LESSIVAGE : CYLINDRE ROTATIF

Un cinquième robinet adapté sur le corps du cylindre ou de la chaudière sphérique sert à connaître le niveau du liquide qui ne doit au commencenoent s'élever qu'à la moitié de la hauteur totale ou très*peu au-dessus du diamètre. Dans tout le cours de Topération et même vers la fin, le liquide introduit, plus la va. peur condensée, ne doivent pas en somme remplir plus des | de la capacité.

Voici comment on met en train et coniment on dirige Topé* ration en se servant de l'appareil à cylindre rotatif indique pi. XXXIX bis^ fig. 1, 2, 3 et 4 : le trou d'homme est amené, en faisant tourner la chaudière, à la partie supérieure, et dès lors correspond à l'ouverture d'un plancher surmonté d'une trémie G ; les chiffons jetés dans celle-ci tombent dans la chaudière; on les égalise en les foulant soit à l'aide d'un ràble, soit en faisant entrer par le trou d'homme un enfant qui les arrange et les foule aisément. On ferme ensuite le trou d'homme, puis on introduit le lait de chaux ou les lessives en ouvrant le robinet spécial A', jusqu'à ce que la moitié de la capacité se trouve remplie, de sorte qu'à la fin de l'opération le produit liquide^ contenant la vapeur condensée ne remplisse pas la chaudière au delà des | de sa capacité {*). Le robinet F, adapté sur le cylindre, donne les indications utiles en l'amenant par la rotation du cylindre dans la position où , en l'ouvrant , il laisse écouler du liquide et démontre ainsi directement la hauteur du niveau.

Alors on ferme le robinet A', qui amenait le liquide alcalin, et l'on ouvre le robinet C, introduisant la vapeur, et celui du dégagement de l'air confiné ainsi que de l'excédant de vapeur, D. Ce dernier doit être modérément ouvert pour éviter une trop grande déperdition de chaleur et de façon à entretenir dans la chaudière lessiveuse une température de 130 à l52\ Les choses sont maintenues dans le même état pendant 3 à 4 heures. On ferme ensuite les deux robinets C, D, et on laisse, en continuant

(*) Cette condition est essentielle, afin que :

1<» La vapeur trouve un espace libre au-dessus des chiffons où elle s*accumule en raison de la pression ;

2^ Le chiffon enlevé par les chevilles g puisse retomber pendant la rotation et subir dans ce mouvement de chute les frottements utiles qui, détachant les composés de chaux et matières grasses ou autres, y substituent le lait de chaux ambiant non combiné ;

3® Le niveau de l'ouverture du tube f de dégagement de Texcès de vapeur ne soit pas atteint : ce qui Tempécherait de fonctionner et remplirait d*eau le tuyau D, qui doit au contraire rester libre pour donner issue i la vapeur.

62^ PILE LAVEUSE, EFFILOCHEUSE,

le mouvement de rotation, la vapeur se condenser pendant 3 heures environ. On onvre alors le robinet de vidange E, donnant issue au liquide, et le robinet A' qui introduit Teau pure, afin de rincer le chiffon pendant deui heures, et d'abréger ainsi le travail ultérieur des piles défileuses.

La durée variable de ce lessivage, en y comprenant le rinçage, est en moyenne de 1 2 heures, un peu moins pour les chiffons fins, un peu plus pour les chiffons gi*ossiers. En tout cas, pendant ce rinçage, il faut éviter soigneusement que le cylindre se remplisse au delà des | de sa capacité, par conséquent régler Touverture du robinet d'entrée A' sur celle du robinet de soitie E.

Il ne s'agit plus que de vider la chaudière. On y parvient sans peine en ouvrant le trou d*homme amené à la partie supérieure, puis on fait tourner et Ton injecte de Teau qui fait écouler le chiffon avec elle dans le récipient garni d'un clayonnage et disposé au-dessous de l'appareil.

On a rendu cette méthode de lessivage plus économique et plus régulière en faisant usage du cylindre à double enveloppe imaginé et mis en pratique par MM. Frédet, Orioli et Neyret(*). Autrefois toute la division des chiffons s'opérait au moyen de pilons ou maillets : c'est là ce qui a fait donner aux machines à effilocher et affiner le nom de piles effileuses et effilocheuses^ qu'elles portent encore aujourd'hui. Une pile moderne (pi. XXXIX, fig. 3 et 6) est une grande caisse AA longue de 3 mètres, terminée à chaque bout par un demi-cylindre, composée de 8 plaques en fonte boulonnées entre elles et sur un fond de bois ; un diaphragme vertical BB, placé dans le sens de la longueur, la divise en deux canaux laissant aux extrémités un espace aussi large que chaque canal FF, afin que le chiffon puisse circuler continuellement d'un canal dans l'autre en suivant le mouvement du liquide et sans rencontrer de passage rétréci.

Au milieu de l'un des côtés, et perpendiculairement au diaphragme, est adapté sur des coussinets Taxe d'un cylindre C, armé de lames disposées par paires et serrées avec un coin en bois dans chaque rainure (fig. 3 bis)\ au-dessous de ce cylindre est disposée une platine en fonte ^« (fig. 3), sorte d'encaissement rempli de lames c boulonnées les unes contre les autres, et serrées par des coins en bois ou par un scellement en plomb; ces

(*) Vof. p. 627, et l'article sur la fabrication du papier inséré dans les Annales du Conservatoire impérial des arts et métiers^ 1867.

LESSIVEUSES EOTATIVES. 625

lames (fig. 4 et 5), au nombre de 13, sont parallèles entre elles et forment nn angle très-petit avec les lames ou Taxe du cylindre; cet axe, plus ou moins soulevé parallèlement à Taide d'une double vis de rappel, laisse un intervalle que Ton diminue graduellement à mesure que le chiffon se divise ; on fait varier l'ëcartement suivant le degré de division à obtenir. Le cylindre, animé d'un mouvement de rotation de 190 a 220 et même 240 tours par minute, détermine le mouvement de l'eau, qui dès lors circule dans la pile; le chiffon, entraîné par ce courant, vient passer et repasser continuellement entre le cylindre et la platine, où il est divisé. C'est aussi dans la pile que se termine le lavage en même temps que s'effectue le défilage du chiffon : il faut donc que l'eau soit sans cesse renouvelée; à cet effet, un courant continuel d'eau limpide arrive dans la pile par un robinet L garni d'un sac de laine et versant sur un tamis. Après avoir lavé les chiffons, l'eau s'écoule par deux châssis en toile métallique i% i placés en avant et en aixière du cylindre , dans les rigoles k aboutissant à un tuyau commun de décharge. Lorsque la plus grande partie de l'eau trouble est ainsi extraite du défilé, on place au devant des deux châssis â toiles métalliques les deux volets pleins en bois /, i. Quelquefois on dispose dans les piles, sur le deuxième chenal, un cylindre laveur garni de toile métallique H, tournant librement avec une vitesse d'environ 20 tours par minute sous l'influence du courant que détermine , dans l'autre chenal, le cylindre effilocheur; ce cylindre laisse entrer dans son intérieur le liquide, tout en s'opposant au passage des fibrilles. L'eau qui est entrée dans le cylindre laveur est reprise par des tubes contournés en spirale ramenant le liquide dans l'axe et le laissant sortir par la rigole hh' au-dessus de la pile ; la rigole d (fig. 3) couverte d'une grille retient le sable et les autres corps lourds.

Une roue d'engrenage K, ou mieux une roue à courroie, communique le mouvement â chaque cylindre des piles efElocheuses et aiïineuses; les cylindres de celles-ci ont ordinairement 46 lames assemblées deux par deux, et les piles afHneuses Ôl lames disposées par trois.

En effet, dans toutes les papeteries bien installées, on a substitué à l'ancienne méthode de lessivage à l'air libre ou en cuves incomplètement fermées l'emploi de chaudières en tôle, closes, supportant une pression intérieure de 3, 4 ou 5 atmosphères, correspondant aux températures de 135, 145 ou 152^, et parfois même jusqu'à 6 ou 7 atmosphères. Sous ces pressions et aux

CHIMIK 1K0USTR. II — 40

€26 USSSIYEUSES ROTATIVES.

températures correspondantes, Faction de la soude et de la chaux sur les matières grasses, azotées et autres est plus énei^que, aidée d^ailleurs et régularisée par le mouvement rotatif de ces chaudières sphériques ou cylindriques : les premières se vident plus facilement; mais pour atteindre nue capacité suffisante, on est parfois obligé de leur donner im diamètre trop considérable; toutes sont munies d'un trou d'homme (*)pour charger et faire sortir les chiffons, dont elles peuvent contenir de 500 à 1 500 kilogr . ; chacune d'elles aussi est supportée par deux bouts d'arbre creux : Tun recevant d'un générateur, sous la pression ci-dessus indi* quée, la vapeur qui barbote dans la lessive; par l'autre bout d'arbre creux, un tube, à robinet permet d'extraire à volonté une partie ou la totalité de la lessive, et un autre tube, communiquant avec un ou plusieurs réservoirs supérieurs, permet d'ajouter des lessives plus ou moins fortes, ou même d'y substituer de l'eau, afin d'effectuer un rinçage ; enfin, un tube qui se relève inté* rieurement au-dessus du niveau du liquide &cilite l'extraction par un robinet, soit de l'air, soit de l'excès de vapeur. En tout cas, les chiffons sont isolés des orifices d'entrée et de sortie de la vapeur, comme d'entrée et de sortie des liquides, par des plaques ciiblées de trous. Les doses de chaux et de soude varient suivant la nature des substances à lessiver {**).

Cbanx. Soude.

400 kilogr. matières dores , goudronnées 46 6

» 9 fortement colorées 4 2 3

Chifibns blancs 5ài0 0

Le chargement et la vidange exigent 4 heures; l'opération dure 8 heures, soit en tout 12 heures.

On reprochait à ces dispositions, généralement en usage aujourd'hui, de i*endre les opérations irrégulières par suite des condensations variables de vapeur dans les lessives, qui se trouvent ainsi plus ou moins étendues; d'occasionner parfois des absorptions de lessive dans les générateurs; d'exposer à des chances de fuites de liquide par les joints des tourillons ou arbres tournants. Ces inconvénients devenaient plus graves de-

(*) Parfois on préfère disposer deux trous d*homme diamétralement opposés, afin d*équilibrer le poids des armatures dans toutes les positions du cylindre tournant et de réduire ainsi la force mécanique dépensée.

(**) L'extinction de la chaux se fait à Peau chaude, et le lait de chaux est soumis à un tamisage au travers d'un tamis en toile métallique en fils de fer. Ce lait de chaux s*emploie soit directement dans le cylinore lessiveur, toit indirectement poui* readre caustique la solution de soude.

LESSIVAGE A L'AMMONIAQUE. «f7

puis que, dans le traitement des succédanés {yoy. plus loin), on a voulu employer de fortes lessives de soude, et rendre ce traitement économique en régénérant Talcali par la concentration des lessives et la calcination du résidu.

4* Lessivais A l'ammoniaque*

MM. Neyret, Orioli et Frédet de Pont-Gharra ont fait disparaître ces inconvénients, et ont même pu réaliser une de leurs inventions : la substitution de Tammoniaque à la soude, en imaginant un appareil qui supprime toute condensation de la vapeur d^eau dans les lessives ou dans la solution ammoniacale. Le cylindre (ayant 4 mètres de longueur et 1°^,80 de diamètre, monté sur un bâti solide en fonte, reposant sur des dés en pierre de taille) dans lequel on introduit, par le trou d'homme, les chiffons ou les succédanés et les lessives, ou Tammoniaque, est complètement séparé de la vapeur ; celle-ci, qui doit effectuer, par une très-gi^nde surface, le chauffage indirect, arrive dans Taxe par l'arbre creux tournant dans un stuffing-box (boîte à étoupe); elle se répand dans tout Tespace entre ce cylindre et son enveloppe (garantie des déperditions de chaleur par une doublure externe en bois, recouverte elle-même d*une enveloppe en tôle mince, peinte ou goudronnée) ; Teau de condensation est continuellement ramenée au tube d'eux, puisée par les tubes courbes d*une danaïde, et cette eau, en vertu d'une simple différence de niveau, fait retour au générateur, diminuant ainsi les déperditions de chaleur latente et les dangers des incrustations calcaires.

Toute chance d'absorption des liquides alcalins par les générateur se trouve supprimée, de même que les fuites de ces liquides, par les joints des tubes et tourillons ; le trou d'homme permet le chargement et la vidange des chiffons; enfin, à Taide du robinet qui communique avec Tintérieur du cylindre, on peut, à la fin de l'opération, lorsqu'on a fait usage d'ammoniaque, reconstituer cet alcali par voie de distillation spontanée; un autre robinet sert à soutirer soit le liquide épuisé d'ammoniaque, soit la lessive de soude lorsqu'on a fait usage de cet alcali.

Les deux cylindres concentriques sont rendus solidaires et plus résistants à l'aide de nombreuses entretoises. Cette disposition est plus utile encore lorsqu'on fait usage d'ammoniaque, car ce liquide, à température égale pendant le chauffage, détermine une pression double de celle que produirait la vapeur d'eau seule.

628 DÉFILAGE FRACnONT9É.

Si Ton chauffe par la vapeur à 145 ou 152*, la pression s*élève à 8 ou 10 atmosphères dans le cylindre contenant Tammouiaque. La vitesse de rotation pour renouveler le conuct dans toutes les parties correspond à 1 tour 1/2 ou 2 tours par minute. La capacité du cylindre interne est de 9000 litres. L*opération du lessivage est une des plus importantes de celles que Ton pratique dans une papeterie. Pour Teffectuer, après avoir chargé de chiffons le cylindre, on le remplit de lait de chaux ou de lessive, aux trois quarts de sa capacité ; on s'en assure en amenant le robinet, par la rotation du cylindre, à la hauteur où le liquide en sortant indique que ce volume est atteint. On redresse lé cylindre, et le robinet étant ouvert pour le dégagement de Tair, la vapeur est introduite dans la double enveloppe pour le chauffage jusqu'à 150^ Lorsque la température est acquise par toute la masse du liquide, on la soutient pendant tout le temps du lessivage, qui dure 5 ou 6 heures. On soutire alors la lessive par le robinet de vidange; on effectue un ou deux rinçages; puis, après avoir soutiré le liquide, ouvrant le trou d'homme, on l'amène au bas en faisant faire un demi-tour au cylindre, pour extraire le chiffon, qui tombe dans un récipient garni d'une grille ou toile métallique.

Lorsque le lessivage, le rinçage et l'égouttage des chiffons sont terminés, on procède au défilage, qui a pour but de séparer les uns des autres les filaments des chiffons, de façon à offrir une plus grande surface libre à l'action ultérieure du chlore, mais sans les trop diviser, ce qui rendrait les lavages difficiles. En même temps que s'effectuent l'effilochage et un lavage aussi complet que possible, tout ce qui reste de corps lourds (boutons, agrafes, œillères, sable) doit être éliminé.

Chaque pile défileuse contient 50,75 ou 100 kilogr. de chiffons, et 1200 à 2000 litres d'eau. Les cylindres légers suffisent pour les chiffons peu résistants; il est convenable d'employer des cylindres lourds pour triturer les chiffons durs ou grossiers, les étoupes, les cordes, etc., etc.

Dans la plupart des papeteries, on effectue le défilage complet dans chaque pile, ce qui suffit, en effet, pour les chiffons blancs, faciles à défiler et laver; mais il paraît bien préférable d'employer les dispositions nouvelles recommandées par M. G. Planche sur* tout pour les chiffons grossiers, les étoupes, cordes, etc., plus difficiles à triturer et à épurer. Ces dispositions consistent à n'actionner le défilage en deux parties à l'aide de piles accouplées à .des niveaux différents, qui permettent de faire écouler le défilé

DËFILAGE FRACTIONNE. 629

préparé par la première pile dans la deiuièmei où Topératioii s'achève; de cette façon, on se débarrasse plus promptement de Teau salie dans la première pile, sans se presser de diviser trop les chiffons et en ménageant la force motrice. Si, d'ailleurs, quelques corps durs séjournaient dans la première pile, où les cloutières et sabliers doivent les retenir, ils n'endommageraient que les lames moins nombreuses de cette pile, et laisseraient intactes les lames de la pile inférieure, qui doivent achever TefElochage et le rendre plus régulier ; enfin, la toile du tambour laveur pourra être du n"" 50, et s'encrasser moins vite que si elle était plus fine; le n*^ 50 suffira, par la même raison, pour garnir les châssis du chapiteau.

On comprendra, d'après ces indications, Futilité des dispositions spéciales relatives aux deux piles : dans la première (dont les parois doivent être bien arrondies et glissantes), on introduit l'eau vers le bout, sous une plaque de fond offrant une section de passage rétrécie de 0*°,10 à O'^jOl, afin que l'eau traverse avec plus de vitesse les chiffons et circule autour de la pile avant de sortir, en traversant la toile métallique du tambour laveur; le défilé est ainsi chassé avec plus de force même que par un énergique stapulage ; deux sabliers sont établis au fond de la pile, et deux rainures transversales, dites cloutières, l'une ayant 0,03 c. de largeur et 0,04 de profondeur, en avant du dernier sablier; la deuxième cloutière transversale, au bas du saut et en avant de la plaque en fonte ; une soupape de 22 cent, de diamètre permet d'écouler rapidement le défilé dans la seconde pile(*).

Le cylindre de la première pile ou pile supérieure doit faire environ lôO tours par minute; il est armé de 36 lames, et la platine garnie de 6 à 8, ce qui suffit pour commencer le défilage.

Ce travail préparatoire permet de simplifier et de modifier ainsi la deuxième pile (inférieure); le chapiteau, semblable à celui des raffîneuses, n'a pas de châssis; le cylindre est muni de 54 lames, la platine en porte 10 ou 12; ces lames sont moins épaisses de 2 à 3 millimètres; la vitesse de rotation est de 180 tours par minute; la toile métallique du tambour laveur est du n® 70, afin de retenir les filaments ^graduellement plus fins; il achève facilement le lavage, déjà bien avancé dans la pile su-

{*) Une soapape de 5 ceDtlmètres de diamètre facilite l'écoulement des eaux lorsqu'on nettoie la pile. On fait généralement usage de soupapes d*une moindre section, mais le temps perdu chaque jour compense bien au delà de la faible économie réalisée par l'établissement des soupapes étroites.