DISTILLATION. FABRICATION DE L'ALGOOL, DU SUCRE ET DE LA BIÈRE

supposant seulement 38 kilog., les 150 kîlog. d'alcool à O"* exige-

Tont -^^ = 4"',95 de surface de chauffe, et la quantité de houille brûlée

sera -7^ =10 kilog.

2* Exemple, Soit à distiller en une heure 500 litres d'un vin dans lequel les quantités d^ alcool et d'eau sont dans le rapport de 1 d 22,8.

L'expérience prouve que pour obtenir presque tout l'alcool, il faut vaporiser les 0,22 de la masse totale, ce qui donne 110 litres d'une liqueur -composée de 21 litres d'alcool et de 89 litres d'eau.

La quantité de houille à brûler est alors :

Pour vaporiser les 0,795 x 21 =16,69 kilog. d'alcool (465) i^= i^^M

JPour vaporiser les 89 kilog, d'eau -r=: ik y%'^

iOO X 390

Pour élever à 100» les 390 kilog. de résidu -^=7: — -r- = 10 ,00

Total 25^»,94

25^,94 de houille pouvant vaporiser 25^^,94 x 6 = 155^^,64 d'eau, la

surface de chauffe nécessaire pour distiller les 500 litres de vin sera

155 63 donc de * = 10"î,38.

595. Alcool et eaa-de-vie. L*alcool est produit par la fermentation vineuse ou alcoolique des liqueurs sucrées ou amylacées. L'eau-de-vie est un mélange d'eau et d'alcool, que l'on obtient en soumettant ces liqueurs fermentées à une distillation partielle. Le sucre est la seule substance qui se transforme en alcool par la fermentation ; l'amidon se transforme d'abord en sucre de raisin (p. 566). Beaucoup de sucs végétaux sucrés sont employés à la fabrication de Teau-de-vie : tels sont le vin, le cidre, le poiré, etc. ; le vesou ou jus exprimé de la canne à sucre contient 12 à 16 p. 100 de sucre et donne le rhum; le jus de cerise donne le kirsch-wasser ; beaucoup de racines sucrées, telles que la betterave, la carotte, etc., donnent des liqueurs spiritueuses ; on en peut retirer 10 à 12 p. 100 de la betterave.

Matières amylacées. Toutes les céréales propres à la fabrication de la bière (598) : le froment, le seigle, l'orge, servent à la fabrication de VeaU'de-vie^ ainsi que le maïs; la quantité d'eau-de-vie qu'on en retire est proportionnelle à l'amidon qu'elles renferment; Forge et le seigle sont les plus employés. La pomme de terre^ en raison de son bas prix et de sa richesse en amidon, qui s'élève de 16 à 22 p. 100 de son poids, est très employée pour la fabrication de l'eau-de-vie (voir page 774).

Pour réadiser la fermentation alcoolique, on dissout les produits saccharins, puis on les met en présence de levure de bière; il se. dégage alors de l'acide carbonique, tandis que la liqueur perd sa saveur sucrée et acquiert une odeur vineuse. Cette liqueur, distillée, donne de l'alcool étendu d'eau.

Préparation de Valcool au moyen des pommes de terre. On se sert dans le cas où Ton emploie les pommes de terre de plusieurs méthodes. Toici celle de Pistorius : après avoir été lavées et cuites à la vapeur, les pommes de terre passent sous un broyeur formé de deux cylindres creux, à surface lisse, puis sont introduites dans la cuve de saccharification, avec addition convenable de malt et d'eau. Après 4 heures de séjour dans cette cuve, on refroidit les moûts dans des bacs spéciaux, puis on les introduit dans les cuves de fermentation où elles séjournent 2 à 3 jours. On passe alors à l'opération distillai oire, dans un appareil appelé chauffe-vin ou avant-chavffeur. Après le passage dans le réfrigérant-condenseur, la quantité de vinasse qui reste est de 170 litres environ par hectolitre de mélange de pommes de terre et de malt, et de 550 litres par 100 kilog. d'orge germée. Citons aussi les appareils de Savalle et de Cofifey.

L*eau-de-vie qui sert de boisson contient généralement de 50 à 60 p. 100 en volume d'alcool pur, à la température de 15*; ce que dans le commerce on appelle esprit en contient de 70 à 80 p. 100, à la même température. Les vins du Midi donnent plus d'eau-de-vie que ceux du Nord; on en relire jusqu'à 1/3 des premiers, moyennement 1/4, au lieu que ceux du Centre n'en donnent que 1/5, et ceux du Nord seulement de 1/8 k 1/10. L'alcool absolu a pour formule C*H«0*.

Lorsqu'on distille une matière quelconque, on dépense une certaine quantité de chaleur pour l'amener à la température d'ébullition. Dans un grand nombre de cas, on peut obtenir cette élévation de température au moyen de la chaleur provenant de la condensation des vapeurs, ce qui constitue une véritable économie de combustible.

596. Condensation des yapenrs. On peut admettre : l*" que pour une même vapeur la quantité condensée par une même surface est proportionnelle à la différence entre la température de la vapeur et celle de l'air ou de l'eau qui sert de réfrigérant; 2* que pour des vapeurs différentes les quantités condensées par une même surface et pour un même excès do température sont en raison inverse des quantités de chaleur contenue dans un même poids des vapeurs (490).

Quand l'eau est employée comme réfrigérant (605), on peut admettre que le poids de vapeur d'eau condensée par heure, par mètre carré et par chaque degré de la différence des températures, est 1^»,40 pour les appareils à double fond dont l'air ne peut pas être facilement expulsé, 6t 2^,95 si l'air est facilement expulsé du double fond ou si l'appareil est à serpentin. Ce chiffre 2^«,9o suppose que l'eau qui sert de réfrigérant n'arrive pas à l'ébuUition ; car s'il en est autrement, il s'élève à 8 ou î kilog. Si l'air est employé comme réfrigérant, la quantité de vapeur condensée varie dans une certaine mesure avec le diamètre des tuyaux et avec la position, plus ou moins favorable au renouvellement de l'air, que ces tuyaux occupent dans l'atmosphère; mais on peut compter moyennement sur une condensation de 1^«,50 de vapeur d'eau par mètre carré et par heure, pour une différence de température de 75% soit sur 0^»,02 par degré de cette différence. La surface du condenseur doit

DISTILLATION. FABniCATION DE l'ALCOOL, DU SUCRE ET DE LA BIÈRE. 775

donc être environ 1 48 fois plus grande pour Tair que pour Teau; souvent même on la suppose 200 fois plus grande.

Partant de ces poids de vapeur d*eau condensée, en appliquant les deux lois précédentes on déterminera la quantité d'une vapeur quelconque ou d'un mélange de vapeurs qui sera condensée par 1 mètre carré de surface pour une différence de température donnée.

1" Exemple. La chaleur latente de la vapeur d'alcool pur étant 207 (490) , celle de la vapeur d'eau étant 550, !"• de surface de petit tuyau placé dans Teau non en ébuUition condensera 2,95x550:207 = 7^,84 de vapeur d'alcool pur, par heure et pour une différence de température de 1".

2* Exemple, L'alcool à 22" de Baume contenant en poids 0,36 d'alcool pur et 0,64 d'eau, la vapeur de ce mélange a pour chaleur latente 550 X 0,64 + 207 x 0,36 = 427; par conséquent, dans les conditions du premier exemple, 1"' de surface en condensera 2,95 x 550 : 427 = 3^,80.

597. Fabrication du sucre. Le sucre ordinaire peut être regardé comme formé d'équivalents égaux de glucose et de lévulose. Sa formule est C2*H*'0". Industriellement, on l'extrait de la canne à sucre et de la betterave. Cette dernière contient de 10 à 15 p. 100 de sucre, en poids.

Les betteraves, bien lavées, sont soumises à Taction d'une râpe mécanique qui les réduit en pulpe. Cette pulpe, comprimée dans des sacs de laine par une presse hydraulique, abandonne son jus qu'on clarifie dans des chaudières de défécation, puis qu'on décolore par filtration à travers du noir animal, chauffé à la vapeur, dans les chau^ dières de cuitey où l'air est raréfié.

Quand la concentration est suffisante, on refroidit jusqu'à ce que le liquide commence à se cristalliser; on le verse alors dans des moules de forme conique reposant sur leur pointe. Cette pointe est percée d'un trou qu'on bouche pendant deux jours. On le débouche alors pour laisser égoutter les mélasses^ et l'on détache le pain de sucre.

Devis du matériel d'une distillerie travaillant par jour 10000 kilog, de mélasse

de sucrerie de betteraves, d'après M. Savalle.

1» Force motrice: Deux générateurs de 35 chevaux chacun.

Tôles, 17i00 kilog. à 65 f r 11310 fr. )

Fontes, 8600 kilog. k40 f. 3440 | U350 fr.

Accessoires, environ 600 )

â* Moteurs : Une machine à vapeur de 6 chevaux pour les pompes et une

de 6 chevaux pour le four à potasse 550O

3" Distillation : Une colonne en cuivre u* 7 15000

Support, pied de colonne à chauffage tubulaire 3500

4® Rectification des alcools : Un rectificateur n** 5 à chaudière en tôle. 14500

5** Pompes : Une pompe à jus fermenté en bronze j

Deux pompes à eau froide > 5000

Deux pompes alimentaires )

6" Fermentation: Douze cuves en bois de 160 hectolitres chacune .... 4000 70 Réservoirs en tôle: Environ 10 000 kilog., à 65 fr. les 100 kilog .... 6500

8" Tuyauterie, robinetterie et montages divers, environ 6500

9* Four Porion : Carneau d*évaporation. Fours et cheminée 6000

■ Total approximatif. 81850 fr.

598. Fabrication de la bière. La bière est le produit de la transformation de la matière amylacée de Torge en glucose, et de la fermentation du moût sucré obtenu.

L'orge, gonflée par humectât! on dans Feau, est placée dans un cellier (germoir) en couches de 0",50 d*épaisseur. Par suite de la germination, il se forme de la diastasej substance azotée amorphe, qui peut transformer Tamidon en dextrine et en glucose.

Quand la gemmule est longue comme les 2/3 du grain, on retire Torge du germoir; et après l'avoir fait sécher à l'air libre, puis dans une étuve où la température s'élève graduellement jusqu'à 80% on concasse les grains entre des meules. Ce produit est le malt

Le malt est alors soumis au brassage ou saccharificaiion. On rétend sur le fond percé d'une grande cuve à double fond. Dans l'intervalle qui sépare les deux fonds, on introduit de Teau chaufifée à 75*", on brasse la matière, puis on ferme la cuve et on laisse reposer le tout durant trois heures. La diastase agit sur l'amidon et le transforme en glucose qui se dissout dans Teau. Le liquide est alors appelé moût.

On soutire le moût et on le transporte dans des chaudières où on le fait bouillir avec du houblon (dans la proportion de 2 kilog. pour 100 litres de bière).

Le moût houblonné est ensuite refroidi, puis versé dans de grandes cuyes guilloires en bois de chêne, où la. fermentation est déterminée par delà levure de bière (2 kilog. pour 1000 litres de bière). On soutire alors la bière et on achève sa fermentation dans des fûts. La mousse est recueillie à part, et la levure qu'on en exprime sert pour diverses opérations, entre autres pour la panification. La fermentation dure trente heures pour la bière blanche (pale aie), trois jours pour la bière brune simple, et dix à douze jours pour les bières fortes.

ÉVAPORATIOI

599. ÉYaporation spontanée à l'air libre. Cette évaporation, qu'on n'emploie guère que dans l'extraction du sel marin, est d'autant plus active : !• que la surface des liquides est plus grande; 2* que la température du liquide à évaporer et de l'air environnant ou de l'un de ces deux corps seulement est plus grande; S*" que l'air est plus sec et plus rapidement renouvelé.

D'après Payen, dans les marais salants^ en faisant usage de ce mode d'évaporation, l'extraction de 1000 kilog. de sel coûte de 6 à 2d francs, suivant les localités et l'état de l'atmosphère. En évaporant l'eau à l'aide de la houille, comme l'eau de mer contient à peu près 0,025 de sel marin, pour obtenir 1000 kilog. de sel, il faudrait évaporer

-j^-K^ X 0,975 = 39000 kilog. d'eau, qui exigeraient — ^— = 6500 kilog.

de houille. Supposant.que l'hectolitre de houille de 80 kilog. coûte 2^40, le combustible brûlé pour obtenir 1 000 kilog. de sel revient à 195 francs.

ÉVAPORÂT ÏON. 777

600. Ëvaporation par courant d'air forcé. Ce genre d*évaporation ne s'emploie guère que pour la concentration des jus de fruits. Montgolfier en a fait usage le premier, pour concentrer des marcs de raisin avant leur fermentation, tout en leur conservant leurs principes fermentescibles. En automne, 1"^ d'air dissout moyennement 3 grammes d'eau. Un homme, en six heures, pouvant, à l'aide d'une machine, imprimer ime vitesse de 5 mètres par seconde à environ 70000™' d'air, la quantité d'eau qu'il évaporera eh un jour sera de 70000 x 0,003 = 210 kilog. En diminuant de moitié la vitesse imprimée à l'air, on pourrait quadrupler la quantité d'air mise en mouvement, et par là diminuer considérablement le prix de revient de ce mode d'évaporation.

601. Évaporation à l'air libre à l'aide d'un foyer. Quelle que soit la température à laquelle un liquide se vaporise, on admet que la quantité de chaleur absorbée par sa vaporisation est la môme qu'à sa température d'ébuUition; mais, d'après Péclet, la quantité de chaleur absorbée augmente rapidement à mesure que la température diminue, et cela, à cause de réchauffement de l'air qui dissout la vapeur et du rayonnenement. Appelant :

H la force élastique de la vapeur en mètres de mercure, d'où il résulte que la force

élastique de l'air est O^jVô — H;

q le poids de vapeur contenu dans un mètre cube d'air saturé ;

q' le poids de l'air seulement; le poids de la vapeur et de l'air est q" z=:q-^ q^\

t la température de l'air saturé ;

G le nombre d'unités de chaleur contenu dans le poids q de vapeur ;

c le nombre d'unités de chaleur contenu dans le poids q' d'air,

on a :

Nous donnons dans les colonnes 4, 5, 7 et 8 du tableau suivant les valeurs fournies par ces formules. Pour calculer c, nous avons constamment pris 0,2377 pour la capacité calorifique de l'air; c'est la moyenne des trois valeurs trouvées par Regnault (488).

Pour la môme température,' la tension H et le poids q de la vapeur contenue dans 1 mètre cube d'air ont les valeurs consignées dans les colonnes 3 et 5 de la table, page 646.

Comparant l'expression précédente de la valeur de q' à celle donnée page 644 pour le poids Q de 1 mètre cube d'air sec à la même température /, mais à la pression H, on obtient, comme cela devait être d'après le n* 483 :

Ainsi les poids q' de la 5' colonne du tableau suivant s'obtiennent simplement en multipliant les poids Q de la dernière colonne de la

* VI .ta 0,76 -H table, page 646, par -^— r=

Le poids de 1 mètre cube d'air saturé est évidemment : somme des nombres des colonnes 4 et 5 (voir page 780).

602. Tableau des poids de vapeur et d'air contenus dans i mètre cube d'air saturé à différentes tempéra tures sous la pression atmosphérique 0",76; dupoids de ce mètre cube d^air saturé; de la chaleur contenue dans 1 mètre cube d'air saturé; dupoids d'air pour dissoudre 1 kilog, de vapeur, et du poids de 1 mètre cube d'air sec.