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(Voir page suivante le Graphique de cette table).

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Gl^APHIQUE DE LA TABLE DE G-I\CENlNa

(t«5) Distillation continue à bas degré.

Nous avons dit (f f S) qu*Édoiiard Adam avaib le premier n>ia en pratique le principe de l'épuisement méthodiaue des vins par barbotages successifs, principe appliqué depuis à tous les autres appareils distillatoires.

Voyons donc comment s'explique ce principe et quels sont les avantages de la méthodicité.

Supposons d'abord un alambic ordinaire à feu nu chargé de vin à 5 degrés. L'ébullition commencera à la température de db%d. Il en sera de même si le chauffage se fait par serpentin, et la vapeur qui se dégagera du vin aura environ 40** G. L.

Maintenant, perçons de trous le serpentin, de manière que la vapeur d'eau vienne chauffer le vin par barbotage. Si les bulles de vapeur sont très grosses et si la couche de liquide est faible, la, vapeur sortira presque dans le même ^t qu'elle est entrée, faute d'un contact suffisant avec le vin.

Mais si l'on prend soin de multiplier les trous de barbotage, et de les faire très petits, de façon à diffuser les bulles dans toute la masse du liquide, comme ce liquide ne peut dépasser 95*^,9 de température, il va agir comme condenseur vis-à-vis de la vapeur d'eau qui a 100**, encore plus facilement que lorsqu'une paroi de cuivre était interposée.

La condensation de la vapeur d'eau ainsi produite donne naissance à une grande somme de chaleur latente, qui à son tour vaporise une quantité équivalente du liquide vineux .

Or, celui-ci par ébuUition donne une vapeur qui a environ 40** alcooliques. On verra donc se produire ce phénomène qu'en échange des bulles de vapeur d'eau introduites dans le vin, il sortira des bulles de vapeur alcoolique, et l'épuisement du liquide s'effectuera tout aussi bien que dans le chauffage par surface.

Au lieu de vapeur d*eau, nous pourrions faire barboter une vapeur un peu alcoolique. La seule condition essentielle à remplir, c'est que cette vapeur soit plus chaude que la température d'ébuUition du vin à distiller, afin que celui-ci puisse faire office de condenseur,

et s*évaporer à son tour, calorie pour calorie. Pour remplir cette condition, il suffit que la vapeur de chauffage provienne d*un vin moins alcooliaue que le vin à faire bouillir, puisque la température aébivllition est d'autant plus élevée que la teneur en alcool es£ moindre, et puisque la vapeur engendrée a toujours la môme température que le liquide dont elle provient.

Le vin moins riche pourra être constitué par le vin primitif une fois qu'il aura subi un commencement d^épuisement dans le vase supérieur. Si ultérieurement on fait encore descendre ce liquide du deuxième compartiment dans le troisième, il deviendra apte à faire bouillir la nouvelle dose de vin légèrement affaibli chargé à sa place dans le deuxième compartiment. Et ainsi de suite.

L'économie de chauffage qui en résulte eA bien facile à chiffrer. Supposons que l'épuisement soit fait en trois vases, et que chaque vase dépense un poids P de vapeur pour la part d'épuisement qui lui incombe. Si, au lieu de l'épuisement méthodique, on employait de la vapeur vive dans chaque récipient, la dépense totale de vapeur serait égale à 3 P.

Mais avec la méthodicité, il n'y a que le vase inférieur qui reçoive un poids P de vapeur vive ; il en sort un poids P* de vapeur un peu alcoolique, ^ssédant une chaleur totale équivalente à P en négligeant les pertes par rayonnement, et qui, par conséquent, possédera dans le deuxième vase où on le dirige le même pouvoir évaporatoire que le poids P de vapeur vive à laquelle on le substitue.

La vapeur sortant du deuxième vase sera plus alcoolique que la première ; sa chaleur totale sera encore équivalente à celle de P, et elle se substituera à la vapeur vive pour chauffer le troisième vase.

En somme, on ne prendra au générateur qu'une seule fois un poids P de vapeur vive au lieti de 3 P ; on réalise un chauffage à multiple effet au même titre que dans les sucreries, mais avec cet avantage que Ton peut multiplier beaucoup plus le nombre des effets, vu u'il n'y a plus l'obstacle des surfaces de transmission e chaleur.

Si nous examinons maintenant la qualité de la va-

peur alcoolique, on remarque que la richesse est beaucoup plus élevée qu'à l'alambic simple.

Reprenons l'exemple de notre vin à 5*'.

Nous avons vu ( I Z3) que l'épuisement à simple effet produit 50 % de distillât, dont le degré moyen est par conséquent de lO»'.

Faisons l'épuisement de ce même vin en trois va<ies méthodiques ; pendant le passasce dans le vase supérieur, le àegré alcoolique moyen du liquide est égal à i*" environ ; donc le distillât sortant de ce vase^ le seul que l'on récolte, a en moyenne environ 31*' d'après Sorel. Le distillât total a trois fois moins de volume, que dans l'alambic simple, mais il est trois fois plus riche. Tout se passe comme si les vases inférieurs n'existaient pas, et que l'épuisement d'un vin à 5*^ ne nécessitât que le tiers de ce qu'il exige en réalité comme dépense de vapeur.

Nous venons, pour la commodité, d'établir notre raisoimement sur l'appareil Adam dans lequel les déplacements de liquides soht périodiques. La théorie reste la même pour les types plus modernes de colonnes à distiller continues, à plateaux nombreux, agencés de telle sorte que le liquide descend automatiquement et sans interruption d'un plateau au plateau inférieur. Il s'établit une sorte de régime moyen, grâce auquel le liquide de chaque plateau a une richesse comprise entre celles du plateau supérieur et du plateau inférieur et ce degré doit rester constant si la quantité de vin introduite au haut de l'appareil, sous forme d'alimentation continue, correspond exactement à la puissance d'épuisement de la colonne.

Comme on a pu le remarquer dans la figure 24, la construction des plateaux est étudiée de telle sorte que le liquide qui vient de descendre de l'étage immédiatement supérieur ne peut rejoindre le trop-plein, pour descendre à l'étage inférieur, qu'après avoir subi l'action analysante des organes de barbotagc.

Les divers constructeurs emploient des nombres de plateaux qui varient dans de grandes limites. Egrot n'en met que 5 à 6, mais d'un type spécial que nous décrirons tout à l'heure; les Allemands en emploient 12 à 15 en moyenne ; les colonnes françaises genre Savalle vont jusqu'à 20 et même 28 plateaux.

Si Ton prend au pied de la lettre la démonstration que nous venons de faire un peu plus haut sur la multiplicité mathématique des effets, on va croire qu'une colonne à 28 plateaux ne dépensera que la 28^ partie de ce que dépenserait Talambic simple .

En pratique l'économie est loin d'atteindre cette perfection et cela tient aux considérations suivantes :

D*abord, il ne faut pas oublier que, quelle que soit la puisssance soit du chauffe-vin, soit du récupérateur de chaleur qui échauffe le vin, ce liquide entre toujours dans la colonne à une température inférieure à son point d'ébullition. Il faut que la colonne fournisse un afflux de vapeur suffisant pour parfaire presqu'instantanément le nombre de calories qui manque au vin.

En second lieu, les organes de barbotage ne donnent pas une division saffisante de la vapeur pour que l'analyse ou l'échange se fasse intégralement comme nous Tavons supposé.

Quelqu intelligemment combinées que soient les calottes, et quelle que soit leur savante répftrtition sur le plateau, la moindre dénivellation de celui-ci, et surtout l'encrassement au bout d'un certain temps de fonctionnement, diminuent l'efficacité d'une façon importante.

Enfin, nous signalerons encore une dernière considération : dans tout appareil fonctionnant d'une façoa continue, il faut un certain volant pour que la distillation ne soit pas troublée par le moindre incident (abaissement de la pression aux générateurs, négligence momentanée de l'ouvrier, etc.). L'appareil doit donner une sécurité complète au point de vue de l'épuisement, malgré les incidents inévitables; on n'obtient cette constance de Tépuisement qu'à la condition d'avoir au bas de l'appareil une réserve de plusieurs plateaux où le liquide est totalement dépouillé d'alcool.

Tout cela majore dans de sensibles proportions la dépense théorique, et a conduit les constructeurs à exagérer le nombre des plateaux au-delà de ce qui semble nécessaire ; nous ferons d'ailleurs les calculs un peu plus loin, et nous verrons (lî^O) que la limite de la dépense est égale à la quantité de calories emportées

par le flegme en vapeurs. On aura beau augmenter le nombre des plateaux, on ne diminuera pas la dépense de vapeur, à' moins que Ton ne réussisse à diminuer la chaleur emportée par le flegme. Il n'y a qu'un moyen pour cela, c'est d'augmenter le degré alcoolique du flegme.

Nous venons de dire que la colonne Egrot réalisait l'épuisement méthodique du vin en 5 à 6 plateaux seulement.

Fjg. 29. — Plateau d'Egrol.

Pour obtenir ce résultat, ce constructeur a adopté une ingénieuse disposition que nous reproduisons (fig. 29).

Le vin qui entre sur le plateau en a, est obligé de

faire une très longue circulation avant d'arriver au centre où il trouve le trop plein o qui le conduit aa plateau inférieur, et pendant ce cheminemeiii il subît les barbotages successifs d'un grand mmbre de petites calottes. Si cette disposition cofli|£que un peu les pla- I teaux, elle en diminue le nombre, et par suite la hauteur de la colonne ce qui est fort avantageux dans bien des cas. L'épuisement du vin a une méthodicité très complète, mais renrichissement des vapeurs de plateau en plateau n'est pas aussi méthodique.

il est évident qu'en augmentant suffisamment le nombre des spires du plateau Egrot, on arriverait à Tépuisement du liquide sur un plateau unique ; mais alors, comme les vapeurs de barbotage à toutes les ca- Jettes seraient de la vapeur d'eau, que pour maintenir l'épuisement il faudrait avoir un liquide épuisé dans, la dernière spirale centrale g y au moins avant les dernières calottes, on voit que les vapeurs dégagées sur ce plateau unique seraient très pauvres à cause de la grande quantité de vapeur d'eau venant de la spire centrale et des vapeurs pauvres venant de la spire précédente.

Sans atteindre cette simplification excessive du plateau unique d'épuisement, il y a marge pour de nombreuses solutions intermédiaires entre les nombres de 5 et 28 plateaux, qui nous semblent les extrêmes de la condition pratique ; et pour fixer son choix, le constructeur fera intervenir les autres données de chaque cas particulier, telles que la fluidité du vin à distiller, la qualité du pioduit à obtenir, etc.

Nous pren(frons pour type de la colonne à bas degré la colonne Savalle (fi^, 25) ; mais, bien que sur ce dessin l'alimentation soit figurée au 2® plateau, nous supposerons qu'elle se fasse au plateau supérieur.

Dans cet appareil, les vapeurs produites dans le soubassement, par serpentin ou par barbotage, montent dans la colonne, s enrichissant en même temps que leur température diminue, ainsi que nous venons de le voir pour une colonne quelconque.

Lorsque les vapeurs alcooliques des plateaux inférieurs arrivent au plateau d'alimentation, ellM rencontrent le vin qui entre à une température inférieure

à son point d'ébullition comme nous venons de le dire un peu plus haut. Pour compléter réchauffement du vin, il y a forcément condensation partielle de ces vapeurs, et par suite enrichissement alcoolique du vin sur ce plateau, enrichissement qui se communique aux plateaux immédiatement inférieurs ; en sorte que les va* peurs qui passent au chauffe-vin et coulent à Téprouvette, ont un degré supérieur à ceux qu'indique la table ëe Sorel, souvent même celle de Grœning, et cette différence entre l'éprouvette et la table est d'autant plus grande que l'on a affaire à un vin moins bien chauffé avant son introduction dans la colonne, car il nécessite une condensation proportionneSe plus forte des va- * peurs.

Ainsi pour un vin d'alimentation à 8**, on obtiendra un flegme à 55^ environ, au lieu de 45*',5 qu'indique la , table de Sorel ; et pour du vin à 4*' le degré du flegme "^ , atteindra très bien 45*' et même 50*' au lieu de 39*',9 Ç^/n qu'indique Grœning. / f

Cette dernière remarque ne s'applique qu'à des coc-^ lonnes en bonne marche et bien r^lées, car il est évident que si l'on veut forcer en vapeur ou diminuer ^: hors de proportion l'alimentation, on aura un degré -. } aussi bas qu'on voudra.

Remarquons en passant ^ue dans une colonne dont"^^ le régulateurde vapeur est bien réglé, l'abaissement du ( degré à Téprouvette est pour le distillateur un indice , de forcer l'alimentation, et inversement. L'abaissement^' exagéré du degré est une perte de vapeur, prte que / Ton pourrait chiffrer en suivant les procéda de calculs que l'on trouvera plus loin; un degré trop élevé indique une tendance à ne pas é|)uiser, l'alcool tend i\ gagner le soubassement et à sortir avec les vinasses.

(120) Dépense théorique de chaleur (Tune colonne produisant des flegmes à bas degré.

Nous allons établir plusieurs exemples de calculs se rapportant aux divers types de colonnes que l'on put rencontrer ; dans tous ces cas nous adopterons uniformément la richesse de 8*',5 pour le vin ; chacun de nos lecteurs pourra répéter facilement les calculs pour •

le degré qu'il voudra. Pour simplifier, nous ne tiendrons pas compte des pertes de chaleur par rayonnement. Enfin, dans ces calculs théoriques, nous admettrons que nous avens affaire à des chauffe- vin ou récupérateurs parfaits, c'est-à-dire possédant une surface suf- Jisante pour la transmission méthodique de la chaleur des vapeurs alcooliques ou des vinasses au vin, condition qu'il est possible d'atteindre en pratique d'après les règles de la physique industrielle. • l"^"" Cas. — Colonne à récupérateur, chauffée par serpentin. — Le vin ayant 8*',5, la vapeur qui se dégagera du plateau d'alimentation aura d'après Grœning . h'^^y^ = 45^,4 à la température de 93',6 produite par le vin à 8%50 ir 6/^,8. Donc le poids de flegmes à 45/',4 produit par un hectolitre de vin est de :

^*i'^ X 7:^-7 = !•> kilogrammes,

Si nous regardions le vin comme un simple mélange d'eau et d'alcool à 8'',r), le poids de l'hect^itre de ce vin serait de :

0,999 étant la densité de l'eau à 15°, mais notre vin est un moût, nous prendrons son poids réel 102 kilogrammes pour poids de l'hectolitre.

Puisqu'il distille 16 kilogrammes de flegmes, le poids des vinasses par hectolitre sera de 102 — 15—87 kilogrammes.

La température du vhi à distiller est supposée à 25'; la vinasse épuisée sort de la colonne à 102'.

Le récupérateur étant supposé parfait, nous admettrons que l'échange de chaleur est complet, et que la vinasse sort à 25', c'est-à-dire exactement à la température d'entrée du vin. Calculons la quantité de calories que la vinasse aura ainsi fournies au vin.

D'après Regnault, la chaleur spécifique de la vinasse

à HH>« est de 1,0182

à 2:10 elle ^l de 1,(X>20

2 0152 La chaleur spécifique moyenne :zi -2 1 =. i^oOTG.

La chute de température est de 102 — 26 = 77'.

1,007R X 87 k. X 77' r= <).7r)0 calories pour un hectolitre de Tin à distiller.

Calculons maintenant ce qu'il faut de calories pour échauffer le vin de 25' à la température d'ébuUition qui est de 93',6.

ÎKV,6 — 25' = r.8',6,

D'après la table de Maercker la chaleur spécifique moyenne de zéro à 93', 6 serait de :

QS fi

l(«lk. X 1,145 X r,8',6— 8.011 calories.

Le récupérateur ne pouvant fournir que 6.750 calories, le vin n'arrivera pas à ébullition. Son augmentation de température sera de :

57',8 + 25' zz 82',8 température du vin à son entrée dans la colonne.

8.011 — 6.750 = 1.261 calories à fournir à ce vin chaud pour Tamener à la température d'ébullition de 98',6.

Voilà donc un premier élément à la dépense de chaleur de la colonne.

Une fois le vin arrivéà 93', 6, il faut fournir assez de calories pour convertir une partie de ce liquide en vapeurs alcooliques. Or uqus avons vu qu'il y a 15 kilos de vapeur qui doivent se dégager.

Il n'y a que la chaleur latente de vaporisation à fournir à ces 15 kilos, puisqu'ils sont déjà à la température d'ébullition.

La chaleur latente de vaporisation d*un mélange à 8«',5 est de 513 calories par kilo.

Toute cette chaleur sort de la colonne. La vapeur est condensée, puis refroidie au moyen de l'eau, sans

récupération aucune au profit de la colonne. Donc en somme la colonne dépense par hectolitre de vin :

1.261 + 7.695 calories =7 8.956 calories, et elle a récupéré des yinasses 6.750 —

On en conclut tout de suite que si la colonne n'avait ni chauffe-vin, ni récupérateur, elle dépenserait :