III. — SUCRE DE BETTERAVE

historique. — Pendant longtemps le sucre n’a été produit qu’au moyen de la canne à sucre. En 1705, Olivier de Serres signala la présence du sucre dans la betterave; en 1747, Margraff publia ses recherches sur l’existence du sucre dans diverses racines et entre autres dans la betterave, et parvint môme à retirer 6,2 °/0 de sucre de la variété blanche et 4 à 5 0/o de la rouge.

Mais c’est à l’un des élèves de Margraff, Ch.- François Achard, que revient l’honneur d’avoir fondé l’industrie du sucre de betteraves. En 1779 il put présenter au roi de Prusse des échantillons de sucre indigène, et en 1790 il monta la première usine près de Steinau-sur-l’Oder. L’industrie nouvelle s’étendit bientôt en France, en Allemagne, en Ilussie. Le 29 mars 1M1 , sur l’ordre de l’empereur Napoléon Ier, 32,000 hectares furent livrés à la culture de la betterave et un million de francs distribué à titre d’encouragement.

De 1812 à 1836, ce furent surtout les travaux des chimistes et industriels français (Delessert, Dcscostil, Derosne, Chaptal, Dubrunfaut, Bazy, Payen, Kuhlinann, Dombasle, auxquels ont succédé Pelouze, Dumont, Baudrimont, Poligot, Champonuois, Maumené, etc.), qui contribuèrent aux progrès de l’industrie sucrière.

La production, qui en France n’était encore en 1829 que de 4 millions de kilogrammes, arrivait en 1835 au chiffre de 40 millions. A partir de 1836 cette industrie a pris en Allemagne un très-puissant essor, et parmi les hommes qui y ont le plus contribué, il faut citer Schatten, Schützenbach, Robert, YValkhoff, Scheibler, Jellinck.

En 1874 il existait dans l’empire allemand 338 fabriques opérant sur 35,280,000 quintaux métriques de betteraves et produisant 2,937,000 quintaux métriques de sucre brut.

En Autriche-Hongrie on comptait, à la même époque, environ 260 fabriques employant 21 millions de quintaux métriques de betteraves et produisant approximativement 2 millions de quintaux métriques de sucre.

La production française, dans 490 fabriques, peut être évaluée à plus do 4 millions de quintaux métriques.

La production do la Russie et de la Pologne atteint, dans 320 fabriques, le chiffre de 1,500,000 qiintaux métriques de su ire.

Ces chiffres donnent une idée de l’importance actuelle de la grande industrie du sucre de betterave.

culture de la betterave. — La culture de la betterave, qui peut se faire on France sous toutes les latitudes pourvu que la terre soit profonde, un pou tenace, substantielle et fraîche en été, est très avantageuse pour l’agriculture. En effet, le sucre qu’on extrait de la plante ne renferme aucun des principes fertilisants du sol; pendant sa végétation, la betterave enlève bien à la terre, en partie à une assez grande profondeur, une certaino quantité de principes minéraux ; mais ceux-ci sont restitués au sol sous la forme très-précieuse d’engrais provenant des animaux nourris et engraissés avec la pulpe qui constitue le résidu de la fabrication du sucre.

Les terrains qui produisent la plus grando quantité do betteraves sont : 1° les terrains sablonneux d'ailuvion ; 2° les terrains gaizeux, soit sablonneux, soit argileux; 3° les terrains argileux marnés; 4’’ les terrains argileux sans calcaire; 5° les terrains calcaires.

Les terrains produisant les betteraves à suc riche en sucre sont surtout les terrains calcaires, puis les sols glaiseux et argilo siliceuxfortement marnés.

Le sol doit être labouré à 0m,30-0n,,35 de profondeur à la fin de l’automne. Après les fortes gelées, on donne un second, quelquefois encore un troisième et quatrième labour. Le meilleur fumier est celui de ferme, puis les tourteaux, le superphosphate de chaux azoté et les engrais potassiques. Ces derniers ne doivent cependant pas être donnés en trop forte proportion, de peur d’augmenter la proportion de salpêtre dans le suc de la betterave.

La variété de betteraves qu’on cultive de préférence en France est celle produite par l’acclimatation de la betterave blanche de Silésie; elle présente elle-même deux variétés : celle à collet rose et celle à collet vert.

Cette dernière est la plus avantageuse : elle sort pou do terre; sa racine fusiforme et régulière possède une chair blanche et ferme qui so conserve bien. La proportion de sucre qu’elle renferme peut s’élever à 12 % et môme à 16 % du poids du suc.

La betterave se sème soit à la main, soit au semoir, vers la fin de mars jusqu’au 20 avril, à raison de 18 à 20 kilogrammes de graines par hectare. Elle forme sa racine la première année et monte en graine l’année suivante. L’accroisscmont de la racine est surtout rapide sous l'influence des pluies de septembre.

Dès que les feuilles, d’ailleurs bien développées, commencent à se faner, il faut procéder à l’arrachage des betteraves. Cette opération s’effectue le plus convenablement au moyen d’une bêche longue et étroite, dont le fer est muni en haut d’un rebord permettant d’enfoncer l’outil à l’aide du pied. Los racines étant débarrassées des mottes de terre, on enlève les feuilles d’un coup de coutoau, puis on met les betteraves en tas, qu’on protège contre le soleil et l’air en les recouvrant do feuilles, jusqu’à leur transport en fabrique. Si les betteraves doivent être conservées jusqu’à la fin de la campagne, on les met en silos. L’étêtage ou décolletage de la racine, c’est-à-dire l’enlèvement de sa partie supérieure et verte, qui no contient que peu de sucre, mais par contre beaucoup de matières salines et de substances azotées altérables, doit se faire plutôt on fabrique que lors de l’arrachage et plutôt après qu’avant le lavage. , .

Après avoir exposé ces notions préliminaires, nous allons entrer dans la description des diverses opérations qui ont pour objet l’extraction et la raffinage du sucre de betterave.

lavage de la betterave — Cette opération est indispensable, par la raison que les racines retiennent toujours plus ou moins de terre, souvent sablonneuse, dont la présence offrirait le double inconvénient d’entraîner l’usure rapide et la destruction des appareils mécaniques (râpes, lames, couteaux), et de souiller les résidus qui doivent servir à la nourriture du bétail.

L’appareil laveur peut être un tambour rotatoire à claire-voie, avec ou sans vis d'Archimède (celle-ci peut être remplacée par des palettes en fonte à angles arrondis). 11 peut aussi présenter la disposition suivante :

Une grande caisse en tôle forte est divisée par une cloison transversale en deux compartiments inégaux, dont l’un, le plus grand, est le laveur proprement dit, et l’autre l’épierreur. Le laveur est muni d’un double fond percé de trous, et il est incliné vers l’autre compartiment. La caisse est traversée dans toute sa longueur par un arbre ou axe en fonte, reposant sur des coussinets et portant une roue dentée du côté de l’épierreur; cette roue s’engrène avec un pignon qui reçoit son mouvement à l’aide d’une poulie de transmission et d’une courroie sans fin et le communique à l’arbre. La portion de l’arbre qui se trouve dans le laveur est munie de bras en bois disposés en spirale, tandis que la partie correspondant à l’épiorreur porte des bras en fonte, égaux en longueur et placés en croix.

Un tuyau muni de deux robinets, l’un à droite et l’autre â gaucho, amène l’eau nécessaire pour le lavage des racines. Celles-ci sont jetées continuellement par deux ou trois ouvriers à l’extrémité droite du laveur, et sous l’influence du mouvement de rotation de l’arbre et de ses bras, les betteraves se meuvent dans l’eau en décrivant une spirale autour de l’axe, parce qu’il leur est Impossible de s’échapper entre les bras de celuici et les parois de la caisse; elles sont ainsi finalement amenées vers le bord supérieur de l’épierreur, où elles tombent par leur propre poids. Dans cette partie de l’appareil , les betteraves sont saisies par les bras on fonte de l’arbre et projetées sur un plan incliné, tandis que les pierres, plus lourdes que les racines, roulent au fond de la caisse et en sont retirées de temps en temps.

La terre qui se détache des racines passe à travers les trous du double fond du laveur; elle ne peut plus, par conséquent, se mélanger avec celle qui se sépare des betteraves nouvellement jetées dans l’appareil, de telle sorte que l’eau conserve une propreté relative pondant un temps assez long ; il est cependant nécessaire de la renouveler do temps à autre; pour cela, on ouvre une porte située au-dessous du double fond ; l’eau chargée de terre s'écoule alors dans un canal et celui-ci la conduit dans de grands réservoirs (mares) au fond desquels la terre se dépose peu à peu. L’eau de l’épicrreur est également évacuée par la porte dont il est muni et envoyée dans les mares. Cela fait, il suffit d’ouvrir les robinets dont il a été déjà question, pour que le laveur et l’épierreur se remplissent de nouveau. La betterave lavée est amenée sur une table circulaire horizontale munie d’un rebord et douée d’un mouvement de rotation. Des ouvrières installées autour de la table y saisissent les betteraves 1 une après l’autre, et, au moyen d’un couteau bien aiguisé, quelquefois aussi au moyen d’un foret tournant mécaniquement, procèdent â l’étêtage, au décolletage et en général â l’enlèvement de toutes les parties altérées ou inutiles de la racine.

Un hectare fournit en moyenne 30,000 kilogrammes de betteraves ainsi lavées et décolle-

EXTRACTION DU JUS DE BETTERAVE. — Le jus se trouve renfermé dans des cellules microscopiques (80,000 par centimètre cube), à parois de cellulose tellement minces, que leur poids constitue à peine 1 °/0 du poids total de la racine ; celle-ci contient donc près de 99 % de jus. D’après Payen, la composition moyenne de la betterave de Silésie est la suivante :

Eau 83,5

Sucre 10,5

Cellulose 0,8

Albumine 1,5

Autres substances organiques 3,0

Sels minéraux 0,7

Une section perpendiculaire à l’axe présonte des anneaux concentriques, dont le nombre correspond aux anneaux formés par les feuilles et dont la largeur est en rapport avec le développement de ses racines. Dans les bonnes betteraves, la largeur de ces anneaux ne dépasse pas 0“,00i à 0ni,006; le poids des racines atteint rarement 1 kilogramme; la chair est plus compacte et plus blanche que colle des grosses racines, dont le feuillage est plus développé, les anneaux plus larges, les cellules plus grandos et le suc moins riche en sucre.

1,200 kilogrammes de bonnes betteraves peuvent fournir environ 100 kilogrammes de sucre.

L'extraction du jus peut se faire par trois méthodes, dont chacune est susceptible du plusieurs variantes.

(a) Procédé par râpage et expression de la pulpe. — Sa réussite dépend surtout de la perfection des moyens mécaniques et spécialement des systèmes de presses auxquels on a recours. L’eau n’y intervient que comme auxiliaire.

( uj Procédé par macération. — L’action des machines n’est que secondaire. L’eau est l’agent d’extraction principal, elle épuise la pulpe et en opère le lavage méthodique, soit à chaud, soit à froid.

(c) Procédé par diffusion. — La betterave n’est plus râpée, mais découpée en tranches trèsminces. Le jus est extrait des cellules non déchirées par de l’eau, grâce à une l’application rationnelle des phénomènes d’endosmose et d’exosmosc. Les matières albumineuses et non cristallines se diffusent moins facilement à travers les parois des cellules que les substances cristallines, soit sucre, soit sels.

En combinant l’un de ces procédés avec un autre, on obtient les méthodes mixtes, qui, dans bien des cas, peuvent présenter des avantages pratiques.

Dans ce qui suit, l’on exposera le mode d'opération tel qu’il est pratiqué dans les usinos modernes et tel qu’il a été décrit très-récemment par M. L. Gautier dans un excellent travail sur la fabrication du sucre de betteraves, publié dans le Mellois, journal do la ville de Melle, département des Deux-Sèvres.

Procédé par rapace de i.a betterave et expression de la pulpe. — La râpe â betteraves (fig. 057), établie sur un bâtis en fonte, se compose d’un tambour en cylindre A, maintenu entre des disques en fonte), et dont la périphérie est armée de lames en fer ou en acier, dentées en scies; cos lames sont maintenues par dos tasseaux en bois, intercalés entre elles, de manière à ne laisser dépasser que les dent3.

Cette disposition facilite beaucoup la réparation et l’échange des lames.

Le tambour est traversé par un axe portant â chacune de 3es extrémités une poulio de commande, afin d’obtenir un mouvement â la fois

SUCRES (INDUSTRIE). — hh — SUCRES (INDUSTRIE).

très-rapide et cependant aussi régulier que possible.

Les betteravos, nmondes par un plan incliné C, tombent dans une sorte d’entonnoir D et de là sont pressées contre los dents de la râpe, au moyen de deux poussoirs mécaniquos B et B' fonctionnant alternativement. Le mouvement de ces poussoirs est commandé par le levier coudé E, portant un contre-poids en F, qui le ramène avec le poussoir brusquement en arrière, tandis que l’excentriquo O le meut lentement en avant.

Le tambour est entouré d’un manteau (non représenté dans la figure) qui empêche la projection de la pulpe et qui porto à sa partie supérieure un conduit T, par lequel on fait couler sur la râpe le jus très-étendu d’eau provenant de Tune des presses dont il sera question plus loin; l’addition de ce liquide a pour but de délayer la pulpe et de faciliter ainsi son mouvement dans les tuyaux qui la conduisent à la presse; en outre, le jus étant plus dilué s’écoule plus facilement pendant la pression, et le rendement en sucre est augmenté, parce que le liquide retenu dans la pulpe présento une concentration moins grande.

Le produit du râpage tombe entre les supports de l’appareil en G ot de là dans un réservoir où, pour le rendre aussi homogène que possible, un ouvrier ou un agitateur mécanique le brasso continuellement; il est aspiré à l’aido d’uno pompe à double corps et à pistons pleins agissant alternativement. Lorsque la pompe est en activité, la pulpe monte par les deux tuyaux d’aspiration ui débouchent dans le réservoir, un peu auessus de son fond; elle traverse les corps de pompe et vient s’accumuler dans un cylindre placé au-dessus de ces derniers et communiquant avec eux ; do ce cylindre elle passe dans un tuyau qui s’élève vers un étage supérieur, où est établio la presso destinée à l’extraction du jus. Comme le cylindre où s’amasse la pulpe peut facilement s’engorger, il est pourvu d’un tuyau par lequel la pulpe en excès peut retourner dans le réservoir. Un autre tube de retour est également adapté au tuyau d’ascension, dans le voisinage de ia presse; de même que le premier, il déverse dans le réservoir l’excès de pulpe qui se trouve dans le tuyau d’arrivée et empêcho ainsi l’obstruction de celui-ci.

Anciennement l’extraction du jus de betteraves râpées s'effectuait exclusivement au moyen

de la presse hydraulique. La pulpe était introduite dans des sacs, qu’on empilait entre los plateaux de la presse, en ayant soin de les séparer par des claies en osier ou en fer, afin do régulariser la pression; celle-ci, d’abord peu énergique, était amenée pou à peu jusqu’à 800,000 kilogrammes. Les presses hydrauliques occupent beaucoup de place; leur emploi n’est pas exempt de certaines difficultés et leur service exige un personnel assez nombreux.

Elles sont aujourd’hui remplacées, dansquelques usines, par des presses continues.

Le système employé consiste à effectuer la pression en deux temps, en quelque sorte, à l’aide de deux séries de rouleaux ou cylindres compresseurs, savoir :

doux grands cylindres horizontaux tournant autour de leur axe; une série de cinq petits cylindres. Un tissu de laine grossier, formant toile sans fin, s’enroule autour de plusieurs rouleaux on bois (le tendeur et l’emmeneur) et • entraîne la pulpe d’abord entre le cylindro supérieur et lo cylindre inférieur.

Los deux grands cylindres, placés parallèlement entre eux, ne sont pas dans le même plan; ils sont superposés, mais non directement, de sorte que le rouleau inférieur se trouve un pou en avant du supérieur. Leurs extrémités teposent sur un bâti en fonte par l’intermédiaire de coussinets. Ils sont en fonte creuse et recouverts d’une couche de caoutchouc de 0,n ,01 d’épaisseur.

Au tuyau qui amène la pulpe vers la presse, est adapté, immédiatement au-dessus de celle-ci, un tube vertical communiquant avec une sorte d’entonnoir placé directement au-dessus du cylindre supérieur et du rouleau emmeneur; lo fond do cet entonnoir est fermé par deux petits rouleaux tournant en sens inverse et auxquels on peut, à l’aido d’une clef à vis donner un écartement variable pour livrer passage à la pulpe ou en arrêter l’écoulement. On peut aussi, au moyen d’un dispositif particulier, supprimer en partio ou complètement l’arrivée de la pulpe dans l’entonnoir ; l’excès do celle-ci ou sa totalité passe alors dans le tuyau de retour.

Do l’entonnoir, la pulpe tombe sur la portion de la toile embrassant le rouleau emmeneur ; celle-ci l'entraîne entre le cylindre supérieur et les petits cylindres, puis entre lo cylindre supérieur et le cylindre inférieur, qui continuent avec une énergio beaucoup plus grande la pression commencée par les petits cylindres et le cylindre supérieur.

Le jus fourni par la pulpe filtre à travers la toile et tombe dans un bassin métallique, dont le fond est incliné vers le rouleau de retour; ce bassin est placé immédiatement au-dessous des cylindres compresseurs, entre ceux-ci et la partie inférieure de la toile; le jus se rend dans la partio basse du bassin et s’écoule par un tuyau dans un réservoir établi à l’étage inférieur.

La toile continuant sa marche, la pulpe pressée se dégage des cylindres sous forme de plaques de

0m,002 à 0m,003 d'épaisseur, dont une partie se sépare d’elle-même de la toile, au moment où celle-ci vient embrasser le rouleau de retour; la portion restée adhérente est détachée par l’action d’un batteur mécanique, et la toile arrive au tendeur complètement dépouillée de pulpe.

La pulpe en quittant la toile tombe dans un vaste entonnoir fixé au plafond de l'étage inferieur, où se trouve une seconde presse destinoea opérer une deuxième pression. Cette presse est exactement semblable à la première, elle fonctionne de la même manière, mais l’entonnoir qui distribue la pulpe sur le cylindre supérieur est muni d'un appareil à déchiqueter et diviser les plaques de pulpe, et en même temps d’un petit tuyau par equel on fait arriver de l’eau, qui vient se mélanger avec la pulpe, avant la chute de celle-ci sur la presse.

Le jus résultant de cette seconde pression est par conséquent très-dilué et peu riche en sucre ; il se rend dans un réservoir particulier, d’où il est conduit à la râpe par un tuyau.

La pulpe complètement épuisée par ces deux pressions successives, est reçue, au sortir de la seconde presse, dans un grand entonnoir établi au-dessous de celle-ci ; cet entonnoir la conduit dans une caisse, d’où elle est enlevée au moyen d’une chaîne-godets et montée sur un plan incliné; celui-ci la déverse dans un magasin, où elle est recueillie et mise en tas par des ouvriers.

Telle est, dans ce qu’elle a d’esseutiel, la disposition des presses continues, dont le fonctionnement est simple et rapide.

Le mouvement de rotation est transmis aux cylindres, aux rouleaux et au batteur au moyen de roues dentées, de poulies et de courroies sans fin.

Reprenons maintenant le jus de la première presse et suivons-lo dans sa marche vers les appareils où il doit être traité par la chaux et l’acide carbonique.

Du réservoir, le jus s’écoule par un tuyau dans trois grands bacs établis à l’étage inférieur. Là il est mêlé avoc une certaine quantité de lait de chaux. Le jus est ensuite aspiré par une pompe et refoulé dans un appareil (le réchauff'eur île jus ) où sa température est élevée à environ 45°.

Ce réchauffeur consiste en un cylindre vertical en fonte adapté sur un autre cylindre plus petit et de même métal. La capacité formée par cos deux cylindres est partagée, au moyen de deux plaques métalliques horizontales, en trois compartiments ; dans l’intervalle limité par les plaques se trouvent des tubes verticaux établissant une communication entre le compartiment inférieur et le compartiment supérieur. Au-dessous de la plaque inférieure débouche un tuyau amenant la vapeur perdue d’un appareil à évaporer ; celle-ci circule autour des tubes, les chaufTe et s’échappe par un autre tuyau adapté immédiatement audessus de la plaque inférieure.

Le jus refoulé par la pompe pénètre par la partie inférieure du réchauffeur, traverse les tubes pour se rendre dans le compartimentsupérieur, et arrive finalement, après s’ôtre réchauffé, dans un tuyau qui le conduit vers les chaudières à carbonater.

Procédés de macération. — Les presses étant des appareils coûteux dont le maniement exige beaucoup de main-d’œuvre, on a de tout temps cherché à en restreindre l’emploi autant que possible.. Déjà Matthieu de Dombaslo avait proposé d epuiser par l'eau bouillante les betteraves découpées en rondelles minces; il avait substitué à la râpe des appareils à couteaux, qui exigent bien moins de force et s’usent moins rapidement Cette macération ou lévigation était faite méthodiqueme.it, do manière à épuiser complètement les rondelles ou cossettes, e; pourtant à ne recueillir que des jus concentrés.

Martin avait conçu un mécanisme ingénieux, consistant en un large tuyau cylindrique recourbé en fer à cheval, dans lequel se mouvait dans une direction une chaîno sans fin, portant des plateaux chargés de cossettes, tandis que de l’eau bouillante entrait à l’autre extrémité du tube, le parcourait lentement en sens opposé de la chaîne et s'écoulait à l’état de jus concentré. Mais sous l’influence de l’eau bouillante une partie notable de pectose insoluble dans l’eau se transforme en pectine soluble, qui, restant dans le jus sucré, devient un grand obstacle à la cristallisation du sucre. Aussi Dombasle proposa-t-il, en 1840, d’opérer la macération avec de l’eau chauffée seulement à 81°-84°, température suffisante pour désorganiser les cellules (ce qui facilite et accéléra le déplacement du jus) et cependant pas assez élevée pour transformer une quantité notable do pectose en pectine.

C’est d’après ce système que fut construit l’appareil de Robert en Moravie. La betterave y est découpée en prismes rectangulaires de la grosseur du doigt et de longueur variable. On les introduit dans la batterie de macération, formée de 6 à 20 cylindres en tôle, disposés verticalement, en gradins, fermés à leur extrémité par des fonds bombés, sur l’un desquels est ménagé le trou d’homme d’introduction; au fond de chaque cylindre est un serpentin à spirale en cuivre pour le chauffage à la vapeur ; au-dessus est un double fond en grillage métallique sur lequel reposent les cossettes; sur le côté, immédiatement audessus du grillage, est l’ouverture de vidange.

Les cylindres sont réunis entre eux par des tuyaux qui amènent le jus du bas de chacun d'eux à la partie supérieure du cylindre suivant. En outre, chacun d’eux est encore muni d’un cabinet à air, d’un tuyau d’arrivée d’eau en haut et d’un robinet de vidange en bas.

Lu fonctionnement de l’appareil est le suivant. Les vases étant remplis de cossettes par le trou d’homme supérieur et refermés, l’eau arrive dans le premier cylindre; le jus encore faible ainsi produit se rassemble au fond, remonte par le tuyau de jonction et se déverse sur les cossettes du deuxième cylindre, s’y renforce, se déverse sur les cossettes du troisième cylindre, et ainsi de suite jusqu’à ce que le jus atteigne une concentration à peu près égale à celle du jus naturel. A ce moment, on laisse écouler le jus concentré du dernier cylindre dans la chaudière à déféquer et on pnK longe l’écoulement tant que le jus est encore assez dense; en attendant, les cossettes du premier cylindre ont été complètement épuisées par le courant continu d’eau. On laisse égoutter, on retire les cossettes épuisées, on nettoie le vase et on le badigeonne à l’intérieur avec un lait de chaux faible, puis on le remplit de cossettes fraîches et on en fait maintenant le dernier cylindre de la série, tandis que le deuxième devient le premier et reçoit le courant d’eau pure. Pendant toute la duréo de l’opération, la température dans les cylindres doit être maintenue à 85°. Par ce système de lévigation méthodique et continue, lo jus des cossettes est éliminé et remplacé par de l’eau pure. Il faut éviter une circulation trop rapide par suite d’une trop forte chargo. Une pression due à une colonne d’eau de 2 mètres est tout à fait suffisante.

Les résidus épuisés étant très -aqueux sont égouttés sur un sol poreux ou bien soumis à l’action d’une presse convenable. Étant cuits, ils sont digérés facilement par le bétail.

Procédé Schützenbach. — Schtltzenbach avait proposé, il y a un certain nombre d’années, de dessécher los cossettes, ce qui pormet de les conserver presque indéfiniment et do les traiter non pas seulement pondant quelques mois, mais toute

l’année. L’épuisement dos cossettcs desséchées par la macération méthodique se fait alors trèsaisément.

A côté de quelques avantages, ce procédé présente tant d’inconvénients, qu’il a été complètement abandonné.

Épuisement de la pulpe par macération. — Au lieu d’opérer sur des cossettes, on peut aussi appliquer les procédés de macération à la pulpe de betterave, en remplaçant l’eau chaude par de l’eau froide.

Lo lévigateur de Pelletan consistait en une auge inclinée do 15° et divisée par des diaphragmes en 24 compartiments. L’eau entrant par le haut se déversait d’un compartiment dans l’autre. Dans l’auge était fixée une vis d’Archimède, composée de 24 éléments, dont chacun correspondait à un compartiment. La pulpe était déversée au bas de l’appareil et était élevée par suite de la rotation de la vis, successivement d’un compartiment inférieur dans le compartiment supérieur, rencontrant une eau de moins en moins chargée et finalement de l’eau pure.

Cet appareil fut perfectionné par Schützenbacli, qui lui donna la forme d’un appareil à gradins, semblable à la batterie de macération de Robert déjà décrite. Seulement les cylindres sont plus larges et moins hauts et renferment chacun, entre les tuyaux de communication, les robinets, doublefond, etc., un agitateur mécanique, pouvant être embrayé ou débrayé à volonté. Les cylindres ou cuves sont également disposés en gradins, pour obtenir l’écoulement naturel du liquide, mais au sortir de la dernière cuve (c’est-à-dire de la plus basse) le jus est amené dans un réservoir, d’où une pompe le remonte dans le cylindre placé le plus haut dans la série. La pompe forme ainsi le trait d’union entre les deux extrémités de la batterie et assure au jus une circulation continue, permettant le lessivage méthodique.

Chaque cuve à remplir reçoit d’abord un peu de jus, puis le volume voulu de pulpe (4 1 5-456 kilogrammes). Pendant qu’on verse la pulpe, l’agitateur doit être maintenu en mouvement, à raison de 20 à 24 tours à la minute, pour empêcher que la pulpe, plus dense que le jus, ne se précipite au fond et n’engorge les ouvertures du double fond.

Plus tard, lorsque le jus a été en partie délavé, on peut suspendre l’action de l’agitateur. Le jus le plus concentré entraîne toujours une assez forte proportion de pulpe; c’est pourquoi, au sortir de la batterie et avant de l’envoyer à la défécation, on le fait passer par une cuve vide dont les grillages servent de filtre et retiennent une notable partie des matières ligneuses.

On produit environ 120 à 130 kilogrammes de jus pour 100 kilogrammes de betteraves, et ce jus marque 10 % à 11 °/„ au saccharimètre aréométrique. Le lessivage doit être opéré dans 30 à 35 minutes; de 4 on 4 minutes a lieu un nouveau remplissage de cuve et la batterie consiste en 12 cuves, dont 9 en activité, 1 sorvant de filtre au jus, 1 restant en vidange et 1 servant au nettoyage.

Cet appareil Schützenbach n’a pas eu grand succès en France.

Le lessivage méthodique a également été appliqué aux gâteaux de pulpe, constituant le résidu d’une première pression, soit par presses hydrauliques, soit par presses continues.

Ces gateaux sont d’abord divisés par une espèce do râpe, rappelant par sa disposition le loup employé dans les filatures de laine.

La nouvelle pulpe ainsi produite est maintenant lessivée. Pour effectuer cette opération, Walkhoff a proposé un appareil à bascule, auquel il a donné le nom de presse pétrante. L’eau y arrive sous

pression et est obligée de traverser la pulpe retenue entre deux doubles fonds. On peut rendre cette extraction méthodique pour obtenir des jus plus concentrés; mais il importe que l’opération puisse se faire rapidement, pour éviter l’altération des jus ainsi extraits.

Piiocéué de diffusion. — D’après la méthode dite de diffusion (qui, à vrai dire, n’est qu’une modification des méthodes de macération et met en œuvre des appareils très-semblables à ceux qui sont depuis longtemps connus) le jus est obtenu de la manière suivante:

Les betteraves sont découpées par une machine à couteaux, disposés horizontalement, en tranches très-minces ou lanières. Ainsi divisées, elles sont conduites aux vases de macération ou diffuseurs.

Ce sont des cylindres à trou d’homme supérieur pour l’introduction des cossettes fraîches et à clapet articulé vers le bas pour l’extraction des cossettes épuisées. Dans l’intérieur du cylindre est un cône percé de trous, qui empêche l’obstruction des tuyaux par les cossettes.

Ces tuyaux mettent les appareils en communication avec les chaudières à réchauffer et permettent la circulation dans les divers cylindres de la batterie. Une prise de vapeur avec robinet permet d’envoyer partout la vapeur; enfin un tuyau spécial amène l’eau nécessaire au travail, pondant que les jus enrichis se rendent aux chaudières de défécation.

Chacun des diffuseurs peut recevoir 2,500 kilogrammes de cossettes, présentant un volume de 3 mètres cubes 4/2.

Ce qui caractérise l’appareil à diffusion, c’est que l’eau arrive froide à l’extrémité supérieure de la série; la lixiviation s’y fait donc à froid, mais sur des cossettes flétries et chauffées à 80°-92°. En effet le dernier diffuseur, dans lequel on introduit des cossettes fraîches, ne reçoit pas le liquide tel qu’il sort de l’avant-dernier cylindre; mais ce liquide ou jus déjà concentré est préalablement monté dans les chaudières à réchauffer et porté à la température de 87° à 97°. On fait alors arriver dans le dernier diffuseur à la fois le jus ainsi chauffé et les cossettes, en proportion convenable, et l’on mélange le tout très-intimement. On doit faire couier assez de jus pour remplir le cylindre complètement; cela fait, on ferme le trou d’homme et l’on établit les communications. Après un repos de 5 minutes environ, on fait arriver, sous pression, sur le dernier cylindro ou diffuseur, qui contient la pulpe à peu près épuisée, de l’eau venant d’un réservoir supérieur.

Ce cylindre communiquant avec les sept autres, qui constituent la batterie , la pression s’établit dans tous les appareils ; le jus est partout déplacé, et du septième cylindre rempli de cossettes fraîches il s’écoule encore chaud et est conduit directement à la chaudière de défécation. Ordinairement chaque diffuseur contient de quoi alimenter deux chaudières.

D’après ce qui précède, on doit comprendre que le septième diffuseur, d’où le liquide chaud vient de s’écouler, doit être remplacé par un cylindre à cossettes fraîches et que dès lors il devient sixième, lo premier do la série qui renfermait la pulpe épuisée ayant été vidé et rempli de cosse tes fraîches. Dans le sixième, les cossettes encore très-chaudes échauffent le jus qui lui vient du cinquième cylindre, etc. Il s’ensuit que l’extraction se fera à une température d’environ 50° dans ce sixième diffuseur, de 30° dans le cinquième et à la température ordinaire dans les diffuseurs 1 à 4. Cette disposition présente un double avantage. En premier lieu on opère le lessivage méthodique sur des cossettes flétries et par conséquent bien plus perméables, les matières

ftlbumincuscs étant coagulées. En second lieu, on npère à froid, du moins pour la majeure partie du parcours et du temps employé à l’extraction. Dans ces conditions, l’altération du jus et son acidification, ainsi quo la transformation de la peetose en pectine soluble sont moins à craindre.

Schœttler, à Brunswick, a construit des presses qui permettent de débarrasser même de grandes quantités de cossettes ainsi lessivées, d’une partie considérable de l’eau qui les imprègne, de telle sorte que la proportion du résidu descend de 80 °/0 à 30 % (sur 100 de betteraves). Ces résidus se conservent tout aussi bien que les résidus ordinaires et peuvent servir comme eux et avec tout autant de succès à la nourriture du bétail.

Le procédé de diffusion (dit de Robert) qu’on vient de décrire a été accueilli avec beaucoup de faveur en Allemagne et en Autriche, mais n’a pas eu le même succès en France.

L’on a proposé à plusieurs reprises, pour séparer le jus de la pulpe, de remplacer les presses par les hydro-extracteurs à force centrifuge ou turbines, dont il sera question plus loin. Mais la séparation est. loin d’être aussi parfaite que par les méthodes décrites, ot elle donne naissance à une très-grande quantité de mousse. On se débarrasse cependant assez facilement de cette dernière en la remettant dans la turbine à la fin d’une opération ; elle se liquéfie très-rapidement en traversant la pulpe déjà en partie épuisée.

Pour extraire plus complètement le jus sucré, on injecte dans la turbine une certaine quantité d’eau qui arrive sur la pulpe en filets ou nappes

I très-minces, et, déplaçant le jus plus dense, en facilite l’élimination et s'y substitue dans les résidus.

Au début, l’on no commençait à ajouter l’eau que quand le jus était presque complètement turbiné. Aujourd’hui, on commence souvent une ou deux minutes après le chargement de la turbine (lorsque 40-48 % de jus ont été éliminés) à ajouter l’eau par fractions et de minute en minute.

Avec cotte précaution et pour le môme temps de rotation, on obtient un contact plus prolongs entre l’eau et la pulpe, et, par suite, un rendement meilleur.

On peut reprocher aux turbines d’être un appareil assez délicat à manier, de ne fournir que des jus notablement délayés lorsqu’on tient à extraire le liquide sucré assez complètement de la pulpe et de donner des résidus très-aqueux.

Emploi des résidus de betteraves. — La pulpe ou les cossettes épuisées se composent :

De l’épiderme ou de l’écorce des betteraves;

De cellulose, formant les parois des cellules;

De peetose ;

D'albumine ou autres matières azotées;

D’un peu de sucre;

De matières organiques diverses ;

De phosphates, silicates et autres substances minérales;

De beaucoup d’eau, 60 à 80 %.

Le résidu constitue un excellent aliment pour le bétail; en effet, la somme des principes nutritifs y est sensiblement la même que dans la betterave entière. La cellulose très-tendre et la pectose sont facilement transformées en produits solubles et assimilables sous l'influence dos sucs digestifs. La pulpe épuisée étant très-aqueuse, “ T'onn11? de la mélanger avec dos fourrages secs.

A -00 kilogrammes do pulpe on môle ordinairement un volume triple de menues pailles, de dalles de céréales, do tourteaux, de paille hachée,

mélange réSBntant euviron 10 °/° en Poids du

On accumule le tout dans une grande cuve en dois ou dans une stalle en briques. La fermenta-

tion s’y établit promptement, les fourrages divisés acquièrent de la souplesse et dégagent une odeur acide et légèrement alcoolique. Au bout de 36 ou 40 heures, le mélango peut être distribué aux animaux.

La conservation delà pulpe ne présente aucune difficulté, car cette matière ne perd rien de sa valeur rt s’améliore môme en vieillissant. Le plus ordinairement, on se contente de l’entasser en la pressant fortement dans de grandes fosses creusées en plein air; la portion de pulpe qui dépasse le niveau du sol est disposée en talus et recouverte do terre. Ce mode de conservation, extrêmement simple et économique, offre cependant un inconvénient : les couches supérieures sont exposées à pourrir et ne peuvent plus être données au bétail. Aussi est-il préférable de se servir de silos en maçonnerie, abrités de la pluie par une toiture. Au bout de quelque temps, la pulpe ainsi abandonnée à elle-même entre en fermentation ot acquiert une odeur caractéristique. Le bétail est très-avide de cette nourriture acidulée et la préfère même à la pulpe fraîche, dont la digestion parait être moins facile.

Au lieu d’effectuer le mélange de la pulpe avec les fourrages secs par petites quantités, au fur et à mesure des besoins, il serait plus avantageux, suivant Walkhoff, de mêler immédiatement la paille hachée, les balles, etc., à la pulpe, au moment où on dispose celle-ci dans les silos. Le mélange est alors plus complet, le fourrage s’imprègne mieux des liquides acides, il est plus recherché du bétail.

défécation du jus sucré. — Le jus obtenu par l’un ou l’autre des procédés décrits est un liquide un peu trouble, d’abord peu coloré, mais qui ne tarde pas à prendre à l’air une teinte jaunebrun de plus en plus foncée, finalement presque noire. Le trouble augmente de plus en plus et des flocons noirs finissent par se déposer dans la liquour.

Outre le sucre, le jus renferme encore tous les matériaux solubles de la betterave, savoir : des substances azotées, des sels à acides minéraux et organiques, des matières colorables, de la bétaïne, etc.

Sous l’influence de l’oxygène de l’air, il se développe dans le jus dos ferments qui déterminent une prompte altération du sucre cristallisable.

Ce dernier se convertit en sucre incristallisablc. La fermentation lactique ne tarde pas à se déclarer; enfin il peut se produire encore la fermentation glaireuse ou muqueuse, par laquelle le jus fluide est converti en un liquide visqueux et filant.

Tontes ces réactions ont pour effet final de diminuer de plus en plus la proportion de sucre cristallisable et de rendre plus difficile la séparation du produit inaltéré.

L’altération du jus commence à partir du moment où il est extrait des cellules do la betterave. Elle se produit même au bout d’un certain temps dans les cellules; c’est pourquoi les betteraves longtemps conservées produisent moins de sucre et plus de mélasse que les betteraves fraîches. Il importe donc de traiter le jus le plus promptement possible, de manière à en éliminer la majeure partie des principes qui sont la cause de son altération et à lui donner une certaine stabilité.

C’est là lo but de la défécation, et l’agent employé à cet effet est la chaux ou plutôt l'Iujdrate calcique.

La défécation peut être pratiquée de différentes manières. Ou bien l’on ne fait usage quo de la quantité de chaux hydratée suffisante, à un loger excès près, pour l’élimination des matières étrau-

gères, sans qu’il puisse se former une quantité notable de sucratc de chaux. C’est la défécation simple , qui s’opère à chaud, même à l’ébullition. Ou bien l’on emploie un excès de chaux, qui

Coujic ptifiB

HWttUfl h

Fig. 658, 659 et 6C0. — Four à chaux continu.

élimine plus complètement les matières étrangères, mais transforme le sucre en sucrate de chaux soluble. Le jus aiusi déféqué est débarrassé de son excès do chaux au moyen d’un courant de gaz carbonique (saturation ou carbonatation simple du jus) qui décompose également le sucrate

de chaux. C’est le procédé Kuhlmann ou Rousseau, d'après lequel on opère pareillement à chaud vers 90-92°, mais non à l’ébullition.

Enfin le jus peut être soumis en même temps à l’action de la chaux et de l’acide carbonique, en répétant l’addition de chaux.

C’est le procédé de saturation et carbonatation double, qu’on nomme en France procédé Périer et Possoz, en Allemagne procédé Frey et Jellinck, et suivant lequel on opère à une température de 00-70°.

Lorsqu’on a affaire à un jus déjà un peu altéré, qui peut contenir plus ou moins de glucose et qu’on emploie un excès de chaux, on comprend qu’il est avantageux de pouvoir opérer à une température relativement peu élevée, puisque la glucose est vivement attaquée à l’ébullition et altérée par les alcalis et les terres alcalines, avec production de composés très-fortement colorés.

La défécation par le procédé de double carbonatation étant maintenant introduit dans un grand nombre de fabriques et paraissant donner les meilleurs résultats, nous le décrirons seul à l’exclusion des autres.

Défécation pab saturation et carbonatation double. — 1° Préparation de la chaux et du gaz carbonique. — Ce procédé exigeant beaucoup de chaux et d’acide carbonique, il est devenu indispensable de construire des appareils pouvant les fournir simultanément et à bon marché.

Les figures 658, 659 et 600 représentent un de ces appareils. C’est un four à chaux continu, muni à la partie inférieure de plusieurs foyers extérieurs C, dont la flamme débouche dans l’intérieur par des canaux et ouvertures D. Par les ouvertures g on extrait temps en temps la chaux vive. Le haut du four est rétréci et fermé par un couvercle A A, portant un orifice circulaire B, qui est bouché par un obturateur, excepté au moment où l’on y introduit une nouvelle charge de calcaire et de coke.

Au-dessous du couvercle (fig. 658) se trouve dans la maçonnerie un canal circu- 7 SC laire dans lequel se rassemblent lus gaz du four pour s’échapper par un gros tuyau latéral en fer.

Dans la maçonnorie du four sont ménagées dos ouvertures E, E,E, ..., formées par des bouchons en fonte; elles servent à surveiller la marche du four, à introduire l’air nécessaire pour transformer l’oxyde de carbone en acide carbonique et à laisser passer dos barres de fer avec lesquelles ou fait descendre le calcaire, après avoir retiré une certaine quantité de chaux vive.

Au commencement on ne charge le four qu’avec du calcaire, de la grosseur d’ut décimètre cube environ ; on allume un bon feu de coke sur les grilles C et l’on ferme toutes les autres ouvertures. Bientôt la température s’élève au point où le calcaire se transforme en chaux vive en perdant son acide carbonique; celui-ci se mêle à l’acide carbonique produit par la combustion du coke, et il en résulte un mélange gazeux, qui, lorsqu’on opère dans de trèsbonnes conditions, peut contenir jusqu’à 35 % d’acide carbonique en volume.

La moyenne doit osciller entre 25 à 36 °/0 et ne doit jamais descendre au-dessous de 25 0/° si l’on veut obtenir une bonne carbonatation.

Lorsque le four est en pleine activité et que l'on a commencé à extraire de la chaux vive, on alimente le four en ajoutant à des intervalles

ni — 4

d’une heure, par B, une certaine quantité d’un mélange de calcaire et de coke, après avoir enlevé momentanément l’obturateur du couvercle AA.

Comme la chaux obtenue doit servir à la défécation, il est très-important de ne faire usage que du calcaire le plus pur possible. Le coke doit aussi être un excellent coke, lavé et exempt de sulfures.

Le tirage énergique du four est produit par une puissante pompo aspirante et foulante qui aspire les gaz du four et les refoule dans les chaudières à déféquer.

Gaz du four. — Mais avant d’arriver à la pompe, il est nécessaire que les gaz du four traversent un laveur, qui les épure et les refroidit en même temps.

Ce laveur (fig. 661) consiste en un cylindre en fonte partagé en quatre compartiments, A, N, M,L, au moyen de trois cloisons, bc, ed, fg, criblées de petites ouvertures et reliées entre elles par des trop pleins. Un tube amène de l’eau fraîche dans le compartiment supérieur A, de là, l’eau descend par le trop-plein dans le compartiment inférieur N, de là, en M, puis en L, d’où elle s’écoule au dehors par le tube recourbé H f, de manière à maintenir longtemps sur le fond du laveur une assez forte couche d’eau.

Les gaz du four (consistant principalement en azote et acide carbonique) arrivent par le tuyau K, qui pénètre dans le compartiment inférieur L, et s’en échappent par les petits trous dont il est criblé sur toute sa longueur. Us se répandent dans ce compartiment, traversent les trous de la cloison fg, et par conséquent aussi l’eau qui recouvre cette cloison, montent dans le compartiment M, traversent ed, se répandent en N, traversent bc et arrivent finalement refroidis et épuisés en A, d’où le tuyau OP les amène à la pompe aspirante et foulante.

La chaux que l’on retire du four est d’abord débarrassée des particules de charbon qui peuvent y être mélangées; elle est ensuite apportée dans un local particulier pour y être transformée en lait.

La préparation du lait de chaux s’effectue dan s de grands bacs circulaires ou malaxeurs, au centre desquels se meut un agitateur consistant en un axe vertical muni de bras horizontaux; l'axe reçoit son mouvement d’une machine à vapeur, par l’intermédiaire de poulies, de courroies et d’engrenages.

On commence par mesurer ou peser une quantité de chaux suffisante pour obtenir un lait contenant, en moyenne,

20 kilogrammes de chaux par hectolitre; niais, à cause des pierres et des autres impuretés que la chaux renferme ordinairement, même lorsqu’elle est de bonne qualité, il faut toujours en prendre uno proportion un peu plus grande, pour avoir un lait de la richesse indiquée. Cela fait, on introduit la chaux dans l’un des malaxeurs avec une quantité d’eau exactement suffisante pour obtenir une bouillie épaisse, et l’on met l’agitateur en mouvement.

Une fois la chaux éteinte, on achève do la délayer avec de l’eau ou du jus limpide, ayant déjà subi la première carbonatation ; en employant ce dernier liquide on évite d’introduire beaucoup d’eau dans les jus.

Le lait de chaux ainsi obtenu est reçu au sortir des malaxeurs dans une rigole terminée à une de ses extrémités par un tamis en toile mé- *J“‘lclue; en traversant ce tamis, le liquide se débarrasso des particules solides trop volumineuses qu’il pouvait contenir, et se rassemble dans une citerne en communication avec un monte-jus, au moyen duquel il est ensuite envoyé

dans les réservoirs établis au dessus des chaudières à carbonater.

2° Carbonatations. — Indiquons maintenant comment se pratique la défécation par double carbonatation (procédé Périer et Possoz).

Fig. 661. — Laveur.

Comme l’indique son nom, ce procédé comprend deux carbonatations successives, savoir : la première carbonatation ou carbonatation trouble , qui s’effectue par une addition de lait de chaux au jus brut; la deuxième carbonatation, qui

F.g. 662. — Chaudière de carbonatation (plan).

'•consiste à traiter le jus limpide de l’opération précédente par un lait de chaux, en quantité moindre.

Les chaudières de première carbonatation sont au nombre de trois et présentent les dispositions suivantes (fig. 602 et 003). Ce sont de grandes caisses carrées V en tôle forte, d’une capacité to-

SUCRES (INDUSTRIE)

taie do 45 hectolitres, il fond un peu incliné pour faciliter la vidange et le nettoyage.

Elles sont couvertes, pour éviter les projections d’une espèce de toit en tôle minco, présentant en avant une ouverture par laquelle on peut observer la marche de l'opération. Le toit est en outre surmonté d’une cheminée en bois par laquello s’échappent les gaz et vapeurs. Sur le fond de la chaudière est disposé en forme do carré le tuyau horizontal a a a a, percé latéralement d’une foule de petites ouvertures : le gaz carbonique refoulé par la pompe aspirante et soufflante y arrive par le tube vertical à robinet u' , se dégage par les ouvertures en petits filets gazeux, qui traversent le liquide dans tous les sens. Autour de ce tuyau carré se trouve un serpentin réchauffeur, ccc, à trois circonvolutions superposées, dans lesquelles circule la vapeur arrivant par b et se dégageant par f( fig. 663).

La chaudière se vide par le trou d, pratiqué dans le fond à, l’endroit le plus déclive et communiquant avec le tuyau extérieur d. Ce trou est fermé par une bonde munie d’une tige verticale d e.

Le jus de betterave impur, froid ou déjà réchauffé, et contenant généralement déjà une certaine quantité de chaux hydratée qu’on y avait ajoutée en vue ne sa conservation et surtout pour en prévenir l’acidification, est amené dans la chaudière par un tuyau à robinet, que l’on fermo dès que le niveau du liquide a atteint une certaine hauteur.

A ce moment l’on ouvre le robinet du tuyau communiquant avec le réservoir à lait de chaux et on laisse écouler ce dernier. Les proportions de chaux que l’on doit employer dans la première carbonatation sont en raison de la quantité et de la nature dos impuretés renfermées dans le jus; elles varient entre 2, 5 et 3 %• Le lait de chaux étant préparé avec une richesse en chaux parfaitement déterminée, il est d’ailleurs facile, en mesurant le liquide, d’arriver à effectuer le mélange de jus et de chaux suivant les proportions voulues.

Lorsque la chaudière est chargée, on chauffe le jus chaulé en faisant arriver de la vapeur dans le serpentin, et l’on introduit aussitôt dans le liquide l’acide carbonique, qui le traverse en s’échappant parles nombreux trous du tuyau carré aaaa. Les bulles do gaz commencent alors à soulever la masse liquide et à produire une mousse volumineuse, que l’on s’efforce de détruire en la brisant avec une spatule en bois et en l’arrosant de temps en temps avec quelques cuillerées de graisse fondue. Tout en carbonatant ainsi, on continue de chauffer jusqu’à 60° ou 70°; on cesse alors l’introduction de la vapeur dans le serpentin, mais on laisse l’acido carbonique se dégager jusqu’au moment où un échantillon du liquide versé dans un verre laisse précipiter rapidement les corps solides qu’il tient en suspension, ou mieux encore jusqu’à ce que le liquide ne contienne plus que \ à 2 millièmes de chaux libre.

Pour reconnaître si l’on est arrivé à ce point, qui est le plus important de cette phase du travail. on prend dans la chaudière 1 centilitre de jus éclairci et on y ajoute, suivant la proportion d- chaux libre que l’on doit laisser dans le jus,

1, 2 ou 3 centilitres d’une dissolution contenant une quantité déterminée de protochloruro de fer (liqueur d’épreuve n° 1 de MM. Périer et Possoz); à l’aide d’une baguette de verre, on dépose sur un morceau de papier blanc collé une goutte de Ce mélange, préalablement filtré, puis une autre goutte de liqueur ferrométrique (solution très-

SUCRES (INDUSTRIE)

étendue de prussiatc rouge de potasse). On mélange les doux gouttes. S’il se produit une coloration verte, on supprime l’arrivée do l’acide carbonique. On fait alors bouillir lo jus pendant quelques minutes, et l’on ferme le robinet à vapeur.

Cette épreuve repose sur la léaction du chlorure ferreux sur lo prussiate rouge, réaction qui donne naissance à du bleu do Prusse (bleu de Turnbull). Mais ce bleu ne se produit pas lors-

Fig. 603. — Chaudière de carbonatation (coupe.)

que le prussiate rouge se trouve en présence d’hydrate ferreux.

Le chlorure ferreux étant décomposé par l'hydrate de chaux en chlorure de calcium et en hydrate ferreux,

FcCl2 + Calaos = Ca Cl2 + FoIPO2, on comprend qu’il faudra ajouter d’autant plus de chlorure ferreux qu’il y aura plus do chaux hydratée dans le liquide sucré, pour qu’on puisse retrouver dans le liquide filtré du chlorure ferreux non décomposé, capable de produire la réaction bleuo avec le prussiate rouge.

Le liquide résultant de ce traitement donne promptement un dépôt grenu dans lequel se trouve la majeure partie des matières étrangères, mélangée avec lo carbonate de chaux produit.

Dès que la première carbonatation est achevée, . on enlève la bonde qui bouche l’orifice du fond de la chaudière et l’on fait écouler tout le liquide trouble dans un bac à décanter, offrant la même capacité que la chaudière et placé au-dessous d’elle.

A chaque chaudière de première carbonatation correspond un tel bac à decanter muni do robinets par lesquels on fait écouler le jus clair. Après un repos de 10 ou 15 minutes, ce liquide est reçu dans une rigolo en tôle, do laquelle il se rend, par un tuyau, dans un monte-jus qui l’envoie aux chaudières de deuxième carbonatation. Le dépôt et les écumes sont ensuite évacués par un large orifice ménagé en avant du fond du réservoir et bouché à l’aide d’une bonde semblable à celle des chaudières à carbonater; la masse demi-liquide tombe dans une autre rigole placée à côté de la première, elle s’écoule de là dans un tuyau, arrive dans un autre monte-jus et celuici l’élève dans les filtres-presses, dont il sera bientôt question.

Les chaudières dostinées à la deuxième earbo-

natation sont au nombre de deux et offrent des dispositions semblables à celles décrites précédemment.

Au sortir du monte-jus, le jus se rend dans les chaudières. 11 conserve encore une température de 00° à 70° et est immédiatement mélangé avec une quantité de chaux variant entre 3 et lü millièmes. Le robinet à acide carbonique est alors ouvert et le gaz injecté, jusqu’à ce que la chaux soit entièrement précipitée à l’état do carbonate. On constate qu’il en est ainsi en plongeant de temps en temps dans le liquide un morceau de papier de curcuma, dont la couleur jaune ne doit être brunie que faiblement, ou pas du tout, si Ton veut injecter, comme c’est le cas ordinaire, de l’acide carbonique en excès : on est alors certain que toute la chaux est bien précipitéo. Mais le plus souvent on ne se borne pas aux indications fournies par le papier do curcuma, et l’on fait suivre cet essai d’une épreuve par le protochlorure de fer et le prussiate rouge de potasse. On procède alors de la manièro suivante : on mélange I centilitre de jus avec 2 ou 3 centilitres do la liqueur d’épreuve n° 2 de MM. Périer et Possoz, et on arrête l’injection de l’acide carbonique dès qu’une goutte de liqueur ferrométrique produit une tache bleue au contact d’uno goutte du mélange, ainsi qu’il a été dit précédemment à propos de la première carbonatation.

Un signe qui permet d’apprécier la fin de l’opération est fourni par la disparition presque complète des écumes.

Lorsqu’on est arrivé à ce point, on ouvre le robinet du serpentin à vapeur et l’on porte le jus à l’ébullition, afin d’on chasser l’excès d’acide carbonique; cela fait, on laisse aussitôt écouler tout le liquide trouble dans les bacs à décanter qui correspondent aux chaudières; il se forme alors, après un repos de 15 à 20 minutes, un dépôt grenu et un jus clair, que Ton décante de la même manière que le produit de la première carbonatation, pour le conduire sur les filtres à noir animal, où nous lo reprendrons bientôt. Le dépôt est envoyé aux filtres-presses comme celui de la première opération.

Après chaque carbonatation les chaudières doivent être nettoyées avec soin, lorsque leur contenu a été évacué. Lu outre, comme il peut arriver que le carbonate de chaux en se précipitant pénètre dans les trous du tube à acide carbonique et les bouche, il convient d’injecter dans ce tube, une fois la chaudière vidéo, un courant de vapeur à haute pression, qui expulse en quelques secondes toutes les particules solides engagées dans les trous.

Le traitoment du jus par la chaux et l’acide carbonique doit être fait avec le plus grand soin: de sa bonue exécution dépend la réussite des opérations subséquentes. Les réactions qui se produisent dans ce procédé de défécation sont en résumé les suivantes :

Les acides contenus dans le jus s’unissent à la chaux et forment dos composés insolubles, qui se précipitent et que Ton retrouve dans les dépôts et les écumes. Les autres substances étrangères (matières gommeuses, albumine, caséine, matières grassos et colorantes) sont aussi éliminées de la môme manière ; on outre, certains corps décomposés par la chaux donnent lieu à un abondant dégagement d’ammoniaque, qu’il est facile de reconnaître à son odour. D’un autre côté, la potasse et la soude, primitivement combinées avec des acides organiques, sont misos en liberté et restent dans le jus. La chaux en excès se combine avec le sucre et forme du sucrate do chaux. Les substances insolubles, telles que les débris do cellules, etc., sont entraînées dans les écumes Par le réseau que forment les matières albumi-

neuses on se combinant avec la chaux. Enfin l’acide carbonique décompose le sucrate de chaux, s’unit à la chaux pour former un carbonate insoluble et met le sucre en liberté.

Après le traitement par la chaux et l’acide carbonique, le jus contient encore, indépendamment du sucre, de la potasse et de la soude, un peu d’ammoniaque et de chaux, des combinaisons organiques plus ou moins transformées et les sels (chlorure de potassium et de sodium) qui n’ont pu être précipités.

Ces impuretés se retrouvent plus tard après la cristallisation du sucre, dans les sirops ou mélasses; celles-ci renferment en outre tout le sucre qui, on s’altérant, a passé à l’état do sucre incristallisable.

3° Utilisation des dépôts et écumes de carbonatation. —

Les boues calcaires provenant des deux carbonatations renferment encore beaucoup de jus. Pour en extraire ce dernier, on les soumet à l’action des filtres-presses , appareils spéciaux qu’on range avec raison parmi ceux qui ont rendu le plus de services à l’industrie sucrière.

On en construit aujourd’hui d’après des systèmes différents, mais qui reposent tous sur le môme principe.

La figure 064 représente un des éléments du filtre-presse.

BB sont deux boîtes carrées, creuses, formées chacune d'un fort cadre en fonte, recouvert de chaque côté, soit d’uno jÜ plaque do tôle percée de petits * trous, soit d’une grillage métallique assez serré et, dans tous les cas, solidement fixé au cadre. La plaque de tôle ou le grillage est recouvert Fig. 664.— Étémew. d’une toile filtrante, posée à d'un filtre-presse, cheval sur le cadre vertical et fixée par des règles et des vis. Lorsque la presse est fermée, l’intervalle entre les doux boîtes creuses se trouve également fermé, de telle manière que le liquide boueux, arrivant par l’ouverture A’ dans cet intervalle, ne trouve pas d’autre issue que les toiles filtrantes et les plaques perforées ou les grillages qui s’infléchissent vers l’intérieur des boîtes. Les parties insolubles restent donc entre les boîtes, tandis que le jus clair filtre dans l’intérieur de celles-ci, se rend au fond, et s’écoule dans une rigole commune par des robinets fixés à l’un des angles inférieurs des boîtes. Les boues arrivant à la presse sous une pression d’abord faible, mais qn’on augmente rapidement dès que les toiles filtrantes se trouvent tapissées d’une légère couche de substances insolubles, le jus s’écoule, au commencement, en quantité considérable; mais peu à peu, à mesure que l’intervalle entre les boîtes se remplit do matières solides, la filtration se ralentit de plus en plus, et, à la fin, le liquide ne sort plus que goutte à goutte. A ce moment, Ton peut faire arriver par A', au lieu de boues, de l’eau pure, pour déplacer le jus qui imprègne encore lo gâteau de matières solides; et finalement, Tenu peut même être remplacée par un courant do vapeur, pour déplacer l’eau à son tour, obtenir des tourteaux plus secs, et réduire la perte du jus au

minimum possible. Les phénomènes qui se passent dans un élément de filtre-presse se reproduisent évidemment dans un assemblage de pareils cléments comme le représente la figure 605.

Le jus d'abord, plus tard 1 eau, finalement la vapeur d’eau, arrivent par le tuyau A, et par son prolongement A 'A', aux ouvertures qui les distribuent entre les boites.

Lorsqu’on ouvre ou desserre la presse, en faisant tourner la vis qui ramène en arrière le fort plateau mobile en fonte, les boites s’écartent, et il est alors facile de faire tomber les tourteaux épuisés. Cela fait, on ferme de nouveau les presses en tournant la vis en sens contraire, le plateau mobile se rapproche du plateau fixe et les boites se serrant les unes contre les autres rétablissent

Fig. 605. — Filtre-presse.

la presse dans les conditions qui permettent de recommencer immédiatement une nouvelle filtration.

Dans les filtres-presses du système Trinks, les boites sont constituées par le cadre et les deux parois en tôle perforée de trous ; ces dernières présentent du côté de leur face extérieure une légère concavité qui, lors du rapprochement des boites, produit un espace vide entouré de toutes parts par les quatre côtés massifs du cadre en fonte.

Ces parois sont en outre munies d’une ouverture centrale dans laquelle est engagé un court cylindre creux reliant les deux parois.

Les toiles filtrantes présentent une ouverture centrale correspondante, de même que le plaieau fixe en fonte; dans l’ouverture de ce dernier aboutit le tuyau à robinet par lequel arrivent les boues et écumes, l’eau et la vapeur. Lorsque les boites, garnies de leurs toiles, sont en place et serrées, la juxtaposition des ouvertures centrales constitue un canal central interrompu entre chaque boite, et formant comme le prolongement du tuyau d’admission des écumes.

Celles-ci, ne pouvant donc penetrer directement à l’intérieur des boites (à cause des cylindres reliant les parois perforées de trous), sont obligées de se répartir dans les espaces vides compris entre les boîtes et y filtrent à travers les toiles et les trous des parois en tôle.

On voit que dans le système Trincks l’alimentation des filtres-presses a lieu par le centre, au lieu de se faire par le haut, comme dans les figures 604 et 665.

Quel que soit le système adopté, le jus clair des filtres-presses est réuni au jus de la première carbonatation et traité do nouveau avec ce dernier par la chaux et l’acide carbonique.

Les tourteaux épuisés renferment environ 30 % de carbonate de chaux, 20 % de matières organiques, 1 % de phosphate de chaux, 1 1/3% de sels de potasse et de soude, le reste étant surtout de l’eau, indépendamment d’une petite quantité de chaux vive, de magnésie, de sable et d’argile. On en tire parti comme engrais généralement on l’associant à du fumier d’étable, ou comme amendement de terres pauvres en calcaires.

épuration dd jus déféqdé. — Revenons maintenant au jus assez limpide et clair découlé des bacs à décanter après la deuxième carbonatation.

Ce jus, quoique déjà notablement purifié, contient cependant encore une quantité nullement insignifiante de matières étrangères, dont la présence ne manquerait pas d’exercer une influence nuisible sur l’évaporation et la concentration du jus, et sur la cristallisation du sirop.

Parmi ces matières étrangères, il faut surtout noter de la potasse et de la soude libres (par suite de la décomposition de quelques-uns do leurs sels par la chaux), des traces de chaux non précipitées par l’acide carbonique, des principes azotés, visqueux, salins et colorants, etc.

lino nouvello épuration est donc nécessaire, et il s’agit, maintenant surtout, d’enlever du jus l’excès de bases et les principes colorants.

On a proposé successivement un grand nombre de substances pour atteindre ce résultat; telles sont :

Le chlorure de calcium, conseillé par MM. Ballênes et Michaelis ;

Le chlorure d’aluminium, conseillé par MM. Siemens et Breunling ;

Le phosphate d’ammoniaque, conseillé par M. Kuhlmann ;

Le phosphate acide de chaux, conseillé par MM. Pfeifer et Colette ;

Le sulfate d’alumine, conseillé par M.Derosne; L’oxalate d’alumine, conseillé par M. Mialho; Les acides hydrofluorique et hydrofluosiliciquo, conseillés par M. Kessler ;

L’acide sulfureux et le bisulfite de chaux, conseillés par MM. Melsens, Drapier et Seiffert ; L’acide oléique, conseillé par M. Wagner; L’acide stéarique, conseillé par M. Otto ;

L’acide pectique, conseillé par M. Claës;

Le tannin, les sels de baryte, l’alcool, etc., etc. Le moyen d’épuration qui a eu le plus de succès et s’est le plus généralisé, consiste dans l’emploi du noir animal.

' Le noir animal, désigné aussi sous le nom de charbon d’os ou de charbon animal, est le produit que l’on obtient en calcinant des os en yases clos. On savait depuis longtemps que le charbon de bois possédait la propriété de décolorer les liquides organiques, lorsque Figuier, do jvlontpellier, reconnut, enlNll, que le noir animal Vst doué d’un pouvoir décolorant beaucoup plus énergique; les recherches de Payen, de Michaelis et de Schatten montrèrent ensuite que le charbon d’os n’agit pas seulement comme décolorant, mais qu’il jouit ensuite de la faculté d’absorber la chaux et les substunces salines. C’est à la suite de la découverte de cos deux intéressantes propriétés que le noir animal fut introduit dans la fabrication du sucre, pour l’épuration des jus et des sirops, et l’on peut dire que les progrès réalisés depuis quelques années par l’industrie sucrière sont dus, en partie, à l’emploi de cette matière.

Primitivement, on employait le noir animal en poudre fine ; on chauffait celle-ci avec le jus et on séparait ensuito le noir à l’aide de filtres en forme de sucs, après avoir fait bouillir le liquide avec une certaine quantité de sang, comme cela se fait encore maintenant dans le raffinage du sucre. On obtenait ainsi un jus parfaitement clair et décoloré, tandis que les matières étrangères et le noir se trouvaient enveloppés dans l’écume produite par la coagulation des corps albumineux contenus dans le sang.

Les écumes résultant de ce traitement constituaient un engrais excellent, mais le noir animal était perdu pour la fabrication; aussi était-on obligé d’employer cette substance avec une grande économie.

Plus tard, on essaya de filtrer le jus sur le noir en poudre, mais l’opération était très-difficile et le succès fut peu satisfaisant. Pour obvier à ces inconvénients, M. Dumont eut l’heureuse idée d’effectuer la filtration sur le noir animal en grains : il introduisait ce dernier dans de grands cylindres munis d’un double fond perforé et faisait passer le jus à travers ces filtres.

Ce procédé, qui maintenant est en usage dans toutes les fabriques, n’aurait pu se généraliser si M. Dumont n’avait pas en même temps démontré que le noir en grains pouvait être débarrassé des substances absorbées pendant son contact avec le jus, et pouvait ainsi être révivifié, c’est-à-dire ramené à son état primitif pour servir de nouveau,

La découverte de la révivification du charbon animal a exercé une influence très-favorable sur le développement de la sucrerie indigène, car elle a permis de traiter les jus avec des quantités beaucoup plus fortes de noir, et par suite d’obtenir avec moins de frais des jus plus purs et des produits plus beaux.

La filtration sur noir a lieu deux fois : la première fois avec le jus déféqué non évaporé; la deuxième fois avec le jus déjà évaporé et concentré à l’état de sirop.

Les filtres (fig. 606) sont de grands cylindres de 3 à 6 mètres de hauteur, do 0m,45à0m,00 de diamètre.

A est la masse de charbon animal en grains, préalablement humecté de 25 % d’eau ; elle repose sur le double fond B, percé de trous et que

Tig. GGG. — Filtre à noir.

l’on recouvre d’une toile claire de coton humide; le charbon s’élève jusqu’au niveau GG à 40 centimètres du haut du filtre.

H, obturateur de l’ouverture pour charger et F bride pour le trou d’homme pour extraire le noir en grains. K, robinet de fond pour vider tout le liquide (jus, sirop et eaux de lavage) du filtre.

CD, tube implanté sur le robinet, en deux pièces, et dont le bout supérieur tourne dans une boîte à étoupes pour pouvoir diriger le liquide à volonté dans l’un des caniveaux mnop.

RR’, tube vertical servant au dégagement de l’air et à l’écoulement des liquides qui doivent passer sur le filtre. Ceux-ci y arrivent à volonté par les robinets et tubes I, J, K, L, communiquant soit avec des récipients à jus ou à sirops, soit avec dos réservoirs d’eau pure ou do vapeur.

La fig. Ci67 montre, par une coupe, les détails de l’un de ces tubes d’amenée.

Le noir animal étant d’autant plus actif que la température à laquelle la filtration a lieu est plus

élevée, il importe autant que possible d’éviter les déperditions de chaleur : aussi les filtres sontils généralement revêtus d’uno enveloppe de bois non conductrice de la chaleur.

Lorsque les jus ou sirops ne sont pas assez chauds, on les réchauffe dans une chaudière système Pecqueur (laquelle peut aussi très-bien servir à la première concentration du jus sous la

Fig. GG7. — Tubo d’amenéo.

pression ordinaire, fig. 008 et 009). La figure 008 montre la chaudière A, en élévation sur son hèti en fonte D E. Les lignes ponctuées indiquent sa position lorsqu’on la fait basculer par le levier B, afin que le contenu de la chaudière s’écoule plus complètement par le gros robinet C. La figure 238 représente l’appareil chauffeur, consistant en six tubes en étriers, maintenus dans un plan horizontal à 0m,03 au-dessus du fond, mais pouvant

Fig. GG8. — Chaudière de réchauffe (coupo).

basculer sur les boites à étoupes qui les relient avec les tuyaux à robinets R R situés ou dehors de la chaudière. De la vapeur à 5 atmosphères de pression et d’une température de 153» arrive par l’un de ces tuyaux R ; l’antre tuyau R renvoie l’excès de vapeur et l’eau condensée à un appareil à retour d’eau.

Le jus ou le sirop suffisamment chaud est conduit par l’un des tuyaux I, J, K,L, dans le filtre, et, après avoir traversé la couche de noir et le double fond, se rassemble dans le petit espace situé audessous de ce dernier, puis s’élève dans le tube CD (fig. COU), pour arriver au caniveau qui le

Fig. GG'J. — Chaudière de réchauffe (plan).

mène, suivant le cas, au réservoir du jus ou à celui du sirop.

La filtration étant achevée, on fait arriver par un des trois autres tuyaux de l’eau pour le lavage

ou dégraissage du filtre. Ce lavage a pour butd’enlever au noir le jus dont il est imprégné. Les premières eaux qui s’écoulent sont envoyées dans le réservoir à jus, si c’est du jus, ou dans le réservoir à sirop, si c’est du sirop qu’on a filtré, mais en ayant soin, dans ce dernier cas, de diriger l’eau de dégraissage ou de lavage vers le réservoir à jus, au moment où celle-ci n’est plus assez riche en sucre pour être réunie au sirop; lorsque enfin le liquide ne renferme plus de sucre en quantité appréciable, on ouvre le robinet E et l’eau s’écoule dans un caniveau qui le conduit au dehors.

Revivification du noir. — Lorsqu’on a fait passer une certaine quantité de jus ou de sirojo sur du charbon animal, celui-ci a perdu ses propriétés absorbantes et décolorantes.

Pour le révivifier, on commence par le débarrasser, au moyen d’un lavage, des matières solubles ou délayables dans l’eau, puis on le soumet à une calcination qui carbonise les substances organiques adhérentes, et mot à découvert la surface des grains. Le noir peut être révivifié de 20 à 25 fois.

L’appareil que l’on emploie pour le lavage consiste en une grande auge demi-cylindrique en tôle et légèrement inclinée, dans laquelle se meut un axe dont la périphérie est munie d’une lame de tôle contournée en hélice. Li mouvement de l’hélice, qui fonctionne absolument comme une vis d’Archimède, fait remonter le noir et le déverse à la partie de l’auge la plus élevée, pendant qu’un courant d’eau continu circule en sens inverse.

On fait souvent précéder le lavage il l’eau par un lavage à l’acide chlorhydrique étendu de 50 à G0 fois son volume d’eau, afin de dissoudre et d’enlever le carbonate de chaux qui incruste les grains de noir. Quelquefois aussi on fait subir au noir, avant ce double lavage, une sorte de fermentation, en l’entassant dans des cuves en maçonnerie; les réactions qui se produisent dans la masse élèvent sa température, et un certain nombre des matières organiques sont détruites ou rendues plus solubles dans les liquides employés pour le lavage.

La calcination s’effectue dans des fours construits d’après des plans plus ou moins différents : fours Schreiber, Biaise, Gail, Stévenaux, Crcspel- Delisse, etc. Le four Cail présente les dispositions suivantes qu’on retrouve dans les fours Crcspol-Delisse qui sont représentes, page 55, (fig. Ü71 et 672).

Dans un massif en briques (fig. 070) se trouve un foyer central à grille E, et muni d’une porte; les murs latéraux offrent chacun trois rangs superposés de dix ouvertures qui laissent arriver la flamme autour de la moitié supérieure A de vingt tubes en fonte T disposés en deux séries de dix de chaque côté du foyer, et formés chacun de trois tronçons séparés par des registres r; la flamme et la funtéo, après avoir enveloppé les deux séries de tubes, redescendent dans deux carneaux latéraux et arrivent dans une cheminée. Le four est surmonté d’une grande cuvette en fonte DD. divisée en trois compartiments et destinée à faire sécher le noir avant son introduction dans les tubes. Le fond du compartiment antérieur de la cuvette est muni d’ajutages auxquels les tubes viennent s’adapter par leur extrémité supérieure aa'. Enfin, la série des dix tubes, do chaque côté, est partagée en deux capacités inégales, par deux registres en fonte superposés rr, offrant chacun dix ouvertures coriespondant aux dix sections des tubes.

Avant d’introduire le noir lavé dans les tubes pour le soumettre a la calcination, on lui fait subir une épuration au moyen de la vapeur d’eau surchauffée. A cet effet, on le monte, à l’aide d’une

chaîne à godets, dans un grand cylindre en tôle établi sur le four, en arriére de la cuvette ; ce cylindre est terminé par deux fonds bombés munis inférieurement d’un double fond criblé de trous; par un tube adapté sur le fond supérieur, on fait arriver un courant de vapeur directe des générateurs : celle-ci traverse la masse du noir, se condense et sort à l’état liquide par un robinet que porte le fond inférieur.

Dès que l’eau cesse de couler par le robinet, et qu’il ne s'échappe plus que de la vapeur, on supprime l’arrivée de celle-ci dans le cylindre, et, par une porte dont ce dernier est muni, au-dessus du double fond, on retire le noir pour l’étendre dans le compartiment postérieur de la cuvette et le faire passer, quand il a subi un commencement de dessiccation, dans le compartiment moyen. Lorsque le noir s'est suffisamment dessé-

Fig. 670. — Conpo d’un four pour la révivification du noir.

I ig 67’. — Élévation d’tm four pour la révivifieation du noir.

ché dans cette partie de la cuvette, on le jette dans le compartiment antérieur, et on l’introduit dans les tubes, après avoir formé le registre supérieur.

Au bout d’une demi-heure, la calcination est terminée; on forme alors le registre inférieur,

Fig. 672. — Plan d’un tour pour la révivification du noir.

on ouvre le supérieur et l’on (ait tomber le produit calciné, qui se trouve au-dessus de ce dernier, dans la capacité inférieure des tubes, où on le laisse refroidir; puis on recharge les tubes, . après avoir fermé le registre supérieur, et ainsi de suite. Lorsque le charbon sest suffisamment refroidi, il ne reste plus qu’à, ouvrir le registre inférieur, et le noir tombe

dans dos récipients ou étouffoirs situés au-dessous dos tubes.

Les figures 071 et G72 représentent les fours de M. Crespol-Delisse, qui présentent les dispositions qui viennent d’ûtre décrites. La figure 670 représente la coupe du four. On voit au sommet un espace quadrangulaire où l’on étend le noir lavé pour le faire sécher. Dans ce but, l’air chaud du foyer pénètre et circule par les carneaux ce' dans les espaces libres ménagés sous la tôle qui sert de plancher à la plate-forme D D.

Le noir animal ainsi révivifié a besoin, avant d’être propre à servir au chargement des filtres, d’être soumis à un blutage qui opère la séparation de la poudre produite pendant ces différentes manipulations.

L’appareil à laver le noir et le four à calcination sont ordinairement établis dans un local particulier (l’atelier au noir).

ÉVAPORATION ET CONCENTRATION DU JUS DE betterave. — Le jus purifié par carbonatation et filtration sur le noir doit être fortement concentré pour que le sucre dissous puisse cristalliser.

Cette concentration se fait en deux fois: le jus est d’abord réduit à environ la moitié de son volume primitif et transformé en sirop.

Puis le sirop, après avoir été filtré sur du noir animal, est de nouveau concentré jusqu’au point de cristallisation du sucre.

La première phase est désignée par les termes évaporation ou concentration du jus.

La seconde phase porte le nom de cuite du sirop.

Concentration do jus. — 100 kilogrammes do jus fournissent en moyenne 20 kilogrammes de sirop, par l’évaporation de 74 kilogrammes d’eau. Les 20 kilogrammes de sirop se réduisent par la cuite il 14 kilogrammes de masse brute cristalline.

Le chauffage à la vapeur, plus économique et moins dangereux, a remplacé partout lo chauffage il feu nu. Pendant longtemps l’évaporation du jus

se faisait dans des chaudières à air libre, et, par conséquent, sous la pression atmosphérique. Mais on reconnut bientôt que, dans ccs conditions, la température d’ébullition surtout des sirops de plus en plus concentrés, était trop élevée, circonstance qui donnait lieu h la coloration du liquide en brun et à la transformation d’une partie de sucro cristallisable en sucre incristallisable. .

On eut donc recours a la concentration dans le vide, où l’ébullition a lieu à une température assez basse pour qu’on n’ait plus à craindre une altération du sucre : en même temps, la différence entre la température de la vapeur dans les serpentins chauffeurs et celle du liquide étant plus considérable, on a l’avantage d’obtenir, à surface de chauffe égale, plus d’effet utile, et par conséquent une concentration plus rapide. Les premières chaudières à évaporation dans le vide furent construites en 1812 par Howard. Plus tard, en Amérique, M. Rillioux eut l’heureuse idée d’employer la vapeur dégagée par les sirops et les jus en ébullition pour l’évaporation d’une autre partie de jus moins concentré.

En Europe, des appareils perfectionnés, fondés sur le même principe, furent inventés et établis par MM. Cail et Derosne, Degraud, Roth, Fischbein et Robert, de Seelowits, Walkhoff, Aders et autres.

Dn des appareils les plus employés en France est celui dit à triple effet do MM. Cail et Cis (fig. 673). Il se compose de trois chaudières A, B, C, verticales, de même hauteur. L’intérieur de chacune de ces chaudières est partagé, par deux cloisons horizontales, en trois compartiments inégaux; l’inférieur communique avec le supérieur au moyen de 60 ou 80 tubes verticaux adaptés aux deux cloisons et dans lesquels le jus à évaporer se meut librement pour descendre sous la cloison inférieure ou monter au-dessus de la supérieure. Le jus ne peut donc pas pénétrer dans le compartiment moyen, qui est exclusivement destiné à recevoir la vapeur servant au chauffage des chaudières. La première chaudière est chauffée par la vapeur détendue des machines motrices; celle-ci circule autour des tubes verticaux, élève la température du jus et repasse à l’état liquide.

La vapeur résultant de l’évaporation du jus de la chaudière A, où la pression atmosphérique est abaissée d’environ un quart, s’échappe par un tuyau abc partant du haut de A, et est conduite entre les tubes de la chaudière B, dans laquelle la concentration est favorisée par une diminution do pression plus considérable qu’en A. Sur le trajet de ce tuyau conduisant la vapeur de A en B se trouve interposé un vase de sûreté I), destiné à retenir le jus qui peut être entraîné en même temps que la vapeur, lorsque le liquide de A est en pleine ébullition.

Lorsque le jus rassemblé peu à peu dans ce vase a atteint une certaine hauteur, que l’on constate au moyen de l’indicateur de niveau dont l’appareil est pourvu, on le fait écouler dans la chaudière B. Il suffit pour cela d’ouvrir le robinet d’un tuyau qui fait communiquer l'intérieur de B avec la partie inférieure du vase de sûreté. La vapeur produite par l’évaporation du jus de là chaudière B pénétré dans un deuxième vase de sûreté, et se rend ensuite entre les tubes de la troisième chaudière, où la conceutration du jus est achevée sous l’influence d’une diminution de pression, portée encore plus loin qne dans le deuxième vase.

Enfin la vapeur engendrée dans la chaudière G est entraînée par une pompe à air et à eau, qui sert en môme temps à faire le vide dans l'ap-

pareil. La diminution de la pression allant toujours on augmentant de la première chaudière ii la troisième, il en résulte que le jus ne bout pas à la même température dans les trois chaudières : dans la première, où le vide est moins parfait qu’en B et C, l’ébullition se fait entre 80 et 70°, et dans les deux autres elle a lieu entre 60 et 60°.

Afin que le contact de l’air atmosphérique sur la tôle des chaudières ne produise pas de refroidissement sensible, on entoure celles-ci, ainsi que les tuyaux et les vases de sûreté, d’une enveloppe en bois. Chaque chaudière est munie : 1° en haut et sur le côté, de trous d’homme destinés surtout au nettoyage ;

2° De lunettes en cristal ajustées dans son encadrement de bronze, qui permettent d’éclairer l’intérieur des chaudières, de surveiller la marche de l’ébullition et de constater la hauteur du liquide dans chacun des vases;

3° D’un entonnoir à robinet, à l’aide duquel on introduit un peu de graisse fondue lorsque le jus produit beaucoup de mousse; ce dispositif sert aussi pour faire entrer de l’air, lorsqu’il est nécessaire de modérer l’ébullition ou d’évacuer le contenu des chaudières;

4° D'une éprouvette pour extraire du jus de la chaudière, afin d’en essayer la concentration; c’est un tube muni d’un réservoir, qui, à l’aide de robinets convenablement disposés, remplit de jus ce réservoir : on peut alors, sans qu’il rentre de l’air dans les chaudières, vider le liquide dans un vase et y plonger ensuite un aréomètre;

5° De deux tuyaux, dont l’un amène de l’eau et l’autre de la vapeur, lorsqu’on veut nettoyer la chaudière ;

6» D’un appareil indiquant la pression et la température intérieures;

7° De tuyaux permettant au jus de passer successivement de A en B, do B en C; de tuyaux do vidange à robinets, etc.

Pour mettre cet appareil à triple effet en activité, on commence par faire le vide dans les trois chaudières, puis on y fait aspirer le jus dans les chaudières qu’on remplit environ aux deux tiers ; puis on fait arriver la vapeur de chauffage dans le compartiment tubulaire de A où l’ébullition ne tarde pas à s’établir; la vapeur du jus en ébullition de A chauffe le liquide de B et celle de B le liquide en C.

Ordinairement le jus est concentré à 10-11° Baumé en A ; il est ensuite envoyé en B, où on le concentre jusqu’à 16-17° Baumé; il se rend alors en C, où il arrive à 25-26° Baumé et prend le nom de sirop. De C le sirop se rend dans un monte-jus qui le déverse dans une chaudière à réchauffer (semblable aux fig. 668, 669), où l’on porte sa température à 80°; de là le sirop (quelquefois clarifié dans la chaudière avec un peu de sang de bœuf) est envoyé aux filtres à noir animal. . . ,

La figure 674 représente en principe la marche de l’opération qui vient d’ôtre décrite. Le sirop sortant de la troisième chaudière à triple effet désignée dans la figure par A (avec l’agitateur C D au moyen duquel on peut y incorporer une petite quantité de sang), coule par E dans le montejus H. Celui-ci étant plein, on ferme le robinet F et l’on insuffle par G de l’air comprimé. Le sirop s’élève dans le tube II’ et arrive dans la chaudière à réchauffer et à clarifier. La hauteur y est constatée par les regards x, x, x.

Le jus s'étant suffisamment réchauffé, et la coagulation du sang s’étant opérée, on ouvre la grande soupape L, en appuyant sur le levier K M. Le sirop s’écoule dans la caisse N N, en traversant des sacs à filtrer verticaux, où sont retenues

les impuretés emprisonnées dans les flocons de sang coagulé.

Le sirop clarifié arrive enfin au filtre O R à noir animal, et s’écoule par Q ou par PP'.

11 reste maintenant à indiquer le mode d’extraction des vapeurs de chauffage ot de l’eau résultant de leur condensatiou dans l’appareil à triple effet.

Après y avoir circulé entre les tubes de chauffage de la première chaudière et cédé sa chaleur au jus, la vapeur repasse à l'état liquide; l’eau produite par cette condensation s’échappe par un tube muni d’une soupape automatique et se rend dans un grand cylindre établi à côté des générateurs. Ce liquide, qui est de l’eau presque pure , est employé pour l’alimentation des chaudières à vapeur.

Les deux dernières chaudières sont munies au-dessous de leur fond d’un petit réservoir qui , au moyen d’un tuyau, communique par sa partie supérieure avec la capacité de chauffage de chacune des chaudières; l’eau condensée dans ces capacités s’écoule dans le réservoir correspondant; par le tuyau que porte celui-ci à sa partie inférieure, cette- eau est aspirée à l’aide d’une petite pompe horizontale (pompe de retour), qui l'envoie dans le grand cylindre dont il vient d’être question ; cette eau est employée, comme la première, pour l’alimentation des générateurs.

Vers la partie supérieure du petit réservoir, dont chacune des deux dernières chaudières est munie, s’adapte un tube qui vient s’embrancher sur le tuyau par lequel est aspirée la vapeur émanée du jus de la dernière chaudière; c’est par

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ce tube que sont entraînées les vapeurs non condensées dans les capacités de chauffage.

Les vapeurs dégagées par lejus dans la troisième chaudière s’échappent par un gros tuyau adapté au dôme de celle-ci. Ce tuyau vient s’ouvrir audessous de la plaque supérieure du réchauffeur

l'ig. 074. — Schéma des appareils pour la clarification du sirop.

do jus dont nous venons de parler ; la vapeur circule autour des tubes de cet appareil, échauffe le jus contenu dans les tubes, et sort par un autre tuyau adapté au-dessus de la plaque inférieure. Par ce dernier tuyau la vapeur est aspirée à l’aide de la pompe à air et à eau, mais avant de pénétrer dans celle-ci, elle traverse un condenseur au moyen duquel elle est ramenée à l état liquide.

Ce condenseur se compose d’un gros cylindre en fonte, à l’intérieur duquel se trouve un tuyau percé de petits trous sur toute sa périphérie, et muni inférieurement d’un tube par lequel on fait arriver de l’eau froide au moyen d’un robinet placé sur le trajet de ce dernier tubo, et dont la clef se trouve à portée de l’ouvrier chargé de

l’évaporation ; on règle l'afflux de l’eau dans le condenseur suivant que l’on veut activer oui ralentir le passage de la vapeur à l’état liquide.

11 résulte de là que la pompe aspire en môme temps 1 eau résultant de la condensation de la i vapeur et l’eau qui a servi à produire la condensation de celle-ci.

. CUITE DU SIROP FILTRÉ. — A l’état de sirop, le

jus sucré n’est pas encore suffisamment concentré pour que le sucre solide puisse en être séparé 1 1| par cristallisation. II faut pour cela une nouvelle | évaporation et concentra- 1 tion qui porte le nom de cuite du sirop.

Cette cuite peut être j portée plus ou moins loin, suivant que les sirops sont i plus ou moins purs ou i qu’on veut obtenir des | cristaux moins ou plus j volumineux. On conçoit I que pour des sirops très- I impurs qui fournissent des eaux mères ou mé- « lasses extrêmement vis- quenses, il soit nécessaire i de faire cristalliser le sucre en cristaux durs, réguliers et le plus volumineux possible, afin de faciliter leur séparation des mélasses.

Lorsqu’on concentre un sirop jusqu’à la preuve du filet, c’est-à-dire jusqu’au moment où une goutte de sirop donne entre les doigts un filet délié, alors le sirop chaud est clair et bouillant (cuite au clair); la cristallisation s’effectue par le refroidissement rapide en grains dont la mélasse s'égoutte facilement.

Lorsqu’on concentre davantage, il arrive un moment où le sirop, même chaud, ne peut plus retenir tout le sucre en dissolution; le jus se trouble; de petits grains cristallins se séparent ( cuite en grains ), qu’on peut augmenter et grossir en ajoutant un peu de sirop moins concentré. Une partie du sucre se trouvant ainsi séparée sous forme solide, les eaux mères deviennent plus fluides : on peut donc continuer la cuite et déterminer une nouvelle formation de cristaux. On peut pousser cette séparation dans l’appareil même assez loin pour que le liquide restant, qui retient les substances incristallisables, soit, après le refroidissement, trop visqueux pour se séparer facilement dos cristaux : c’est là la cuite sèche; elle ne retient plus que 5 à 6% d’eau, tandis que l’on en trouve 10 à 12 % dans les cuites ordinaires.

Dans la pratique on dit que la cuite est (égere ou creuse, s’il reste assez d’eau pour qu’à la purgerie le sirop coule assez rapidement des formes (plus de 0 gouttes par minute); la cuite est au contraire lourde ou pleine, lorsque les gouttes ne so succèdent que très-lentement.

La cuite en grains n’est possible que si les jus sont riches en sucre et bien épurés. Si un sirop renferme sur 100 p. de matière solide plus de 30 p. de substances étrangères, ces dernières empêchent totalement la formation dos cristaux, en rendant la masse cuite visqueuse ; si la proportion des substances étrangères se réduit à 25 % (c’est-à-dire

que le sirop marque 75°/odo sucre cristallisableau polarimètre et possède la densité 1,100), la cristallisation ne s'effectue qu’avec difficulté et lenteur Avec une richesse de 85 °/0 l’opération marche normalement, et avec un sirop d’un titre encore plus élevé la cristallisation se produit encore plus vite.

La cuite en grains, qui est maintenant en usage dans la plupart des fabriques de sucre, s’effectue dans une grande chaudière cylindrique verticale ffig. 675), chauffée par trois serpentins intérieurs superposés d, c, b, munis chacun extérieurement d’un robinet adapté sur le tuyau, qui amène la vapeur directe des générateurs. Ce même tuyau aboutit au robinet i, par lequel on peut introduire la vapeur dans les chaudières et est en communication avec le manomètre j, indicateur de la pression de la vapeur.

On peut donc, suivant la hauteur du sirop dans la chaudière, chauffer d’abord par le premier serpentin inférieur seul, puis parle premier et le second réunis, et lorsque le niveau du sirop dépasse le serpentin le plus élevé, introduire la vapeur simultanément dans les trois serpentins. 11 y a dos chaudières renfermant, outre les serpentins, encore un dou- Fig

hle fond inférieur, dans lequel peut arriver la vapeur.

Les sirops il cuire arrivent par le tuyau à robinet g, appelés par le vide môme do l’appareil ; il est bon que ce tuyau, qui débouche dans la chaudière, à peu près au niveau du second serpentin, soit recourbé en siphon, pour que l’arrivée du sirop se fasse bien au centre et i la partie inférieure de l’appareil.

Comme le triple effet, la chaudière est pourvue de quatre lunettes en cristal, placées il des hauteurs différentes, pour pouvoir observer la surface du sirop en ébullition. Kilo est encore munie, près du dôme, d’un manomèlre et d’un thermomètre pour la mesure de la pression et de la température intérieure, et un peu plus bas, sur le côté, en e, d'un entonnoir il robinet, destiné il l’introduction d’un peu d’huile ou de graisse fondue, lorsque l’ébullition est trop tumultueuse, et que la mousse produite par le sirop menace de déborder par lo tube de dégagement de la vapeur.

Lorsque la cuite est près de son terme, on extrait de temps en temps une petite quantité do la matière intérieure au moyen d’un piston plein en bronze glissant f à Irottement doux dans uu petit corps de pompe, et amenant au dehors, lorsqu’on le tire par sa poignée, un échantillon de sirop grenu, contenu dans une petite cavité dont il est muni.

Au dôme qui surmonte la chaudière, s’adapte up large tuyau a par lequel s’échappe la vapeur résultant de l’évaporation du sirop; pendant toute la durée de la cuite, cette vapeur est aspirée en même temps que l’air, au moyen d’une pompe à air ou à eau semblable à celle du triple effet ; mais, avant d’arriver à la pompe, la vapeur traverse un cylindre intermédiaire, qui offre une disposition analogue à celle des vases de sûreté do l’appareil a évaporer, et joue le môme rôle que ces derniers, c est-à-dire qu’il retient, dans un espace annulaire formé par ses propres parois et un tuyau central, le sirop qui a pu être entraîné avec la \apeur par une ébullition trop vive. Après avoir raversé ce vase de sûreté, la vapeur arrive dans

un condenseur semblable à celui de la pompe du triple effet, repasse à l’état liquide sous l’influence du refroidissement qu’elle éprouve dans cet appareil; enfin, l’eau résultant do la condensation est aspirée par la pompe, qui la déverse dans la citerne dont nous avons parlé précédemment.

La cuite terminée, on vide la chaudière. Dans ce but, on ouvre d’abord un robinet à air, adapté un pou au-dessous du dôme ; il se produit un sifflement dû à la rentrée de l’air, et lorsque la pression intérieure est devenue égale à celle de

Fig. 075. — Appareil pour la cuite du sirop.

l’air extérieur, ce dont on s’aperçoit h la cessation du sifflement on ouvre, au moyen d’un levier, une large soupape h, qui ferme io fond de la chaudière.

La masse cuite tombe alors dans un grand entonnoir auquel est adaptée latéralement une gouttière en pente qui conduit toute la masse sirupeuse, épaisse et grenue, dans de grands bacs rectangulaires peu profonds, où la cristallisation s’achève.

De même que les vases du triple effet, la chaudière à cuire est revêtue d’une enveloppe en bois, afin d’empêcher autant que possible les déperditions de chaleur.

Voici maintenant comment on dirige l’opération de la cuite en grains. On commence par faire le vide dans la chaudière et dans le vase de sûreté, puis on ouvre le robinet du tuyau g qui plonge dans un réservoir contenant le sirop filtré; par suite de la différence do pression, ce liquide monte dans la chaudière, et lorsque son niveau s’élève à la partie moyenne ou supérieure do la première lunette inférieure, on ferme le robinet; en même temps, on fait arriver la vapeur par b dans le serpentin inférieur, et l’on continue à faire le vide do façon il réduire la pression au septième environ de la pression extérieure; sous l’influence du vide et de l’élévation de température produite par la vapeur du serpentin, l’ébullition et l’évaporation s’effectuent rapidement. On entretient pal charges successives le niveau du liquide au-dessus du premier serpentin, jusqu’à ce que le sirop soit concentré de façon à donner la preuve au crochet léger (une goutte de sirop prise entre le pouce et l’index, au moyen de la sonde, doit donner, lorsqu’on écarte ceux-ci, un filet délié qui se rompt nettement en formant un crochet). On continue alors l’évaporation en la conduisant moins vite et en laissant la pression intérieurs se relever un peu; on entretient le même degré de concentration par l’addition successive de nouvelles quantités de sirop. On introduit la vapeur

SU C H ES (IN D U ST Kl E).

successivement par c dans le deuxième, puis par d dans le troisième serpentin, dès que le sirop a atteint la partie supérieure de chacun d’eux, continuantainsi jusqu’à ce que la hauteur du liquide arrive au bas de la quatrième et dernière lunette, et que la cuite soit poussée jusqu’au terme du crochet loger.

Lorsque ce terme est atteint, on fait diminuer de nouveau la prossion et la température en activant le jeu do la pompe : la cristallisation, qui a déjà commencé, fait do rapides progrès et il se forme une masse pâteuse et grenue, dont on constate l’état et la consistance en retirant un échantillon au moyen de la sonde f.

Si l’opération a été bien conduite, l’échantillon ainsi prélevé doit alors rester sur le pouce si l’on écarte l’index ; sur ce dernier il ne doit rester qu’un peu do sirop très-clair; placé sur du papier ecolier ordinaire, l’échantillon ne doit pas s’étendre, et le sirop, en s’absorbant, doit laisser à la surface des cristaux bien formés et clairs. En observant de temps en temps sur une lame de verre un échantillon de la masse, le cuiseur peut aussi se rendre compte de la marche de l’opération, c’est-à-dire reconnaître si la formation du grain se fait d’une manière régulière, si celui-ci est nerveux et bien développé, ou si au contraire il n’a qu’un petit volume. Le volume du grain a une très-grande importance; c’est de lui que dépend le succès de la cuite, car plus les cristaux sont gros, mieux ils laissent égoutter le sirop, et plus le produit a de valeur.

CRISTALLISATION ET ÉGOUTTAGE. — La Cuite achevée, on arrête le jeu de la pompe ; on ouvre le robinet à air, puis la soupape de fond, et tout le contenu de la chaudière, la masse cuite ou masse d'empli, tombe dans l’entonnoir et arrive par la gouttière en pente dans les cristallisoirs, où se termine la cristallisation.

Il n’est pas possible d’extraire de la masse cuite, en une seule fois, tout le sucre cristallisable qu’elle renferme; on n’y parvient qu’en divisant l’opération, c’est-à-dire en effectuant plusieurs cristallisations successives; on obtient ainsi, suivant l’expression usitée dans les fabriques, du sucre de premier, de second et de troisième jet.

Pour opérer la séparation du sucre et du sirop, on peut se servir de trois sortes d’appareils : les formes, les caisses et tes turbines.

Depuis l’emploi des chaudières à cuire dans le vide, les formes ont été à peu près abandonnées et remplacées, d’abord par les caisses, puis par les turbines.

Les formes ne sont autre chose que de grands vases coniques en terre cuite ou en tôle galvanisée, posés sur leur pointe et percés à leur partie inférieure d’un trou que l’on bouche avec un tampon de linge mouillé. La masso cuite est versée dans un certain nombre de ces formes : au bout de 24 à 38 heures, on enlève le tampon ; on perce la pointe des pains avec une alêne, et on laisse le sirop s’égoutter dans des vases placés au-dessous. Lorsque l’égouttage est terminé, on procède au lochage des pains, opération qui consiste à renverser les formes sur la base pour retirer le pain, en l’aidant à se détacher par de petites secousses.

L’égouttage peut être beaucoup accéléré par l’application du vide. A cet effet, on dispose les formes remplies de manière que leurs pointes reposent sur les ouvertures circulaires, garnies de rondelles en caoutchouc vulcanisé, d’un tuyau horizontal dans lequel on maintient le vide à l’aide d’une pompe. La pression atmosphérique déplace dans ce cas très-rapidement presque la totalité du sirop retenu dans la forme. Avec cet égouttage forcé, on combine ordinairement un

SUCRES (INDUSTRIE)

clairçage au moyen de sirop blanc, fait avec d1 > sucre pur, pour déplacer les derniers restes dd • i sirop brun par le sirop blanc.

Au lieu de la pression atmosphérique , on i mis à profit la force centrifuge pour l’égouti tage forcé. Comme on le voit dans la figure 67ti les formes sont disposées , la pointe b en dehors, par couches horizontales, dans une »

turbine construite ad hoc.

Par suite du mouvement de rotation trèsrapide imprimé à la turbine, le sirop est chassé vers la cloison pjg. 570, — Egouttage forcé par cylindrique îm- formes par force centrifuge,

mobile et pleine

c, se rassemble au fond, et s’écoule par D. Cett appareil ne s’est pas beaucoup propagé dans less sucreries.

Dans un second système d’égouttage, la masse cuite, après avoir été réchauffée à 78° et abandonnée à elle-même à cette température pendant 8 à 10 heures, est portée dans des caisses en; tôle galvanisée dont le fond, en toile métallique,, laisse passer facilement le sirop et retient les a cristaux. Pour obtenir par ce procédé un sucre 1 de belle nuance, il est nécessaire de le débarras--» ser, au moyen du clairçage, de la mélasse restée adhérente.

Le clairçaçje consiste à verser sur la masse de sucre une solution sucrée très-concentrée, qui, en filtrant seulement entre les cristaux, déplace et entraîne la mélasse. Quand on veut obtenir des

l'.g. o'il. — Turbina (coupe).

sucres très-blancs, on fait filtrer trois clairces; la première est préparée avec un sirop un peu impur, la deuxième avec du sirop presque pur et la troisième avec du sirop tout à fait blanc.

Le troisième procédé d’égouttage, celui des turbines, est maintenant d’un emploi presque général pour l’extraction des sucres de premier jet, et même aussi'des sucres de deuxième et de troisième jet. Au moyen de ces appareils, on obtient des produits plus blancs, plus secs et