier autant que possible.
Sa saveur et son arôme dépendent de composés issus :
- Matières premières
- Fermentation
- Distillation
- Extraction botanique
- Élevage en fût
- Mélange
Certains composés susceptibles de contribuer à l'opacité peuvent également conférer des caractéristiques sensorielles souhaitables.
C'est particulièrement vrai pour le whisky. Certains esters d'acides gras associés au trouble à froid peuvent également contribuer de manière positive à l'arôme et aux caractéristiques sensorielles.
Par conséquent, l'objectif de filtration devrait être le suivant :
Une séparation contrôlée, et non une séparation maximale.
Le meilleur système de filtration est celui qui permet d'obtenir la clarté et la stabilité requises tout en préservant le caractère souhaité du spiritueux.
Comment Tiantai intègre la filtration dans la conception des distilleries
La filtration doit être considérée comme faisant partie intégrante du processus global de distillation, plutôt que comme un équipement isolé.
La configuration système requise peut varier considérablement en fonction des éléments suivants :
- Type Esprit
- Matière première
- Procédé de fermentation
- Système de distillation
- Méthode de maturation
- Capacité de production
- Teneur en alcool visée
- Processus d'assemblage et de maturation
- Clarté finale requise
- Stratégie de filtration à froid
- Exigences en matière de mise en bouteille
Par exemple, une distillerie de whisky peut avoir besoin d'un système de filtration dédié après maturation, tandis qu'une usine de vodka peut nécessiter un traitement au charbon actif et une filtration des particules fines. Une distillerie de gin peut avoir besoin d'une préfiltration à base de plantes, tandis qu'une usine d'alcool d'agave peut tirer profit d'une séparation centrifuge solide-liquide avant la distillation.
Tiantai conçoit des systèmes complets de distillerie adaptés aux caractéristiques du spiritueux à produire, depuis la manutention des matières premières et la fermentation jusqu'à la distillation, la maturation, l'assemblage, la filtration et la mise en bouteille.
Le système de filtration est donc choisi dans le cadre de la conception globale du processus, plutôt que d'être simplement ajouté en tant que dernière machine de la chaîne de production. Le choix de la solution de filtration appropriée dépend de l'objectif de séparation, de l'étape du processus, des caractéristiques de l'alcool et du produit final souhaité.
Pour une distillerie neuve ou en expansion, le système de filtration doit donc être conçu en même temps que les systèmes de fermentation, de distillation, de vieillissement, d'assemblage, de mise à degré et de mise en bouteille.
Cette approche permet au processus de filtration d’atteindre la clarté et la stabilité requises sans compromettre inutilement le caractère, le rendement ou l’efficacité du spiritueux fini.
