DIALYSE SUR PAPIER PARCHEMIN PENDANT 24 HEURES (TEMPÉRATURE

Endosmose

Solutions à 10 «A.

de diffusion (1).

en 24 heures.

Gomme arabique .

Glucose .

Sucre de canne .

Sucre de lait .

Mannile .

Glycérine .

Alcool .

Sucre de fécule .

Chlorure de sodium . . .

Graham a appliqué la dialyse à la préparation à l’état de colloïdes solubles de diverses substances minérales, que l’on n’obtient habituellement qu’à l’état insoluble et gélatineux, tels que l’acide silicique, le peroxyde de fer, l’alumine, le ferrocyanure de cuivre, le bleu de Prusse.

Pour cela, il a soumis à la dialyse des combinaisons faibles dans lesquelles entrent ces substances, qui se sont décomposées par la diffusion, et le colloïde est resté dans le dialyseur.

La dialyse peut être aussi utilement employée pour purifier des matières colloïdales et leur enlever les sels minéraux (cristalloïdes) ou même organiques avec les quels elles peuvent être mélangées. Enfin Graham a signalé l’application de la dialyse à la toxycologie, pour séparer les substances vénéneuses que l’on recherche, quand ce sont des cristalloïdes, tels que l’acide arsénieux, des sels de mercure, des alcaloïdes organiques, des matières colloïdales avec lesquels elles sont habituellement mélangées. Au fond, la dialyse ne diffère pas notablement du procédé indiqué par Simmler et Wild pour déterminer les coefficienls de diffusibilité des corps (p. 72) ; mais la disposition de Graham est plus simple et plus pratique. I

XXII. — Application de l’osmose à la fabrication du sucre. — La diffusion a reçu une application des plus importantes dans la fabrication du sucre, pour l’extraction du sucre cristallisable renfermé dans les mélasses et du jus sucré contenu dans la pulpe des betteraves.

(1) Mesurée par le poids sorti en 24 heures.

TËKQUEM. — CAPILLARITÉ.

C’est M. Dubrunfaut, qui, en 1853, s’inspirant des idées de Dütrochet et reconnaissant que l’endosmose devait être accompagnée d’un courant d’exosmose plus ou moins rapide, suivant la diffusibilité du corps essayé, eut l’idée de soumettre la mélasse concentrée à la diffusion, à l’aide de l’endôsmomètre de Dutrochet. Il reconnut qu’à travers la membrane, les sels contenus dans la mélasse se diffusent plus rapidement que le sucre. Or dans la mélasse, divers sels, tels que les nitrates et les chlorures, par leur présence, empêchent la cristallisation du sucre, dans la proportion environ de 3,73 de sucre pour 1 de cendres. Voici quelques nombres donnés par M. Dubrunfaut qui feront bien comprendre toute l’utilité de l’osmose appliquée à la purification des mélasses.

La mélasse primitive avait la composition suivante :

Sucre . 58,5

Cendres . 13,32

Sucre utilisable . 8,82 = 15 °/°

Non cristallisable . 49,68 = 13,32 X 3,73

Un ne pouvait donc retirer de cette mélassse qu’une fraction égale fiu sucre total ou 15 pour 100 environ.

Cette mélasse marquait à l’aéromètre 46°, 5. Après avoir été soumise à l’osmose, par suite de l’entrée de l’eau et la sortie des sels, en plus grande quantité que du sucre, on trouva :

Degré Sucre Cendres

On voit que le sucre est sorti en quantité croissante, avec la marche de l’expérience, tandis que c’est l’inverse pour les sels. Mais, quoiqu’on ait perdu 5,906 de sucre, néanmoins on peut, à cause de la sortie des sels, obtenir une bien plus grande quantité de sucre ; la quantité de sucre primitive se décompose en effet ainsi, après l’osmose:

Sucre sorti . 5,906

Non cristallisable . 19,694 = 3,73 X 5,28

Cristallisable . 32,900 = 56,2 7»

L’osmose a donc, malgré la perte de 5s1', 906 de sucre permis de retirer en plus de la mélasse 56,2 — 15=41,2 pour 100 de sucre; industriellement, h faudrait tenir compte de ce fait, que le jus sucré s’est étendu et qu’il faudrait le faire concentrer de nouveau.

On voit déjà, dans cette expérience, que dans les dernières parties osmosées, la proportion relative de sel sorti diminue par rapport au sucre dont la sortie augmente au contraire. Les sels primitifs sortis sont en effetformésen grande partie d’azotate et de chlorure de potassium, très diffusibles ; en outre la dissolution devient de plus en plus étendue. Pour pouvoir continuer utilement l’osmose, il faudrait faire reconcentrer la liqueur ; mais alors les derniers sels étant surtout des sels organiques àbase dépotasse, n’ont plus un coefficient de diffusion assez différent du sucre pour que l’opération puisse être continuée avec profit. Mais soit qu’on utilise les eaux d’exosmose pour en retirer les sels qui y sont contenus, soit qu’on perde ces eaux, comme on le fait habituellement, l’osmose permet donc de retirer de la mélasse une bien plus grande quantité du sucre qui y est contenu; en outre, après la cristallisation, les nouvelles mélasses qu’on obtient, si elles ne peuvent plus être utilement osmosées, peuvent être soumises à la fermentation, et donneront ensuite des salins très riches en carbonates de potasse. Ainsi donc, il est parfaitement établi aujourd’hui, que l’idée de M. Dubrunfaut de l’application de l’osmose aux mélasses (1853) est antérieure de 8 ans à la publication du travail de Graham sur la dialyse (1861). Toutefois les procédés de M. Dubrunfaut n’entrèrent réellement dans la pratique industrielle qu’en 1864, par la construction de l’appareil nommé osmogène et dans lequel fut employé le papier parchemin indiqué par Graham dans son dernier travail, comme la meilleure substance à employer pour la dialyse. C’est donc à tort que souvent on semble croire que c’est dans les travaux de Graham sur la dialyse, que M. Dubrunfaut a puisé complètement l’idée de l’application de l’osmose à l’épuration de la mélasse. Si, en effet, en 4849, Graham avait déjà signalé les différences de diffusibilité de quelques corps, et leur séparation par diffusion, per ascensum dans de l’eau, il n’avait pas encore, à cette époque, songé à employer la disposition de l’endosmomètre; au contraire, en 1855, il publiait encore un mémoire sur l’endosmose, où il considérait l’attaque de la membrane par la substance diffusée comme une des conditions essentielles du phénomène, et faisait intervenir des actions électriques. Dès 1853, M. Dubrunfaut avait parfaitement saisi que la diffusion est la cause dominante de l’endosmose, et avait eu, dès cette époque, l’idée d’une application industrielle de ce phénomène.

L’osmogène de M. Dubrunfaut est formé essentiellement par une série de 50 cadres de bois rectangulaires, pressés les uns contre les autres, dans un sommier à l’aide de boulons, de manière à réaliser, en ajoutant deux fonds aux extrémités, une caisse parallélipipédique. Entre chacun de ces cardes est tendue une membrane verticale en papier parchemin ; la boîte se trouve ainsi divisée en 50 compartiments par ces cloisons verticales. De plus, chacun des compartiments est encore traversé par 5 cloisons horizontales, formant ce qu’on appelle des chicanes, de telle sorte que le liquide qui passe par ces compartiments doit circuler en serpentant, soit de haut en bas, soit de bas en haut. Dans les compartiments pairs circule par exemple la mélasse, et dans les autres l’eau destinée à produire l’osmose; les tubes de distribution et les ouvertures sont disposés de telle sorte que la circulation des deux liquides se fasse en sens inverse. Gomme l’élévation de la température favorise la diffusion, les

ÎERQÜEM. — CAPILLARITÉ 607

liquides sont généralement chauffés à 80 degrés environ, ou tout au moins l’eau. Aujourd’hui l’osmose est tellement entrée dans la pratique de la fabrication du sucre, que non seulement on l’applique à l’épuration des mélasses, mais même à celle des jus sucrés des diverses cuites, afin de les débarrasser des sels qui s’y accumulent peu à peu.

La diffusion a été également appliquée par M. Robert de Séelowitz (Moravie) à l’extraction du jus sucré contenu dans les cellules de la betterave, procédé déjà indiqué et essayé avec peu de succès par Mathieu de Dombasle. Sans entrer dans la description des appareils plus ou moins compliqués employés dans l’industrie, il me suffira de dire que ce procédé tend à se substituer de plus en plus à l’emploi des râpes et des presses. Il consiste essentiellement à couper les betteraves sous forme de lames très minces, et à soumettre ces lames à un lessivage méthodique à une température de 80 degrés environ ; à cette température, en effet, la diffusion marche plus vite qu’à froid, et l’albumine se trouve coagulée, sans que les matières pectiques et gommeuses soient rendues solubles. Les matières colloïdales restent dans les cellules, tandis que le sucre et les sels passent dans l’eau par osmose, à travers les parois des cellules. La concentration des jus est amenée jusqu’au point où la diffusion cesse de se produire et par conséquent où celui-ci a le même degré de concentration que le liquide contenu dans les cellules. Comme la pulpe est soumise ensuite, par un renversement de la marche de l’appareil, à l’action de l’eau pure et chaude, il en résulte que les pulpes sortent des appareils complètement épuisées.

Ce procédé d’extraction par diffusion, très économique au point de vue de la main d’œuvre, donne des jus plus purs que les anciens procédés de râpage, puisque les matières albuminoïdes en particulier restent dans les résidus, et en outre le rendement est plus considérable. Aussi tend-il à se propager de plus en plus dans l’industrie sucrière.

CRISTALLOGRAPHIE