Tout le monde n'est pas spécialiste, alors voici quelques notions générales

distillation - entrainement à la vapeur - hydro-distillation - feu nu - cohobage - essence - hydrolat - matériau - inox - 304/316 -

chaudières HP/BP - Energie - primage - traitement d'eau - récupération d'énergie - condenseurs - Refroidissement - essenciers

La méthode de distillation

La méthode "classique" de distillation est dite par entraînement à la vapeur (nos distillateurs série EC et série EV)

Elle permet d'obtenir l'huile essentielle, ou un hydrolat de la plupart des végétaux qui en contiennent (bien sûr), l'H.E peut se trouver dans la tige, la fleur, les graines... C'est selon.

Les alambics ancestraux étaient à feu nu, le fond rempli d'eau, et les bûches dessous.

Cela se pratique encore, mais pas sans inconvénients.
L'injection de vapeur, produite par une chaudière externe a depuis longtemps pris le pas. Cette méthode permet d'avoir une vapeur de qualité constante, non chargée d'eau excédentaire, et évite tout risque de "grillage" du à un mauvais contrôle du niveau d'eau dans le fond de cuve.

Une autre méthode est appelée hydro-distillation. Elle est destinée plus particulièrement aux végétaux broyés sous forme de soupe. Tous les "légumes" en général. Poireau, oignons.... mais aussi les fleurs d'oranger, les roses, les bulbes d'Iris pour en obtenir "le beurre".

Dans ce cas, la matière est immergée et le chauffage est externe, la vapeur est injectée dans une double-paroi et transmet son énergie par conduction.
En général, ces distillateurs sont munis d'une agitation permettant un meilleur échange thermique entre le milieu et la paroi chauffée.
Cette configuration permet le cohobage, qui consiste à recueillir l'hydrolat en sortie d'essencier et de le ré-injecter dans le distillateur.
Les traces d'HE contenues dans l'hydrolat sont ainsi re-vaporisées et viennent "concentrer" le résultat.

l'hydrolat est la vapeur condensée, séparée de l'H.E. On l'obtient en partie basse de l'essencier.(lorsque les H.E ont une densité <1)
la proportion usuelle est de 1 kg d'hydrolat par kg de plantes. Mais de grandes variations existent pour des raisons commerciales.

Un hydrolat provenant de la distillation de fleurs est une "eau florale". On parlera d'hydrolat de poireau et d'eau florale de jasmin, par exemple.

Le terme "essence de.." est plutôt réservé aux agrumes, qui sont rarement distillés (mais ça se fait). On en obtient l'essence contenue dans l'écorce, par des procédés mécaniques à froid.

Le matériau de construction

Voilà une grande question.
Traditionnellement, c'était le cuivre. Facile à travailler, bon conducteur de chaleur(en chauffage à feu nu, c'était important), et surtout pas vraiment d'autre choix à l'époque. Ou encore l'acier ordinaire pour les alambics de grande capacité.
Il existe encore de très jolis alambics en cuivre fabriqués en Espagne et au Portugal, mais ce sont de petits appareils plutôt d'essais ou décoratifs.

Depuis de nombreuses décennies, l'inox a pris le pas. Solide, facile à entretenir, pas d'oxydation, pas de coloration des H.E.

En somme, bien plus d'avantages que d'inconvénients.

Mais là, ça se complique.... 304 ou 316 ?

La question peut se poser sur le plan "résistance à la corrosion" (pour les plus curieux, voir paragraphe corrosion) mais pas comme on l'entend souvent, en terme de alimentaire/non alimentaire.(vous pouvez télécharger le document administratif qui aborde ce sujet)
De tout temps, l'inox 304/304L est l'inox alimentaire par excellence. Utilisé massivement en laiterie et dans la plupart des branches de l'agro-alimentaire.
Avec quelques restrictions: le vinaigre, la moutarde (à cause du vinaigre), les vins blancs, les atmosphères salines (bord de mer inclus).
Le 316 ou 316L était traditionnellement utilisé en chimie, pour sa meilleure résistance aux acides (corrosion par piqure).
Le surcoût de la tôle 316 par rapport au 304 est de l'ordre de 50%. Ce qui ne fait pas pour autant un alambic 50% plus cher, puisque ça ne joue que sur la part matière, la main d'oeuvre étant la même dans tous les cas.

(A titre indicatif, le surcoût sur un EC1000 est de l'ordre de 1800€ soit 12%)

La question reste donc posée et je n'ai pas encore trouvé d'avis tranché sur la question.

Nous proposons bien entendu les deux, à la demande.

A noter que l'inox étant une recette de cuisine (voir ci-dessous), il existe de bons 304 et de mauvais 316, selon la provenance.

(Nous garantissons la qualité de ceux que nous utilisons)

Corrosion et acier inoxydable

l'inox est un acier allié. Des métallurgistes de "l'entre deux guerres" se sont "amusés" à ajouter à leur recette différents autres métaux afin de trouver une solution à l'oxydation de l'acier autre que par un revêtement.
Ils ont découvert qu'en rajoutant du Chrome, au delà de 13%, celui-ci réagissait avec l'oxygène de l'air et créait à la surface de l'alliage, une couche protectrice d'oxyde de chrome. Cette couche peut être dégradée, par une action physique (rayure) ou chimique (millieu réducteur) ,mais généralement, elle se reforme immédiatement au contact de l'oxygène. Dans certains cas d'agression sévère, il faut aider un peu la reformation de cette couche, en utilisant un agent fortement oxydant (l'acide nitrique par exemple) ou un "passivant" un peu plus élaboré.
Les autres composants (Ni, Mo, Cu etc..) contribuent à renforcer l'action du Chrome ou à améliorer les propriétés mécaniques de l'alliage (ductilité, usinabilité etc..)

D'une manière générale, les inox ont horreur du chlore et des chlorures. On rencontre les premiers dans certaines H.E, mais à des doses extrêmement faibles.
Lors de la distillation, il peut y avoir formation d'acide, (hydrolyse) phénomène indésirable, généralement dû à un excès d'eau dans la vapeur (vapeur non sèche, phénomène de primage dû à la conduite de la chaudière, ou à un traitement de l'eau mal géré).

Mais c'est un risque parfaitement gérable par une bonne pratique de distillation et la surveillance de quelques points importants.

Chaudière vapeur

Il existe sur le marché deux familles de chaudières, toutes deux utilisables en distillation. Les haute pression (HP)

et les basse pression (BP)
La aussi, les deux ont chacune leur partisans convaincus, mais elles ont toutes deux des avantages et des inconvénients.

Il en existe construites en inox, mais c'est à mon avis inutilement luxueux. Une chaudière en acier de bonne construction, bien utilisée et bien entretenue vous donnera de fidèles et loyaux services pendant plusieurs décennies.

Un chaudière HP produit sa vapeur et la stocke dans le corps de chauffe à une pression de 8 ou 10 bars, voir plus.
Cette vapeur devra être détendue pour l'utilisation, à une pression de l'ordre de 0,5 bars, en ajoutant sur la ligne, à proximité de l'alambic, une "panoplie vapeur" comprenant détendeur, by-pass, pot de purge etc...
L'intérêt de la HP, est que sa pression de vapeur lui donne une énergie de transport considérable, permettant si votre implantation vous y oblige, de placer la chaudière relativement loin du distillateur.
De plus ce stockage de vapeur à haute pression, va limiter les risques d'entrainement d'eau (primage) lors des appels de vapeur.

Au chapitre des inconvénients, elles sont d'une constitution plus lourde (résistance à la pression) et donc plus onéreuses.
La législation sur les appareils à vapeur impose quelques contraintes, surveillance permanente, suivi bi-annuel par un organisme de contrôle (APAVE par exemple) et épreuve décennale relativement couteuse.

Une chaudière BP produit directement une vapeur à 0,5 bars.
Vous ne pourrez pas la mettre à l'autre bout de votre domaine, car la pression à l'arrivée, compte tenu des pertes de charge dans les tuyauteries, risque d'être insuffisante. Mais si vous pouvez la placer à proximité, pas de problème.
Quand elles sont bien construites, (et bien conduites !!) les risques de primage sont tout à fait maitrisables.

Il existe aussi des moyens, lors de l'installation, pour diminuer les risques. (bon tuyautage, pot de purge etc..).
Elles ne sont soumises à aucune obligation légale (ce qui n'exclue pas un entretien régulier).

Energie

Fioul, gaz, électricité, biomasse?

Les deux premiers sont encore massivement utilisés pour leur aspect pratique. Le choix entre fioul et gaz dépend de ce que l'on peut se procurer le plus facilement et à meilleur coût. Cela dépend des époques, le cours de ces 2 énergies ayant une tendance au yoyo. Actuellement le fioul est plus économique à l'installation comme à l'utilisation. Le choix du gaz nécessite la pose d'une bonbonne (ce n'est pas rédhibitoire) et les brûleurs sont plus onéreux. Mais les émanations seront plus  "propres".

L'électricité est limitée aux toutes petites installation. Produire 200 kg/h de vapeur demande plus de 160 kW !! cela fait de gros compteurs et de gros câbles. Pas économique.

Le bois, voilà un grand sujet.

Produire de la vapeur demande beaucoup d'énergie. Environ 10 fois plus que pour porter l'eau à ébullition. De ce fait, s'il existe depuis longtemps des chaudières au bois fournissant de l'eau chaude, celles capables de fournir de la vapeur sont encore... balbutiantes.
Pas de problème pour des installations industrielles produisant plusieurs dizaines de tonnes/heure de vapeur, mais un grand vide pour des chaudières de taille raisonnable (100 à 1000 kg/h).
Les premières apparues ces dernières années sont alimentées en pellets ou granulés, nécessitant un système d'alimentation+brûleur très onéreux (surcoût 10 à 15 k€ pour une chaudière 100 kg/h)
On commence à voir apparaitre des chaudières pouvant être alimentées directement par des bûches. Notre partenaire travaille actuellement sur une solution qui devrait être commercialisable à l'automne 2016, à un prix très raisonnable.

Traitement de l'eau

Tout fabricant de chaudière vous dira qu'il est essentiel et que la durée de vie de votre machine en dépend directement.

Deux éléments sont les ennemis du corps de chauffe. Les sels minéraux tels que le carbonate de calcium et l'oxygène dissous (c'est pas cher) dans l'eau.
Le premier est à l'origine de la formation de tartre qui empêche le bon échange thermique et provoque la dégradation prématurée du métal. Le second accélère la corrosion des tubes.

Il existe sur certaines chaudières un dispositif anti-tartre fonctionnant sur le principe de l'anode sacrificielle. C'est un minimum de protection quand on ne peut pas embarquer un traitement d'eau complet, sur une installation mobile par exemple.

Un adoucisseur est principalement constitué d'une bonbonne (ou 2 pour travail en alternance) remplie de résines échangeuses d'ion.

Il "transforme" le carbonate de calcium en carbonate de sodium qui n'est pas générateur de tartre, mais forme des boues qu'il suffit de purger régulièrement.

l'adjonction de sulfites a pour effet de diminuer la teneur en oxygène de l'eau et de protéger la chaudière de la corrosion par piqures.

Concernant l'oxygène dissous (...) sa concentration diminue avec la température de l'eau. Il y a donc tout intérêt à alimenter la chaudière en eau préchauffée, par l'intermédiaire d'une bâche par exemple. Si ce préchauffage se fait par récupération d'énergie, vous diminuerez également la consommation de la chaudière pour porter cette eau à température (mais l'économie n'est pas énorme, le principal intérêt est la diminution de la teneur en oxygène)

Récupération d'énergie

Le col de cygne (ou tubulure de liaison) entre distillateur et condenseur est traversé par une vapeur (donc de l'énergie) qui ne demande qu'à être re-condensée. Il y a donc possibilité sur ce tronçon, de placer un système d'échange dans lequel on fera circuler l'eau avant de l'envoyer sur la chaudière.

Condenseurs

Parmi les plus courants, vous trouverez les serpentins et les faisceaux tubulaires.

La consommation d'eau nécessaire au refroidissement est la même dans les deux cas.
Le serpentin dans lequel passe la vapeur est immergé dans une cuve remplie d'eau (avec circulation).

Le tubulaire est constitué d'un tube extérieur (calandre) de gros diamètre dans lequel circule l'eau. A l'intérieur, "immergé" dans l'eau, se trouve un faisceau de petits tubes (plusieurs centaines de tubes parfois) dans lesquels la vapeur est condensée.
Ces appareils ont l'avantage d'être très compacts et les extrémités démontables permettent d'accéder aux tubes côté vapeur, pour un nettoyage, en cas d'H.E difficiles, collantes ou bien d'entrainement de matières solides du à des vitesses de distillation trop élevées.

Refroidissement.

Pour une petite unité, l'eau du robinet peut faire l'affaire, mais avec quelques contraintes légales.
Pas de rejet au réseau à une température supérieure à 30°C - et dans la limite de 10 m3/J. Au delà, vous serez soumis à déclaration.

La consommation d'eau est importante. Au minimum 10 à 15 fois la quantité de vapeur à condenser, suivant sa température. (de l'eau)
Pour un EC1000 alimenté à 100 kg/h de vapeur, il vous faudra un débit de 1 à 1,5 m3/h (vous pouvez extrapoler, c'est proportionnel)

La tour de refroidissement (TR) reste une bonne solution, même si elle n'est pas exempte de contraintes (procédure de traitement et surveillance dû au risque de salmonelle)
Elle permet de travailler en circuit fermé et d'évacuer une bonne vingtaine de degrés au passage.

La consommation d'eau est faible mais nécessaire, puisque c'est son évaporation provoquée par la tour qui absorbe l'énergie et fait baisser la température.
Il existe également des systèmes de tour fermée ou des groupes de production d'eau froide (schiller) munis d'un groupe frigo. L'investissement est plus lourd et plutôt destiné aux installations industrielles ou dans les cas (rares) où une eau très froide est souhaitée.

Essenciers

Il en existe de toutes formes. Nous fabriquons les nôtres sur la géométrie qui nous parait de loin la plus efficace.
sans oublier l'aspect pratique d'utilisation.

Ils peuvent être ouvert ou fermés (même efficacité, c'est uniquement une question de coût) Le modèle fermé possède une verrine et un robinet de soutirage, l'H.E est à l'abri pendant tout le cycle. schémas de principe
Nous faisons également des essenciers "double cône" pour les H.E légères et lourdes (schéma de principe)

Pierre Lavergne                                                                    retour à l'accueil