DIFFUSION

on a imaginé dès lors de placer un réchauffeur spécial entre chaque diffuseur, par lequel passe le jus en allant d'un diffuseur à l’autre, ce qui évite des pertes de temps et permet de régler plus facilement la température de la diffusion. La forme des diffuseurs n'est pas absolue, leur mode de vidange, leurs dimensions varient suivant les constructeurs. Il ne nous est malheureusement pas possible de nous étendre davantage sur cette question intéressante, dans le cadre restreint qui nous est réservé. La diffusion a fait son entrée en 1877 en France où on ne l’avait pas encore adoptée.

Du jus de betterave et de sa purification. — Voici, d’après Payen, quelle est la composition de la betterave :

Eau . 83,5

Sucre . 10,5

Cellulose et pectosc . 0,8

Albumine, caséine et autres matières azotées neutres . 1,5

Acide malique, substances gommeuses, matières azotées, grasses, aromatiques, colorantes, huile essentielle, chlorophylle, asparagine, oxalate et phosphate de chaux, chlorhydrate d’ammoniaque, silicate, azotate, sulfate, oxalate de potasse, oxalate de soude, chlorures de sodium et de potassium, pectate et pectinates de chaux, soude, potasse, magnésie, soufre, acide sulfurique, oxyde de fer . 3,7

Les presses hydrauliques fournissent 18 % environ de pulpe épuisée, la diffusion 70 à 75 % qui sont dans ce cas très-humides; les presses continues en abandonnent 20 à 23 °/0 du poids de la betterave. Si l'on considère un procédé laissant 20 °/0 de pulpes, ces pulpes contenant 70 °/o d'humidité, ne contiendront donc que 30 % de matière sèche, ou 6 °/0 du poids de la betterave employée. Si l’on admet une perte de 4 % de sucre dans les résidus, soit 0,8 % du poids des betteraves, les pulpes contiendront donc 5,2 °/0 des matières énoncées dans la composition de la betterave donnée par Payen. Ces matières représentent la partie insoluble, la carcasse pour ainsi dire, de la betterave. Tout le reste forme le jus extrait par la pression ou la diffusion, jus sur lequel nous allons faire une série d’opérations pour séparer le sucre qu’il contient des autres matières dissoutes salines ou organiques. Ainsi le jus résultant de la pression de la betterave précédente aurait pour composition :

Sucre . 9,7

Matière azotée, albumine, etc . 1,0

— grasse . 0,2

Cendres et matières extractives . 3,8

Eau . 85,3

Or, si l’on se contentait d’évaporer ce jus tel quel, il en résulterait une masse gommeuse, noire, tout à fait dénuée de la propriété de donner des cristaux de sucre. Il a donc fallu chercher un procédé moins simple.

La fabrication du sucre née dans les pays où pousse la canne, et dont le jus est sinon plus pur au moins beaucoup plus dense puisqu’il contient 18 et même 20 °/n de sucre, et d’une composition élémentaire un peu différente , employait pour épurer ces jus un procédé simple, consistant à faire bouillir le vesou avec un peu de chaux , écumant et évaporant ce jus ainsi clarifié. La purification du jus

L’INDUSTRIE SUCRIÈRE

de betterave n’est pas si simple; car étant beaucoup plus aqueux la coagulation des matières albuminoïdes ne se fait pas aussi facilement. Aussi Achard eut-il de grands déboires au début des premières expériences qu’il tenta, et même les •procédés de défécation par la chaux ne reçurent d’application sérieuse en France que vers 1810 à la suite des travaux de Barruel, Derosne et finalement de M. Dubrunfaut.

DÉFÉCATION

Défécation. — La défécation dans le sens propre du mot, s’opère ainsi : Lorsqu’une chaudière est chargée de jus, on la chauffe jusqu’à 60 ou 65 degrés. A cette température on ajoute 2700 gr. de chaux éteinte et délayée dans l’eau par 500 litres de jus. On agite alors fortement au mouveron pendant quelques minutes, et l’on observe le liquide dans une cuiller; si le dépôt ne se fait pas bien on ajoute de la chaux nouvelle par 200 gr. jusqu’à ce que les grumeaux se précipitent bien au fond de la cuiller. Quand on a obtenu ce résultat, on éteint le feu et abandonne la chaudière à elle-même quelques heures pour laisser le dépôt se faire, puis on décante.

Le rôle de la chaux dans la défécation est complexe. La chaux a la propriété de faire avec un grand nombre de matières organiques et minérales des composés insolubles dans l’eau. C’est ainsi que les matières pectiques, les sulfates, les oxalates, etc., sont immédiatement séparés, surtout lorsque l’ébullition vient favoriser la combinaison. De plus la chaux détruit par la chaleur certaines matières azotées, ce que l’on constate par le dégagement d’ammoniaque qui s’échappe des chaudières lorsque la température s’élève. On conçoit donc par ces quelques mots qui ne relatent que bien peu des réactions qui s’opèrent dans l’opération, comment la chaux peut être un déféquant si commode, vu surtout son abondance dans la nature, et par conséquent son bas prix.

Cependant la défécation simple par la chaux fut modifiée rapidement, car l’alcalinité trop grande des jus était un défaut fréquent qui entravait la marche de l’opération d’ailleurs délicate. Achard, vers 1792, avait imaginé de remplacer la défécation à la chaux par une défécation à l’acide sulfurique; à cet effet il ajoutait à froid dans le jus 2^r 1/2 d’acide par litre de jus, et laissait pendant vingt-quatre heures l’action se compléter. L’acide sulfurique coagulait l’albumine, précipitait une quantité d’acides organiques, et faisait une défécation que l’on terminait par la saturation de l’acide en excès par la craie, et quelques années plus tard simplement par la chaux; on chauffait, on ajoutait ou du lait, ou du sang, portait à l’ébullition, et séparait le chapeau du jus clair.

Le procédé Achard eut fort peu d’adeptes et le procédé de la défécation simple par la chaux lui fut généralement préféré, jusqu'à ce qu’il vint à l’idée de saturer la chaux que l’on mettait alors en excès par l’acide sulfurique. Ce procédé recommandé par Mathieu de Dombasle, Chaptal et autres hommes éminents de l’époque, complété par M. Dubrunfaut, est resté longtemps en vigueur. Cette opération était suivie d’une clarification au noir fin et au sang, décantage, et plus tard filtration sur le noir.

Ce procédé dura jusqu’en 1849. Avant cette époque Barruel avait imaginé de remplacer l’acide sulfurique par l’acide carbonique, mais le procédé mal combiné n’avait pas prévalu. C’est à M. Rousseau que revint l’honneur de le mettre en pratique, voici comment on opère dans ce cas. On fait une déféca-

DÉFÉCATION

tion à la chaux; pour cela, après avoir élevé la température du jus de 50 à 75° cent, selon l’époque du travail, on ajoute 15 à 50 kil. de chaux éteinte par hect. de jus suivant les cas, puis la température est élevée à 85 ou 90°, c’est-à-dire arrêtée avant l’ébullition. Alors on tire à clair, presse les écumes, et les jus réunis dans une chaudière sont carbonatés jusqu’à sursaturation de la chaux restante; on chasse l’excès d’acide carbonique par une courte ébullition finale. On produisait le gaz dans un petit fourneau à charbon, puis on le projetait dans les chaudières au moyen d’une pompe. Ce procédé fut rapidement répandu dans les fabriques, car il économisait au moins 3 °/0 du noir usité jusque-là.

Dix ans après (1859) MM. Périer et Possoz en participation avec la maison Cail imaginèrent leur procédé d’épuration par l’action unique de l’acide carbonique sur la chaux. On savait depuis longtemps que la chaux avait la propriété de préserver les jus de la fermentation, et qu’un jus chaulé peut se conserver longtemps sans altération. De Dombasle recommandait de mettre une partie de la chaux dans les jus avant la défécation pour éviter la fermentation qui pourrait se développer pendant les quelques heures que le jus devait séjourner avant d’entrer en travail; M. Dubrunfaut reprenant ces essais publiait en 1825 qu’il considérait cette opération comme indispensable surtout lorsqu’on opère sur de grandes masses, et dès lors recommandait de faire l’addition de la chaux à froid aussitôt que le jus sortait des presses. Trente ans après M. Maumené cherchant un moyen de conservation de la betterave, imagina de prendre un brevet basé sur les expériences de Dombasle et de Dubrunfaut, pour conserver les jus dans des citernes au moyen de la chaux à froid; aussi fallut-il un jugement pour prouver que MM. Périer, Possoz et Cail pouvaient de plein droit ajouter de la chaux à froid dans le jus sans être contribuables du brevet Maumené. Dès lors le procédé dit de double carbonatation prit une extension universelle; seulement il reçut en Allemagne et en Russie le nom de Frey et Jelineck qui l’y introduisirent avec quelques modifications insignifiantes.

Voici comment s’opère la double carbonatation de MM. Périer, Possoz et Cail.

1° Mettre de la chaux dans les jus aussitôt que possible, soit même, dans l’ensemble du jus et de la pulpe, en versant sur la râpe de l’eau de chaux, ou une solution faible de sucrate de chaux, ce qui, dans de bonnes conditions, n’altère en rien la pulpe au point de vue de l’engraissement du bétail.

2° Séjour suffisant, mais aussi long que possible de la chaux en présence des jus, tel que l’on opère en conservant les jus dans les citernes, dans les bacs d'attente au sortir des râperies, ou en les faisant voyager dans les tuyaux Linard. On sature ainsi les acides libres qui altéreraient le sucre, et forme avec les autres impuretés du jus une défécation à froid très-satisfaisante.

3° Introduire ces jus troubles dans les bacs de première carbonatation que nous décrirons plus loin, y ajouter 15 à 30 millièmes de chaux à l’état de lait de chaux.

4° Faire passer à froid le gaz carbonique jusqu’au milieu de la carbonatation; ouvrir alors doucement la vapeur de manière à réchauffer le jus; on arrêtera le gaz carbonique lorsque le jus ne contiendra plus que 2 millièmes de chaux.

5° Ouvrir en plein la vapeur de manière à porter le jus à 90° pour ramasser les boues. Laisser reposer, décanter.

6° Les jus clairs ramenés dans d’autres chaudières dites de 2* carbonatation sont additionnés de 2 à 10 millièmes de chaux, et portés à l’ébullition pour détruire les matières azotées non éliminées dans la lre carbonatation.

7* Faire passer le gaz carbonique jusqu’à saturation complète de la chaux.

8® On donne un rapide bouillon, laisse reposer et décante.

L’INDUSTRIE SUCRIÈRE

Le procédé de double carbonatation simple dans la pratique, facilement applicable dans tous les cas, s’est généralisé dans tous les pays. Bien peu de fabricants ont conservé le procédé Rousseau, depuis que celui de double carbonatation est dans le domaine public. L’épuration des jus se fait pour deux causes : L’acide carbonique en s’unissant à la chaux au sein du jus forme du carbonate de chaux qui entraîne en se précipitant une grande quantité de matières organiques. En elfet les boues de lr* carbonatation sont très-foncées, on arrête le gaz carbonique quand son action serait capable de redissoudre les matières colorantes. Dans la 2° carbonatation on détruit par l’ébullition calcique les matières qui résistent à la Ir0 carbonatation, et enlève finalement l’excès de chaux par l’acide carbonique.

Indépendamment de tous ces procédés, on en a imaginé d’autres arrivant comme correctifs des imperfections des premiers. C’est ainsi que pour ne parler que du seul qui ait résisté à l’usage, on a utilisé l’emploi du phosphate d’ammoniaque (procédé Lagrange) ou de l’acide phosphorique pour enlever la chaux combinée que retiennent les jus après les carbonatations, l’acide carbonique étant impuissant à décomposer certains sels. Cette élimination de la chaux est très-recommandable, et de plus, comme les phosphates des autres alcalis sont plus facilement absorbables par le noir, le procédé exerce sur les jus un effet des plus bienfaisants. On emploie encore la solution tannique avec succès, etc.

Après ces quelques mots sur la théorie de la fabrication, passons à la description du matériel et à son fonctionnement.

Au sortir des presses et des diffuseurs le jus est reçu soit directement dans les chaudières de carbonatation, soit dans un bac jauge communiquant avec un monte-jus ou une pompe, chargés d'emplir les chaudières à cai’bonater placées à un étage supérieur.

Le monte-jus est un cylindre vertical dans lequel plonge un tuyau jusqu’au fond. Une prise de vapeur à haute pression, boulonnée sur le fond supérieur du cylindre, force le liquide que l’on a introduit au préalable dans le cylindre à sortir par la seule issue qui lui soit ouverte, c’est-à-dire par le tube plongeant. Comme on a soin de faire la partie inférieure du monte-jus sphérique et même de ménager dans la partie la plus basse une petite calotte où se réunissent les dernières gouttes de liquide et dans laquelle arrive le tube plongeant, on peut vider le cylindre complètement. Le tube abducteur conduit parfois ce jus fort loin dans les bacs destinés à le recevoir.

L’emploi des pompes est plus économique que celui des monte-jus, aussi dans les fortes usines où il y a de grands transports de jus à effectuer, adopte-on partout le système des pompes.

Nous parlerons des Chaudières à déféquer quand nous nous occuperons de la fabrication du sucre de canne.

Les chaudières à carbonater affectent des formes variables. Elles se composent essentiellement de grands bacs rectangulaires, pl. II, fig. 2, qui doivent être normalement plus profonds que larges. Sur leur pourtour circulent des serpentins de vapeur c, à large développement pour pouvoir chauffer rapidement la masse de liquide. Au fond du bac court un tuyau a , qui se divise en branches, ou prend la forme circulaire ou quadrangulaire si le bac est carré, ou bien est tout en longueur si le bac est allongé. Ce tuyau est percé à sa partie inférieure de petits trous dont la surface totale est moindre que la section du tuyau. Enfin il se redresse en avant de la chaudière et présente à la main de l’ouvrier un gros robinet u. Il se branche ensuite sur la conduite générale d’acide carbonique, et sert à l’introduction de ce gaz dans la chaudière. Le fond de cette chaudière est incliné en avant et présente à la partie la plus basse un vaste

DÉFÉCATION

tampon d, ou robinet pour évacuer rapidement le liquide qu’elle contient. Pour vérifier les températures des liquides, M. Possoz a imaginé de grands thermomètres métalliques représentés dans la fig. Il, et qui sont d’un emploi trèscommode.

Les chaudières sont les mêmes pour la lre et la 2e carbonatation; seulement la lre carbonatation occasionne dans le jus des mousses très-tenaces qu’il faut abattre. On arrive à ce résultat de deux manières ; soit en garnissant les chaudières de fortes rehausses, et d’un couvercle muni d’une longue cheminée, la mousse alors s’arrête à peu de hauteur dans ce tuyau; soit en plaçant sur le haut de la chaudière, dans toute sa longueur, perpendiculairement à la face où se tient l’ouvrier, et de chaque côté, deux tuyaux de faible diamètre percés latéralement de petits trous, et dans lesquels on fait arriver la vapeur à haute pression. La vapeur s’échappant par les trous forme un voile qui brise sur son passage toutes les mousses qui se présentent et les Fig. H.

refoulent dans la chaudière. Cet

appareil, dit émousseur Évrard, fonctionne fort bien mais dépense beaucoup de vapeur.

Au-dessous de chaque bac à carbonatation se trouve respectivement un bac à décantation généralement de même forme et de même dimension, à la rehausse près qui n’existe pas. C’est dans ces bacs que se déversent les jus carbonatés évacués des chaudières par le tampon. Ces bacs dont le fond est également incliné et muni d’un tampon, portent simplement en avant un gros robinet extérieur se raccordant intérieurement avec un tube flexible muni d’un flotteur qui maintient le sommet béant du tube à la surface claire du liquide. Lorsque les jus «arbonatés troubles ont été évacués dans les bacs, on les laisse déposer, se clarifier, et l’on commence la décantation. Le jus clair est reçu dans une nochère qui le conduit soit à la 2e cai’bonatation soit à la filtration. Lorsque le flotteur arrive à la boue, l’ouvrier ferme le robinet, ouvre le tampon, et la boue se précipite dans une autre nochère pour être conduite aux filtres-presses que nous décrirons plus loin. Dans certaines usines on supprime les décanteurs et la décantation des jus clairs s’opère dans la chaudière à carbonater munie du tube flotteur.

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