ACIDES SULFURIQUE5 NITRIQUE ET C II 1. O R II Y D R I Q U E

L'acide sulfurique, désigné aussi sous le nom à' huile de vitriol^ est sans contredit le plus important des produits chimiques : ses applications, ses usages sont tellement nombreux, que M. Dumas a pu dire qu'il était possible de mesurer la prospérité industrielle des nations par les quantités d'acide sulturique qu'elles consomment. Aussi les efforts des chimistes se sont-ils constamment portés sur les améliorations à introduire dans la préparation de ce corps que l'on obtient à un prix fort peu élevé (16 francs les 100 kil.).

Voici le principe de sa fabrication : produire un corps gazeux appelé acide sulfureux^ en grillant du soufre ou des composés de soufre et de fer nommés pyrites^ diriger ce corps dans de vastes récipients et l'y transformer en acide sulfurique en le combinant avec une certaine quantité d'oxygène, qui est fournie par l'acide nitrique. L'acide nitrique, en oxydant Tacide sulfureux, perd une partie de son oxygène et se trouve lui-même transformé en d'autres corps qui servent à régénérer l'acide nitrique par l'intervention de l'air et de la vapeur.

L'acide sulfureux est produit dans des fours où l'on grille le soufre ou les pyrites et, de là, dirigé dans une série de chambres dont les parois sont garnies de feuilles de plomb soudées entre elles, le plomb étant de tous les métaux usuels celui qui s'attaquera le moins. L'acide sulfureux lancé dans les chambres y rencontre l'air, l'acide nitrique et la vapeur d'eau ; de leur réaction mutuelle résulte l'acide sulfurique, qui coule sur le sol incliné des chambres. On l'en extrait pour le soumettre à une évaporation qui le prive de la plus grande partie de l'eau qu'il renferme.

La figure 153 représente l'appareil employé dans l'industrie. Sur la gauche de la figure et à la partie inférieure, on voit les fours destinés à produire l'acide sulfureux; au-dessus est la chaudière où se fera la vapeur d'eau nécessaire à l'opération, vapeur qui arrive par le petit tube que l'on voit déboucher au bas de la première chambre à gauche où un gros tuyau amène l'acide sulfureux. Dans la plupart des usines, les fours à pyrites sont assez loin des chambres et reliés avec elles par un gros tuyau que le gaz sulfureux est obligé de parcourir. Pendant ce trajet il se refroidit et arrive dans l'appareil à une température convenable. Dans la première chambre se trouvent des tablettes inclinées sur lesquelles coule de l'acide sulfurique qui est

ACIDES SULFURIQUE, NITRIQUE ET CIILOnHYDRIQUE. 225 contenu dans un réservoir supérieur et dont nous verrons la provenance. Les tablettes sont supprimées maintenant dans la plupart des fabriques : on se contente de conduire Tacide en question sur le sol de la première chambre; dans la seconde coule, sur des escaliers de briques^ l'acide nitrique nécessaire à la réaction. Ces escaliers sont souvent remplacés par une colonne de terrines superposées et l'acide nitrique se déverse de l'une dans l'autre. La chambre suivante, qui n'est qu'incomplètement représentée , est beaucoup plus vaste que les autres. C'est laïque se fait surtout la réaction de

l'acide sulfureux, de l'acide nitrique, de la vapeur d'eau.

Dans les deux autres s'achève la fabrication. Enfin,

pour éviter que les produits

nitreux provenant de la désoxydation de l'acide nitrique

ne s'échappent au dehors sous

forme de gaz , ce qui serait

une perte pour l'industriel et

pourrait produire des effets

nuisibles dans le voisinage

de l'usine, on force les gaz,

au sortir de la dernière

chambre, à traverser une

colonne que Ton voit sur la

droite de la figure. Elle est

remplie de coke sur lequel

coule de l'acide sulfurique

faible , qui rencontre les

produits nitreux et les dissout. C'est cet acide chargé de gaz nitreux encore utilisables pour l'oxydation de l'acide sulfureux, que Ion en^ voie dans la première chambre.

L'acide sulfurique est employé à la fabrication des autres acides commerciaux, des aluns, des sulfates industriels, des bougies stéari-

ques, fi l'affinage de l'argent, au décapage des métaux, à l'épuration des huiles, etc., etc.

Les acides chl or hydrique et nitrique^ dont les usages sont moins nombreux que celui de l'acide sulfuriqiie, sont fabriqués, le premier par Faction de l'acide sulfurique sur le sel marin ou sur le sel gemme, le second en décomposant par l'acide sulfurique l'azotate de potasse (salpêtre) ou l'azotate de soude. Nous n'insisterons pas sur leur préparation.

SOUDES ET POTASSES

La soude artificielle, ou carbonate de soude, a des usages trèsnombreux et très-importants. Elle sert, à l'état brut, aux savonniers, aux blanchisseurs, aux fabricants de verres à bouteilles. Raffinée, elle est employée dans la fabrication des glaces,- de la verrerie fine, des savons de toilette. La teinture et le blanchissage, l'impression des tissus, en font aussi une consommation considérable.

La soude était autrefois extraite des cendres de certaines plantes croissant dans la mer ou sur ses bords : on la fabrique aujourd'hui par la calcination d'un mélange de charbon, de craie et de sulfate de soude. Ce dernier corps est obtenu par l'action de l'acide sulfurique sur le sel marin ou sur le sel gemme, réaction qui donne lieu en même temps à l'acide chlorhydrique.

La découverte du procédé de fabrication de la soude artificielle a exercé sur les progrès d'un certain nombre d'industries une influence si considérable, que nous devons donner quelques détails sur les circonstances dans lesquelles elle s'est produite.

L^ancienne Académie des sciences avait depuis longtemps fondé un prix de 2Zi00 francs pour la conversion du chlorure de sodium en carbonate de soude. Des essais infructueux avaient été tentés dès 1777 par le P. Malherbe, par Macquer et Montigny, puis par Guyton de Morveau qui, associé avec Garny, avait fondé au 'Croisic un établissement ou il appliqua, sans grand succès, un procédé dans lequel il faisait agir la chaux et l'air sur le sel marin. De son côte, de la Métherie proposait, en 1789, de calciner le sulfate de soude avec le charbon; il espérait obtenir ainsi le carbonate de soude. Ce fut cette supposition inexacte qui conduisit Leblanc, alors médecin de la famille d'Orléans, à la découverte du procédé qui est encore pratiqué aujourd'hui. Il essaya d'appliquer l'idée de la Métherie, mais il en reconnut bientôt l'inexactitude, et imagina d'associer le carbonate de chaux au sulfate de soude et au charbon. C'était là qu'était la solu-

SOLDES ET POTASSES. 227

tion de ce grand problème, solution si importante pour les progrès de notre industrie, puisqu'elle nous affranchissait des puissances étrangères, et en particulier de l'Espagne, qui nous fournissaient la plus grande partie des soudes consommées. S'associant alors avec le duc d'Orléans, Dizé et Shée, Leblanc tenta de rendre sa découverte industrielle; une usine fut fondée à Saint-Denis, et le 23 septembre 1791, sur le rapport de Darcet, Desmarest et de Servières, il obtenait un brevet d'invention do quinze années.

Mais bientôt les événements de la Révolution française amenaient le séquestre des biens du duc

d'Orléans et celui de l'u- fe< '^W^^M^^^^W^^^W^WM^^ sine dans laquelle il était ^^^^^^^^^^^^^^^^^ intéressé. Les complications politiques extérieures nous privaient en même temps des soudes espagnoles, et l'industrie française aux abois ne savait plus oîi trouver les éléments essentiels à son travail. Le Comité de salut public demanda aux inventeurs de procédés relatifs à la conversion du sel marin en soude de faire à la patrie le sacrifice de leurs travaux et de leurs découvertes. Leblanc répondit le premier à l'appel du Comité en autorisant la publication de son procédé, et Chacun put le mettre librement en pratique. Les biens du duc d'Orléans furent vendus ainsi que l'usine de Saint-Denis; plus tard cependant elle fut rendue à Leblanc pour l'indemniser du dommage qu'il avait subi ; mais il ne put réunir les capitaux nécessaires à l'exploitation de sa découverte, et le malheureux inventeur mourait, en 1806, aux prises avec la misère ! Après lui, Payen, puis Carny, appliquaient le procédé Leblanc , le premier à Paris , le second à Dieuze, sur le sel gemme. O^J^lq^^s modifications faites par d'Arcet à la forme des fours en assurèrent le succès, et aujourd'hui l'industrie demande encore à ce procédé presque toute la soude qu'elle

2^8 INDUSTRIES PRÉPARATOHIES.

consomme. Nous en exposerons très-sommairement les différentes phases.

La calcination du sulfate de soude, de la craie et du charbon, se fait dans des fours représeiités par la figure 154. Ces substances sont introduites dans le four par les ouvertures q et q\ étalées sur la sole et chauffées par la flamme du foyer a ; la chaleur détermine la formation du carbonate de soude et d'un produit insoluble; le mélange est brassé pendant l'opération à l'aide de ringards introduits par les ouvertures et d , Lorsque la réaction est terminée, on fait écouler, par la porte /, le carbonate encore liquide dans de petits wagonnets de fer, oi^i il se solidifie sous forme de masse noirâtre, que l'on concasse et dont on soumet les morceaux à un lessivage méthodique qui enlève tout le carbonate de soude et laisse le résidu insoluble. Lorsque l'eau est saturée de carbonate de soude, on l'envoie dans des bassines de fonte, oii le sel cristallise.

Les potasses du commerce servent dans la fabrication des verres de Bohême, dans la cristallerie, dans. la confection des savons, dans le chamoisago des peaux, en agriculture, etc., etc.

Leur origine est très-variée. Les potasses d'Amérique et de Russie sont extraites des cendres provenant delà combustion des bois à l'air; ces cendres constituent un mélange de substances diverses que l'on traite par Teau, qui dissout la potasse qu'elles renferment ; l'évaporation des lessives ainsi obtenues laisse uu résidu que Ton appelle salin et qui, par la calcination dans des fours, devient blanc et constitue la potasse d'Amérique ou de Russie.

On emploie souvent aussi, tantôt les potasses provenant de la décomposition, parla chaleur, du tartre renfermé dans les lies de vin, tautôt celles que Ton extrait des résidus que laisse la distillation des mélasses fermentées, qui ont servi à la fabrication de l'eau-de-vie de betteraves. Ce dernier mode d'extraction est très-appliqué dans les départements du Nord et de l'Aisne. Ou évalue à 2Zi85 tonnes de 1000 kilogrammes la production de la France en potasse de betteraves.

Les eaux provenant du lavage des laines brutes contiennent aussi de la potasse. Reims et Elbeuf, oîi se lavent des quantités considérables de laines, possèdent des usines qui traitent ces eaux et en extraient la potasse ; leur production annuelle surpasse 250 tonnes.

FÉCULERIES ET A M I D O NN E R lES.

On rencontre en abondance dans les organes d'un grand nombre

FÉCULEHIES ET AMIDONNEPJES. 229

de végétaux une substance que l'on désigne d'une manière générale sous le nom de matière amylacée.

Elle existe plus particulièrement dans les graines des céréales (h^o, orge, seigle), dans celles des légumineuses (fèves, haricots, pois, lentilles), dans les tubercules de pommes de terre.

C'est du blé et de la pomme de terre que Tindustrie extrait la ma tière amylacée, qui prend le nom à' amidon lorsqu'elle est extraite du blé, et celui de fécule quand elle provient de la pomme de terre. Cette double industrie est pratiquée sur différents points de la France : Paris, Saint-Denis, Nancy, Essonnes , Poitiers, sont les principaux centres de production.

L'amidon du blé sert presque exclusivement à la confection de l'empois employé pour apprêter le linge blanchi. La fécule sert à la fabrication des sirops de fécule et à l'alimentation ; la teinture et l'impression des tissus l'emploient pour certains apprêts et pour épaissir les couleurs. Elle peut être transformée, par une température de 210 degrés environ, en une substance appelée dextriiie^ soluble dans l'eau, et qui est elle-même utilisée dans l'apprêt des tissus, pour parer les fils de chauie destinés au tissage des étoffes, pour la fabrication des étiquettes gommées, et celles des bande? agglutinatives employées par la chirurgie dans la réduction des fractures.

L'amidon se trouve uni dans le blé à une substance appelée gluten qui sert à la fabrication des pâtes alimentaires. On l'extrait par deux méthodes principales. La première consiste à abandonner à lui-même un mélange de blé concassé et d'eau ; une fermentation s'établit dans la masse et, sous son influence, le gluten se transforme en matières solubles qui se dissolvent dans l'eau, tandis que les grains d'amidon restent intacts. Il n'y a plus alors qu à effectuer la séparation d'une manière complète, en jetant le mélange sur des tamis de toile métallique oîi il est agité au milieu de l'eau. Ce liquide entraîne les grains d'amidon et laisse sur le tamis les matières grossières, comme le son. Cette opération ne donne pas un produit d'une pureté suffisante ; aussi l'amidon est-il lavé plusieurs fois, égoutté d^abord sur une toile, puis sur une aire en plâtre. La dessiccation est achevée dans une étuve, et, par suite du retrait qu'occasionne la chaleur, il se divise en aiguilles prismatiques assez régulières; cette forme est une garantie de la pureté de ce produit, car on ne peut l'obtenir avec la fécule. Le procédé que nous venons de décrire est insalubre à cause des gaz qui se dégagent pendant la fermentation, et a de plus l'inconvénient de détruire le gluten du blé ; mais il peut être employé pour les fari-

jies avariées d'où il n'est pas possible d'extraire cette substance.

La seconde méthode par laquelle on extrait l'amidon du blé consiste à pétrir, sous un filet d'eau, une pâte de farine. Par l'action de ce pétrissage et du courant d'eau, l'amidon est entraîné et le gluten reste sur le pétrisseur. L'appareil employé est dû à M. Martin de Grenelle et s'appelle amidonnière.

Il se compose (fig. 155) d'une auge à deux compartiments dont le fond est une toile métallique ; dans toute la longueur de chaque compartiment et à une petite distance du fond peut se mouvoir un cylindre cannelé. La pâte de farine, prise entre le cylindre et le fond de l'auge

FiG. 155. — Aniidonnière.

laisse échapper l'amidon, qui se trouve entraîné par un filet d'eau continu à travers les mailles de la toile métallique.

L'amidon ainsi préparé n'est pas suffisamment pur: il contient encore quelques parcelles de gluten dont on le débarrasse par une fermentation qui dure moins longtemps que dans le procédé que nous avons décrit plus haut; puis il est lavé, égoutté et désséché à l'étuve.

Ce procédé a l'avantage d'être plus salubre que le précédent, d'isoler et de conserver intact le gluten, qui trouve aujourd'hui un débouché dans la fabrication des pâtes alimentaires; mais il exige l'emploi de farines de bonne qualité et ne permet pas d'opérer avec des farines avariées, dont le gluten ne pourrait se rassembler.-

FÉGULERIES ET AMIDONNERIES.

L'extraction de la fécule contenue dans la pomme de terre se compose d'opérations purement mécaniques ayant pour effet d'isoler ce principe du tissu cellulaire qui le retient dans ses mailles. La proportion de fécule existant dans les pommes de terre varie suivant les circonstances. L'espèce de pomme de terre, la nature du climat, l'époque mcme oii s'exécute le travail, sont autant de causes qui amènent des variations dans le rendement. Une pomme de terre qui a commencé à germer contient moins de fécule qu'avant la germination, attendu qu'une partie de la fécule insoluble s'est transformée en dextrine soluble qui se dissout dans les eaux de lavage. M. Payen a démontré que la composition moyenne d'une pomme de terre est la suivante :

L'extraction de la fécule comporte les opérations suivantes : Il est nécessaire de débarrasser d'abord les pommes de terre des matières argileuses et des pierres qui les accompagnent ordinairement. On les laisse à cet effet tremper dans l'eau pendant plusieurs heures ; ce trempage étant insuffisant, on les jette ensuite dans une trémie E (fîg. 156), d'oîi elles passent dans un cylindre G à claire-voie formé de lames de bois montées sur un châssis de fer et légèrement incliné. Ces lames sont assez éloignées l'une de l'autre pour laisser passer les matières terreuses, mais trop rapprochées pour livrer passage aux pommes de terre. Le cylindre tourne autour de son axe avec une vitesse de 24 tours par minutes et plongea moitié dans l'eau que renferme l'auge A ; il est muni intérieurement d'une espèce de vis hélicoïdale, appelée coli7naco7i^ qui, tournant en sens inverse, faitfrotter les pommes de terre les unes contre les autres et contre la claire-voie du cylindre: ce frottement les nettoie. La vis les conduit ensuite, pai l'intermédiaire d'un plan incliné, dans une caisse appelée épierreiir^ au fond de laquelle se meut une fourche formée de griffes qui ramassent les tubercules et les jettent sur un second plan incliné, tandis que les pierres retombent dans les intervalles des griffes. Du plan incliné les pommes de terre tombent dans une boîte R où, se meut une rape cylindrique, ou décorateur^ armée, parallèlement à son axe do

Eau

Fécule

Épidémie, tissu, cellulaire Matières albuniinoïdes ...

Asparagine

Matières grasses

Sucre, résiue, essence. . . .

Sels minéraux

rotation, de petites lames de scie qui déchirent la pomme déterre et la réduisent en pulpe ou gâchis. Cette râpe tourne avec une vitesse de 700 à 800 tours par minute. La pulpe se rend dans un conduit ou caniveau^ d'où elle est chassée par un courant d*eau dans un réservoir commun F; elle constitue un mélange formé par la fécu!o et par le tissu cellulaire du tubercule. Pour séparer la fécule on soumet ce mélange à un tamisage. Autrefois cette opération se faisait à la

FiG. 15G. — Extraction de la fécule.

main, mais aujourd'hui on Texéciite avec des appareils mécaniques qui produisent beaucoup plus.

La pulpe aqueuse est reprise dans le réservoir F par la pompe P qui la lance dans un tuyau F (flg. 156), d'où elle tombe dans un tamis T de toile métallique, tournant à l'intérieur d'une auge hémicylindrique. Un intervalle de quelques centimètres reste libre entre la toile métallique et le fond de l'auge. La pulpe est soumise dans cet appareil au mouvement de rotation du tamis, à l'action d'un filet d'eau qui vient déboucher dans son intérieur, enfin à celle de brosses fines flottant contre les parois intérieures du tamis et tournant en sens contraire. Sous cette triple influence, la séparation s'opère: la fécule passe avec Teau à travers la toile métallique pour se rendre dans un second tandis T' semblable au premier, mais à mailles plus fines et capables de retenir les débris de tissu cellulaire qui auraient pu passer à travers le premier. La pulpe qui est restée sur les tamis T et T' tombe dans un réservoir commun 0, oii elle sera reprise plus tard pour être soumise

FÊCULERIES ET AMIDONNERIES. 2^3

h un nouveau tamisage qui séparera les dernières traces de fécule. Quant à l'eau qui a traversé la succession des tamis, dont le nombre peut aller jusqu'à quatre, elle s*ecoule dans des rigoles inclinées U U, oii elle dépose peu à peu la fécule en môme temps que des matières terreuses qui vont être séparées par Topération du dessablage. Pour cela, la matière déposée dans les rigoles est reprise à la pelle et juléo dans de grands cuviers pleins d'eau où on Tagite. Ou laisse ensuite

FiG. 157. — Extraction de la fécule.

reposer le liquide et, après quatre heures, on constate qu'il s'est forme un dépôt présentant plusieurs couches: à la partie inférieure se trouve un produit blanc, c'est la fécule la plus pure, à la partie supérieureuu produit coloré par de petites parcelles de son. On siphonne l'eau surnageante et Ton enlève à la surface du dépôt les portions les plus foncées qui constituent ce qu'on nomme le premier gras de fécule. Cette matière est destinée à être traitée à part. La fécule qui forme la couche inférieure est de nouveau tamisée, déssablée, égouttée d'abord dans des baquets percés de trous et garnis d'une toile grossière, puis séchée sur une aire en plâtre qui absorbe l'eau. A cet état elle constitue ce qu'on appelle la fécide verte qui contient une quantité d'eau variant de 33 à AS pour 100. Quand on veut l'avoir plus sèche, on l'expose pendant dix-huit à vingt heures dans des étuves à air chaud, dont la température, qui au début ne doit pas dépasser 50 degrés est ensuite vivement portée à 70 degrés et même à 80 degrés.

La fécule destinée aux usages alimentaires est, après dessication,

i>34 INDUSTRIES PRÉPARATOIRES.

soumise à un blutage, puis mise en sacs ou en paquets. Bien sèche, elle doit faire entendre un craquement particulier lorsqu'on \ient à la presser dans le sac qui la renferme.

FABRICATION DU GLUCOSE.

La confiserie et la fabrication des liqueurs consomment aujourd'hui de grandes quantités de glucose et de sirop de glucose. Le glucose est un sucre obtenu par l'action de l'acide suliurique sur la fécule: il se fait ordinairement dans les féculeries. Pour cela la fécule est délaj^ée dans l'eau et introduite dans une cuve où l'on ajoute de l'acide sulfurique. On fait bouillir le liquide et, au bout de cinq heures, la transformation est opérée : le glucose est dissous dans l'eau, mais il faut priver le liquide de l'acide sulfurique qu'il renferme. A cet effet on y verse de la craie qui s'empare de l'acide et forme avec lui du sulfate de chaux ou plâtre ; celui-ci est insoluble et se dépose au fond des bacs où l'on fait rendre la dissolution de glucose. Après une journée de repos, on enlève le liquide clair que Ton filtre et que l'on clarifie, puis on le soumet à une évaporation qui, chassant l'eau à l'état de vapeur, donne le glucose comme résidu. Cette évaporation est faite par des procédés analogues à ceux que nous verrons employés dans les sucreries. <^ . •

Al. COOL.

Ua/cool jouant un assez grand rôle dans l'alimentation, nous renvoyons aux Industries alimentaires la description de sa préparation.