BOUGIES STÉARIQUES

3^7, Saponification. — L'industrie des bougies stéariques est une industrie toute française. C'est aux recherches de chimie pure de Chevreul (1811) qu'il faut faire remonter l'origine de cette industrie : les premières tentatives, dues à Gay-Lussac et Chevreul, pour appliquer à l'éclairage l'acide margarique et l'acide stéarique datent de 1825. Ces corps, que l'on extrait du suif, présentaient sur cette matière première, employée pour la confection des chandelles, un certain nombre d'avantages; leur point de fusion étant plus élevé, les bougies fabriquées avec cet acide ne se ramollissent pas et ne coulent pas comme les chandelles, leur toucher n'est pas gras comme celui du suif, etc. En outre, la lumière des bougies est plus blanche ; elles ne dégagent pas d'odeur en brûlant et ne fument pas.

D'après le premier brevet de Gay-Lussac et Chevreul (5 janvier 1825), on saponifiait les matières grasses par la potasse et la soude, et l'on faisait intervenir l'action dissolvante de l'alcool; le procédé n'était pas industriel, et il ne fut pas employé en grand. Les premiers essais véritablement industriels datent de 1829, où de Milly et Motard installèrent aux portes de Paris, à la barrière de l'Étoile, la première usine qui fournit, sous le nom de bougie de l'Étoile, un produit qui ne tarda pas à se répandre dans le monde entier. Dans ce procédé la saponification se faisait par la chaux.

Le suif, matière première de l'industrie des bougies stéariques, est un mélange d'éthers tristéarique, trioléique et trimargarique de la glycérine. Sa transformation en acide stéarique comprend trois phases : 1** saponification du suif; cette opération transforme les éthers en

un mélange de stéarate, oléate, margarate; E** décomposition de ces sels, ce qui donne un mélange des acides stéarique, oléique, margarique; 3^ séparation de Tacide stéarique. Cette dernière opération se fait par des procédés mécaniques, tandis que les précédentes utilisent des réactions chimiques.

Les corps gras naturels étant des éthers, leur décomposition en glycérine et en acide peut se faire d'après les propriétés générales des éthers sous l'influence des bases ou de l'eau, et aussi par l'action de l'acide sulfurique qui donne des acides sulfostéarique, sulfomargarique, etc. De là, trois méthodes de saponification : par les bases, par l'eau, par l'acide sulfurique.

Saponification par les bases. — Des diverses bases que l'on peut employer pour produire la saponification, la soude et la potasse sont les plus énergiques ; elles fourniraient une saponification rapide si leur prix, relativement élevé, ne s'opposait à leur emploi dans cette industrie. La chaux est, au contraire, une base constamment employée dans l'industrie, à cause de son prix très peu élevé. Pour avoir avec cette base une saponification suffisamment rapide, on opérait avec un poids de chaux presque double de la quantité théorique. Le suif étant mis avec son poids d'eau dans une cuve en bois, on y injectait de la vapeur d'eau de façon à élever la température, et on introduisait un lait de chaux (contenant en chaux vive 17 0/0 du poids du suif).; on continuait alors d'envoyer de la vapeur et, avec un mouveron, sorte de ràble en bois, on agitait constamment la matière; il se formait peu à peu un savon calcaire insoluble, et de la glycérine était mise en liberté; vers la fin, le savon calcaire s'agglomérait assez rapidement en grumeaux ; l'opération durait environ huit heures. Les eaux char-

gées de glycérine sont évacuées et servent pour la préparation de ce corps (V. 1. 1, p. 344). Le savon calcaire est alors repris, placé dans des cuviers en plomb et traité par l'acide sulfurique. On peut éviter ce déplacement en faisant la saponification dans une cuve en bois, doublée de plomb. On met une quantité d'acide- sulfurique un peu supérieure (1/8 environ) à ce qui est nécessaire pour neutraliser la quantité de chaux employée, et on l'emploie étendu d'eau de façon à marquer 20"* B. environ. Pendant cette saturation on fait arriver de la vapeur et on brasse continuellement; il se forme un précipité de sulfate de calcium qui se rassemble à la partie inférieure, et les acides gras, fondus, viennent à la surface. On décante ces acides et on les envoie dans des cuves de lavage analogues aux précédentes. Le lavage se fait d'abord vers 80"* avec de l'acide sulfurique étendu à 20° B., qui servira à décomposer ensuite, dans une opération ultérieure, le savon calcaire. On procède ensuite à un second lavage à l'eau pure, dont on élève la température jusqu'à 100°. On obtient ainsi des acides gras bruts (1), dont on doit séparer ensuite l'acide stéarique (V. Séparation des acides gras^ p. 127).

Saponification par la chaux et Veau. — La méthode précédente a été modifiée de façon à diminuer la quantité de chaux employée; on diminue ainsi d'abord la consommation en chaux et, par conséquent, en acide sulfurique, et, de plus, le sulfate de calcium formé, étant en quantité moindre, retient moins d'acides gras ; on a donc un meilleur rendement.

En outre, l'extraction de la glycérine est plus facile et la main-d'œuvre considérablement diminuée.

(1) Dans Tindustrie on emploie souvent les mots de stéarine et d'oléine pour désigner Tacide stéarique et Tacide oléique.

La saponification par Feau pure, qui est possible sous une pression élevée, n'est pas pratique. Par contre, en combinant ces deux procédés, action de la chaux et saponification sous pression, on arrive, en employant seulement 2 à 3 0/0 de chaux sous une pression de 8 atmosphères (1), à obtenir une saponification complète. La réaction se produit dans des autoclaves A, tels que celui qui est figuré ci-contre; le chauffage se fait par la vapeur que Ton introduit en V. Latéralement, se trouve un tuyau de charge ; D est un tuyau de décharge qui plonge au fond de Tautoclave, H est un trou d'homme pour le nettoyage et S une soupape réglée pour 8 atmosphères. L'autoclave est muni d'une enveloppe pour diminuer le refroidissement. Dans un appareil de ce genre on traite à la fois 2 tonnes de suif; on y ajoute un lait de chaux formé de 1.000 kilogrammes d'eau et de 60 kilogrammes de chaux vive. Le suif est introduit fondu avec un peu d'eau. Pour diminuer la dépense de combustible, on a deux sortes de générateurs : les uns fournissent de la vapeur en V^ à 4 atmosphères, qui servent au début à élever la température des autoclaves; les autres donnent de lavapeurà9atmosphères, ce qui permet d'atteindre ensuite

(1) Ea employant 4 à 5 0/0 de chaux il suffit d'opérer sous une pression de 6 atmosphères.

jusqu'à 8 atmosphères dans les autoclaves; la vapeur arrive alors par Vg. La température correspondante (172"*) est maintenue pendant quatre heures. Quand l'opération est terminée, on laisse la température descendre et, lorsqu'elle est d'environ 125% on ouvre le robinet de vidange. Ce robinet peut mettre l'autoclave en communication avec deux réservoirs différents par une rotation de 135**. Dans une première position le robinet fait communiquer parT^ l'autoclave avec un réservoir où l'on évacue l'eau tenant en dissolution la glycérine. Quand on constate que les matières grasses commencent à passer, on tourne le robinet de 135"*, et on dirige par Tg, dans un autre réservoir, la matière un peu pâteuse qui sort alors ; elle est formée d'un mélange de savon calcaire solide et d'acide gras libre à l'état de fusion.

On a donné diverses explications de cette réaction. Tout d'abord, il faut remarquer que, dès le début de la réaction, il se forme de la glycérine, du stéarate et de l'oléate de calcium; par conséquent, même en présence d'une quantité de chaux insuffisante, les éthers tristéariques et trioléiques qui constituent le suif ne donnent pas de composés à fonction mixte (éther distéarique ou dioléique et alcool monoatomique). Stas et Pelouze ont admis que la chaux formait d'abord un savon calcaire neutre (stéarate et oléate neutres), que l'eau décomposait en acide et savon basique. Ce dernier continuait la saponification comme la chaux elle-même. On peut remarquer, d'autre part, que les phénomènes de saponification et d'éthérification sont des phénomènes d'équilibre, comme l'ont montré les recherches de M. Berthelot. Il tend donc à se former un équilibre entre les quatre corps : acide stéarique ou oléique, glycérine, eau et matière grasse (tristéarine ou trioléine). La présence de la

chaux, qui sature une partie de l'acide mis en liberté, détruit l'équilibre qui tend à se produire, et favorise la saponification. On doit, toutefois, faire observer que les acides mis en liberté sont, à la température des autoclaves, des liquides non miscibles avec Teau et que, par conséquent, les phénomènes d'équilibre doivent être différents de ceux que M. Berthelol a constatés pour les mélanges où tous les corps sont dissous les uns dans les autres.

Saponificatmi par Veau. — M. Berthelot a montré, en 1854, qu'on pouvait saponifier les corps gras par Teau pure, à la condition d'opérer sous pression à la température de 220**. Pour avoir une réaction plus rapide, Tilghmann faisait passer dans des tubes en fer très résistants, maintenus à 330** (plomb fondant), un courant d'eau et de corps gras. Ce mélange était introduit à une extrémité, à l'aide d'une pompe foulante très puissante; il sortait à l'autre extrémité en soulevant une soupape chargée, de façon à maintenir dans l'appareil une pression de 90 atmosphères environ. Si la marche de la pompe était convenablement réglée, la matière était transformée à sa sortie de l'appareil en un mélange de glycérine et d'acide libre. Cet appareil, très dangereux par suite des pressions employées, est abandonné. M. Melsens a depuis cherché à diminuer la pression nécessaire par l'addition d'une petite quantité (1/10) d'acide sulfurique étendu. Il suffisait alors de chauffer à 200** ; mais les appareils doivent être doublés en plomb. Si ce métal se déforme, puis se déchire, il peut survenir des explosions par l'action de l'acide sur la tôle.

Procédés à Vacide sulfurique, — Chevreul a montré que, sous l'influence de l'acide sulfurique concentré, les corps gras se dédoublent en acides gras et glycé-

rine (1). Il se formerait dans ces conditions, d'après d'anciennes expériences de Fremy (1836), des composés intermédiaires, les acides sulfostéarique, sulfomargarique, etc. L'eau détruit ces composés de telle façon qu'après avoir fait agir sur les corps gras l'acide sulfurique concentré il suffit de traiter le produit par l'eau pour mettre en liberté les acides gras. Toutefois, la réaction de l'acide sulfurique est très complexe ; une partie des acides gras se trouve détruite. Comme la destruction se porte surtout sur l'acide oléique qui est liquide et qu'elle n'atteint pas les acides solides (stéarique et margarique) qui sont ceux que Ton cherche surtout à préparer, cette action n'a que peu d'importance. La glycérine est aussi détruite, en totalité ou en partie. Il se dégage pendant cette action des gaz d'une odeur insupportable, contenant de l'acroléine, de l'acide sulfureux, etc., et il se forme une matière goudronneuse.

La température, la concentration et la proportion de l'acide, ont une influence considérable sur la durée de la réaction ; elle est d'autant plus courte que la température est plus élevée et l'acide plus concentré ; si on prolonge dans ces conditions le contact entre la matière grasse et l'acide, au-delà du temps nécessaire pour la décomposition totale du corps gras, on perd une quantité plus considérable de matière qui donne des produits secondaires.

Les méthodes fondées sur l'action de l'acide sulfurique peuvent se subdiviser en deux groupes, celles où l'on fait réagir pendant un temps très court les corps gras et l'acide sulfurique concentré et celles où l'on emploie de l'acide plus étendu. Ces dernières présentent sur les pre-

(1) On désigne souvent cette réaction sous le nom de saponification sulfurique.

mières un avantage assez marqué au point de vue du rendement. Tandis que les premières donnent de 45 à 50 0/0 d'acides solides (acide stéarique, acide margarique, etc.) ; les secondes peuvent donner jusqu'à 60 0/0 d'acides solides, parce qu'aux acides précédents vient s'ajouter de l'acide élaïdique C^^H^^O^, isomère de l'acide oléique, fondant à 44**. Le mélange des acides solides est, par suite, un peu plus fusible, mais cet inconvénient est largement compensé par le rendement plus grand que Ton obtient.

Méthodes rapides. — 1^ Méthode Knab. — On verse dans un vase en plomb 25 kilogrammes d'acide sulfurique îiôô** B. et 50 kilogrammes de suif, ces deux corps étant préalablement chauffés à 90**. On agite vivement et, après deux minutes de contact, on fait basculer le vase et tomber dans de l'eau bouillante le mélange qu'il contient; on continue à faire ainsi de nouveaux traitements partiels, jusqu'à ce que l'on ait traité 1.000 kilogrammes de matière grasse, ce qui exige environ une heure (trois minutes par opération partielle). On prolonge l'action de l'eau bouillante ; les acides gras sont mis peu à peu en liberté et, après un repos de quatre heures, on les décante, on les lave, puis on les distille, car ils ont une couleur noire foncée. Ce procédé consommait trop d'acide sulfurique ; il est abandonné.

2** Méthode de de Milly. — En élevant la température de 90 à 100"*, de Milly a pu réduire dans une proportion notable la quantité d'acide sulfurique ; il suffit de 6 0/0 de cet acide concentré au lieu de 50 0/0 qu'exigeait la méthode précédente. Le contact des matières dure encore deux minutes, mais il se produit d'une façon plus automatique : on fait arriver dans un entonnoir

un filet d'acide sulfuriqiie concentré et un filet de suif fondu , réglé de façon à avoir 6 d'acide pour 100 de suif; Tacide et le suif sont chauffés séparément à 120\ Au sortir de l'entonnoir le mélange des deux liquides parcourt une gouttière munie de chicanes. Sa longueur est telle que le trajet se fait en deux minutes ; au sortir de la gouttière, le mélange tombe dans de l'eau maintenue en ébuUition. On obtient ainsi des acides gras très colorés, presque noirs. Mais la matière noire est soluble dans Facide oléique, de telle sorte qu'en soumettant ces acides à une presse hydraulique, à froid d'abord, puis à chaud, on obtient des acides solides très blancs; le liquide qui sort des presses est noir; il contient surtout de l'acide oléique, mais aussi environ 10 0/0 d'acides gras solides qui y sont en dissolution; c'est ce liquide seulement que l'on soumet à la distillation, pour en retirer l'acide stéarique et non toute la matière noire fournie par l'action de l'acide sulfurique.

Méthode lente. — Un des appareils les plus employés

pour l'application de cette méthode est celui de MM. Masse et Tribouillet; il se compose d'une chaudière C en cuivre ou en fer ^ I doublé de plomb et munie d'un double fond chauffé à la vapeur.

La chaudière est surmontée d'une chambre en tôle doublée de plomb, percée de deux fenêtres F et d'un trou d'homme.

La partie supérieure de cette chambre laisse passer la tige d'un agitateur A, auquel une bielle et une manivelle

donnent un mouvement vertical de va-et-vient, un large tuyau T entraîne les vapeurs qui se forment sous la grille d'un foyer, pour détruire les vapeurs d'une odeur insupportable que dégage cette réaction. La vapeur arrive en E et Teau de condensation sort en S. La quantité d'acide sulfurique employée est de 10 à 12 0/0 du poids de suif, et l'on chauffe entre 115 et 120°. Souvent, le traitement se fait en deux parties; on commence, comme nous l'avons indiqué, avec l'acide concentré (12 0/0) et à 115° pendant une demi-heure ; puis on termine la décomposition en prenant de l'acide plus étendu à 30 ou 35"* B., mais en élevant la température. La durée totale de l'opération est d'environ six heures. Avec cette modification, on arrive à ne plus détruire que 5 à 6 0/0 de matière grasse, ce qui offre le double avantage d'augmenter le rendement et de diminuer la proportion des matières noires qui rendent plus difficile l'épuration des acides gras bruts.

348. Epuration des acides noirs. — Le traitement du suif par l'acide sulfurique donne des acides gras très colorés, presque noirs. Nous avons vu comment dans un des procédés de de Milly on pouvait, à l'aide de la presse hydraulique, extraire une partie des acides solides que contient la matière sous forme d'une masse blanche. Cette méthode n'est plus guère 'employée parce que la matière noire formée n'est pas toujours soluble dans l'acide oléique, comme l'exige le procédé de de Milly.

L'épuration des acides noirs se fait par la distillation en présence d'un courant de vapeur surchauffée permettant d'en traîner les vapeurs des acides gras, sans qu'il soit nécessaire d'attendre une température trop élevée où leur décomposition serait considérable. Dans ce procédé, au sortir des appareils à acide sulfurique, les acides noirs

sont lavés parfaitement pour les débarrasser de l'acide qu'ils entraînent, puis séchés dans une cuve chauffée par la chaleur perdue de certains foyers. On les introduit alors dans un appareil distillaloire, soit d'une façon intermittente, soit d'une façon continue.

L'appareil employé pour celte distillation se compose d'un alambic surmonté d'un chapiteau par lequel les vapeurs se rendent dans des colonnes de condensation

Cj, C.,, Cj. La vapeur d'eau que l'on emploie pour entraîner les acides gras est fournie par un générateur; elle arrive en E dans des tuyaux en fer qui circulent dans un fourneau S oii la vapeur se surchauffe sous l'influence du foyer F. Le tube V, qui amène la vapeur dans l'alambic, se termine par une pomme d'arrosoir percée de Irons par lesquels elle s'échappe en traversant la couche des acides gras fondus. La chaleur perdue du foyer F est utilisée pour éviter les pertes de chaleur de l'alambic. Pour cela les gaz chauds qui proviennent du foyer circulent dans des carneaux disposés sous l'alambic. L'appareil condensateur se compose de trois gros tuyaux disposés verticalement, Cp C,,, C3, communiquant les uns avec les

autres, et d'un serpentin T. Les trois tuyaux sont entourés d'une enveloppe en tôle dans laquelle circule de Teau qui pénètre en A dans l'enveloppe du troisième pour ressortir en B par l'enveloppe du premier. Le courant d'eau doit être réglé de telle façon que les acides gras volatilisés se condensent à l'état liquide et ne se solidifient pas dans l'appareil; ils coulent dans des réservoirs placés à la partie inférieure des trois gros tuyaux. Le serpentin qui termine les appareils de refroidissement sert à la condensation de ce que l'on appelle les bleus; ce sont des liquides formés de carbures d'hydrogène semblables à ceux qui constituent les huiles de pétrole. MM. Cahours et Demarçay ont constaté la présence, dans ces liquides, des hydrures d'amyle, d'hexyle, d'heptyle, de duodécyle et même d'hexadécylc. On peut attribuer la formation de ces carbures à l'action de la vapeur d'eau sur les goudrons qui prennent naissance dans l'alambic pendant la distillation ; en effet, la production de ce liquide est d'autant plus abondante qu'il y a plus de goudron formé, et il distille surtout vers la fin des opérations.

Lorsqu'on opère d'une façon intermittente, on verse dans l'alambic de 2 à 6 tonnes d'acides gras fondus, suivant la contenance des appareils. Ces acides sont introduits à la température d'environ 200^ ; on injecte aussitôt de la vapeur d'eau surchauffée; la température monte progressivement et les acides distillent. On admet qu'entre 200** et 230^ il passe sept fois plus d'eau que d'acide; entre 230^ et 260% trois à quatre fois plus ; entre 325^ et BSO"*, poids égaux d'eau et d'acide; toutefois, ces nombres doivent être considérés comme des maxima et, le plus souvent, on consomme notablement moins de vapeur d'eau que ces nombres ne l'indiquent. L'opération dure douze à vingt-quatre heures, suivant le poids des acides.

CMiMiB OROA^nQUK. — to:mk u. 13

Lorsqu'une charge est terminée, il faut avoir soin délaisser refroidir suffisamment Tappareil avant de l'ouvrir pour le recharger; les vapeurs chaudes s'enflamment en effet facilement. Toutes les cinq à six opérations, on vide complètement l'alambic et Ton retire le goudron resté dans l'appareil.

Lorsqu'on opère d'une façon continue, les acides gras pénètrent dans l'alambic par un tube à soupape en soulevant celle-ci. Ils doivent être introduits à une température voisine de celle de l'alambic pour ne pas trop le refroidir. Quand on a introduit ainsi 6 à 10 tonnes d'acide, suivant la contenance des alambics, on laisse refroidir, on nettoyé l'appareil et on relire le goudron.

Lorsque le traitement par l'acide sulfurique a élé incomplet, ce qui arrive assez souvent, les acides gras sont mélangés d'une certaine quantité des corps gras primitifs. On s'en aperçoit pendant l'épuration h l'abondance de Tacroléine qui se dégage; les vapeurs de ce corps sont très irritantes, et on les reconnaît facilement. On cesse la distillation quand l'acroléine devient trop abondante et, a l'aide d'un siphon, on expulse le résidu contenu à ce moment dans l'alambic avant d'introduire de nouvelles matières. Ces liquides décantés sont mêlés avec du suif et soumis de nouveau à l'action de l'acide sulfurique.

En résumé, les deux procédés les plus employés pour la transformation en acides gras des éthers qui constituent les matières grasses sont la saponification sous pression, en présence d'une petite quantité de chaux et la décomposition par l'acide sulfurique. Le premier procédé présente l'avantage de fournir 6 1/2 0/0 de glycérine de bonne qualité et de donner, après l'élimination de l'acide oléique, des acides gras à point de fusion voisin de 54**,5;

il a rinconvénient de ne donner que 45 0/0 d'acides gras solides. Le second donne, au contraire, un rendement plus considérable en acides gras solides 58 0/0, mais il fournit une quantité plus faible 2 1/2 à 3 0/0 d'une glycérine colorée, odorante et, par suite, d'une qualité très inférieure; en outre, les acides solides obtenus fondent entre 50**,5 et 51"*. Les deux procédés présentent donc des avantages et des inconvénients qui se compensent en partie, et ils sontsouvent utilisés simultanément dans les mêmes usines.

11 y a même avantage, comme nous le verrons plus loin pour le traitement ultérieur des acides gras, à employer les deux méthodes; en mélangeant les produits qu'elles fournissent, on peut rendre plus facile la cristallisation des acides bruts.

Les acides gras provenant du traitement sulfurique se présentent, après cette épuration par distillation, sous forme d'une masse blanche analogue à celle que l'on obtient directement par la saponification calcaire. Ils constituent un mélange d'acides solides à la température ordinaire et d'acide oléique qui est liquide. Les acides solides sont l'acide stéarique, l'acide margarique et, lorsque la matière grasse a été traitée par l'acide sulfurique, Tacide élaïdique. Ces acides ne peuvent servir tels quels à la fabrication des bougies; il faut éliminer l'acide oléique, de façon à ne garder que les acides solides qui constituent un mélange moins fusible que lorsqu'il contient de l'acide oléique, fusible de 51** à 54% au lieu de 44^

ii^O. Séparation des acides gras. — La séparation des acides gras solides et de l'acide oléique liquide, dont le mélange constitue les acides gras bruts,

228 CHAPITKE IX. — ACIDES MONOBASIQUES

se fait par la compression. L'opération comprend trois parties, le moulage, le pressage à froid et le pressage à chaud.

Le moulage a pour objet de présenter à la presse les acides gras sous une forme commode ; autrefois les acides étaient coulés en gros pains de 25 kilogrammes, puis réduits à Tétat de copeaux et pressés dans des sacs; actuellement on coule les acides gras bruts dans des moules formés par la juxtaposition d'un grand nombre de petits troncs de pyramide à peine évasés. On dispose les formes qui contiennent ces moules juxtaposés les unes au-dessous des autres, mais un peu en chicane, de façon qu'en faisant arroser les acides bruts dans la forme supérieure Texcès des acides se déverse par un trop-plein dans la forme immédiatement inférieure, quand la première est pleine, puis dans la troisième quand la seconde est remplie, et ainsi de suite ; on arrête l'arrivée des acides gras quand il reste encore deux formes à remplir; l'excès des acides s'écoule peu à peu dans ces formes. On abandonne ensuite le tout au refroidissement spontané, la matière cristallise lentement et, au bout de douze àvingtquatre heures, suivant la température extérieure, on peut procéder au pressage. Lorsque la cristallisation se fait mal, on modifie la composition des acides gras bruts en mélangeant ceux qui proviennent de la saponification calcaire* avec ceux que fournit l'action de l'acide sulfurique ou avec les produits de la saponification de l'huile de palme. Quand on n'a pas ces divers produits à sa disposition, on ajoute aux matières qui cristallisent mal des résidus de pressage à chaud.

Il est, en effet, important que les matières soient bien cristallisées pour que l'opération suivante puisse s'exécuter dans de bonnes conditions.

^wa«a

Le pressage à froid (1) se fait en renfermant dans <les étoffes de laine ou des treillis de chanvre les petits pains que Ton a démoulés et en soumettant le tout à Faction d'une presse hydraulique verticale. Souvent on interpose entre les couches des plaques de tôle qui régularisent la pression. Lorsque le plateau de la presse est chargé jusqu'en haut, on donne une première pression en manœuvrant la grosse pompe de la presse ; lorsque son action s'arrête, on fait descendre le plateau en ouvrant le robinet de décharge et, dans l'espace devenu libre par suite de la première compression, on introduit de nouveaux sacs et on recommence ainsi à deux ou trois reprises, de façon à obtenir une cliarge complète. On presse alors lentement, d'abord avec la grosse pompe, puis avec la petite qui permet d'atteindre de fortes pressions. Pendant ces opérations l'acide oléique s'écoule peu à peu dans une gouttière pratiquée dans le plateau de la presse. On arrête l'opération quand l'acide oléique cesse de s'écouler; l'épaisseur des pains se trouve alors réduite à moitié; ils retiennent encore environ 10 0/0 d'acide oléique qu'on ne peut leur enlever par ce procédé. On peut avec cette substance fabriquer des bougies, mais la présence de 10 0/0 d'acide oléique rend leur qualité inférieure.

Le pressage à chaud permet de terminer l'épuration. Le pressage à chaud se fait h l'aide d'une presse hydraulique horizontale. Les pains sortant des presses à froid sont placés dans des sacs en crins nommés étreindelles (2) et, entre

fl) On a proposé de remplacer le pressage à froid par un essorage dans un appareil à force centrifuge ; ce procédé n'est pas employé (Brevet Binet et Taurin).

(2) Ces étreindelles sont assez rapidement mises hors do service par suite de leur durcissement. On a essayé de remplacer le crin par des cheveux pour avoir une durée plus longue.

chaque, on place une plaque creuse dans laquelle on peut faire circuler un courant de vapeur d'eau. La vapeur est amenée par des tubes métalliques articulés ou par des

tubes en caoulchouc entoilés. La vapeur est introduite à une température de 70°; mais, lorsque les plaques sont à 40°, on commence à mettre l'appareil sous pression. La pression doit augmenter lentement, de façon à produire l'écoulement progressif de l'acide oléique, sans cela on a un rendement moindre en acide solide. L'opération tout entière, chargement, pressage et déchargement, dure environ une heure.

Les acides gras qui sortent de l'appareil ne sont pas blancs dans toute la masse; les bords, moins pressés. soDt bruns parsuite de l'acide oléique qu'ils contiennent; on les enlève ; pour éliminer la couleur jaune qui couvre souvent la surface des galettes pressées et qui est due à de l'oxyde de fer provenant des appareils, on fait fondre les acides et on les traite par de l'eau acidulée par de l'acide sulfurique et marquant 3° B. On laisse une heure

en contact, puis on lave à l'eau pure, et on fait cristalliser; on a alors une matière propre à la fabrication des bougies.

Quant àTacide oléiquequi s'écoule des presses à chaud, on le recueille dans des citernes ou on l'abandonne au repos ; il contient de l'acide stéarique dont une partie se dépose à la longue et dont l'autre reste en solution. On décante de temps h autre la partie solide et on la presse pour enlever l'acide oléiquequi l'imprègne. L'acide oléique qui reste est utilisé pour la fabrication des savons mous et pour l'ensimage des laines.

3oO. Fabrication des bougies. — La fabrication des bougies comprend les opérations suivantes: préparation des mèches, moulage, blanchiment, polissage et rognage.

La mèche est un des éléments les plus importants d'une bougie. On a reconnu dès 1825 (brevet Gay-Lussac et Thénard) qu'on pouvait obtenir des mèches se courbant à l'intérieur de la flamme de facjon à venir brûler à l'extérieur en employant un tissu inégalement serré sur ses deux faces ou des mèches tressées que l'on emploie encore aujourd'hui (brevet Cambacérès, 10 février 1825). Dès le début aussi, Cambacérès avait proposé d'employer des mèches trempées dans de l'acide sulfurique étendu, puis séchées de façon à ce que les mèches produisissent moins de cendres. Mais ce procédé avait des inconvénients (1), et, en 1836, de Milly imprégna les mèches d'un mélange d'acide borique et de sulfate d'ammonium. L'acide borique fondu jouit de la propriété de dissoudre les cendres.

(1) Il arrivait parfois que la mèche se détruisait peu à peu spontanément à la suite de ce traitement, de sorte que les bougies se trouvaient sans mèches.

Celui qui imprègne les mèches dissout les cendres en formant une petite perle fondue, qui se détache de la mèche de temps à autre en la débarrassant de ses cendres.

Les mèches se font le plus souvent en colon, rarement en lin ou en chanvre ; elles sont formées de l'assemblage de 80 à 90 fils et tressées. La grosseur relative de la mèche, par rapport à la bougie, et le diamètre de celle-ci ont élé déterminés empiriquement. Il faut en effet à une bougie de grosseur donnée une mèche de grosseur appropriée : avec une mèche trop grosse on aura une flamme trop grande, absorbant trop de combustible, et la mèche brûlera moins vite que la bougie ne fondra ; la flamme ne tardera pas à devenir fumeuse ; de plus \e godet qui se forme et qui est plein de bougie fondue n'aurait pas un rebord suffisant pour la contenir et la bougie coulerait ; au contraire, avec une mèche trop petite, on aurait une flamme trop faible pour faire fondre assez rapidement les bords de la bougie, de telle sorte que le godet aurait un rebord exagéré qui enlèverait une partie de la lumière et refroidirait la flamme. Il ne suffit pas, d'ailleurs, qu'il y ait entre les grosseurs de la mèche et de la bougie un rapport convenable; il faut, en outre, que la bougie, et par suite la mèche, ait une grosseur convenable : on a intérêt, en effet, à augmenter les dimensions de la flamme pour avoir le plus de lumière possible, mais, d'autre part, pour que la combustion se fasse bien, il y a une grosseur de flamme et, par suite, une grosseur de mèche et une grosseur de bougie que Ton ne doit pas dépasser.

Le 7noulage des bougies se faisait autrefois d'une façon discontinue. On versait l'acide stéarique fondu dans des moules très légèrement coniques, préalablement chauffés vers 50"* à 55^ La mèche, qui traversait le moule suivant

son axe, était retenue à la partie inférieure par une petite cheville de bois, et légèrement tendue par un disque de bois évidé que Ton plaçait à l'ouverture du moule ; la partie supérieure de celui-ci portait une masselotte destinée à fournir au moule Tacide fondu pour combattre le retrait produit parla solidification. L'une des plus grandes difficultés qu'ait présentées l'industrie des bougies stcariques a été d'empêcher la cristallisation dans les moules. Les bougies, qui ont une structure cristalline, sont en effet très cassantes et deviennent même friables. Pendant quelque temps on y est parvenu en ajoutant de l'acide arsénieux (un millième environ) à l'acide stéarique; mais ce composé est très vénéneux et son emploi fut interdit.

On ajouta ensuite de la cire et Ton put obtenir ainsi des bougies non cristallines, mais jaunâtres et au prix d'une augmentation de dépense assez forte. Enfin, de Milly parvint sans aucune addition à couler les bougies et à empêcher la cristallisation de l'acide stéarique ou, plus exactement, à empêcher la formation de grands cristaux, les seuls que l'on doive éviter. Pour cela on laisse refroidir l'acide stéarique dans le réservoir qui le contient, et lorsque des cristaux commencent à se former sur les parois on agite continuellement. La masse devient alors laiteuse, par suite de la formation d'un très grand nombre de tout petits cristaux; c'est alors seulement qu'on la verse dans les moules, où elle se prend en masse sans donner naissance à de grands cristaux. C'est le procédé ordinaire que l'on emploie en chimie quand on veut avoir de petits cristaux : on agite la masse pendant la cristallisation.

Actuellement le moulage exige une main-d'œuvre beaucoup moindre par suite du procédé dit de Venfilage continu. L'appareil se compose de deux parties superposées ; la par-

lie inférieure contient autant de bobines, pouvant tourner autour d'axes horizontaux, que la partie supérieure contient de moules à bougie, c'est-à-dire plusieurs centaines. Sur chaque bobine se trouve enroulée une longue mèche continue. Dans la partie supérieure, les moules à bougie sont disposés verticalement et assemblés régulièrement

dans des cadres qui permettent de soulever 20 ou 30 moules à la fois. A la partie inférieure, chaque moule se trouve percé d'une petite ouverture qui laisse passer la mèche à frottement doux. A la partie supérieure du moule, des pince-mèches assujettissent celles-ci dans la position qu'elles doivent avoir dans l'axe du moule. Tous les moules se trouvent renfermés dans une grande caisse en (Ole, dans laquelle on peut envoyer soit de l'air chaud pour amener les moules à la température de 50 à 55" avant la coulée, soit de l'air à la température ordinaire pour hîlter la solidification et permettre de procéder plus tôt au démoulage. Le démoulage se fait en enlevant les pince-mèches, tous ceux d'un groupe en même temps,

el en soulevant, à Taide d'une double crémaillère, mobile sur des roues, une barre de traction à laquelle les masseloltes se sont fixées pendant la solidification. On enlève ainsi 20 ou 30 bougies à la fois. Pendant que celles-ci se trouvent soulevées, la mèche se déroule et vient remplacer dans le moule celle qui a formé la bougie précédente. On soulève les bougies d'une hauteur un peu plus grande que leur longueur ; on rapproche de nouveau les pince-mèches et on coupe la mèche immédiatement au-dessus d'eux ; les bougies formées dans le moulage précédent se trouvent alors libres, et il n'y a plus qu'à les blanchir, les polir et les rogner. Comme ces appareils sont volumineux, ils sont à demeure, et l'acide stéarique fondu est amené depuis les appareils de fusion jusqu'aux moules à l'aide de petits chariots. On a employé aussi des appareils disposés sur un cercle de façon qu'un réservoir central puisse alimenter successivement les divers appareils, soit par une rotation du réservoir, soit par celle des appareils de coulage. Le démoulage se produit aussi quelquefois à l'aide de pistons qui poussent les bougies hors du moule.

Blanchiment, — Au sortir des moules, les bougies sont jaunâtres. On les blanchit en les suspendant à des grillages en fer disposés horizontalement et en les exposant à la lumière du jour, dans de grandes salles vitrées. En quelques heures, la coloration jaune a disparu. On ne peut employer le blanchiment par le chlore où le chlorure de chaux parce qu'il se formerait des produits de substitution chlorée dont la combustion donnerait naissance à de l'acide chlorhydrique. On a proposé aussi, pour faire disparaître la teinte jaune des bougies, d'ajouter aux acides gras une matière colorante violette, de façon que ces deux couleurs complémentaires donnent aux bougies un aspect

blanc (Tresca et Eboli) ; le mélange de carmin et de bleu de Prusse ou de bleu d'aniline est souvent employé.

Le polissage et le rognage, qui étaient autrefois exécutés à la main, sont obtenus aujourd'hui avec une machine qui se compose d'un tambour cannelé, d'une scie circulaire, d'uue table formée de rouleaux, lournanls réunis à

leurs extrémités par les maillons d'une sorte de chaîne sans fin et d'une large brosse. Le tambour cannelé sert à maintenir les bougies pendant que la scie circulaire les coupe à une longueur invariable ; les bougies sont ensuite transportées dans une caisse située à l'autre extrémité de la machine par la table sans fin. qui est animée d'un mouvement de translation en même temps que ses rouleaux tournent et entraînent la bougie dans cette rotation. Pendant ce parcours, les bougies éprouvent un commencement de polissage ; celui-ci se termine par le passage sous la brosse qui est animée d'un mouvement de va-etvient parallèle à l'axe des bougies qui leur donne le poli convenable.

§ i. — APPLICATIONS 237

Bougies de paraffine. — La principale difficulté que ron rencontre dans l'industrie des bougîes de paraffine est l'opération du moulage. La paraffine éprouve, en effet, un retrait considérable au moment de sa solidification ; il est nécessaire de les couler à une température voisine de celle de leur solidification et dans des moules chauffés à l'avance ; il faut aussi refroidir les moules brusquement en les immergeant dans l'eau; le démoulage présente aussi des difficultés et il ne peut être opéré par les procédés que nous avons décrits pour les bougies stéariques ; on les démoule en envoyant de l'air comprimé par le trou qui est à la partie inférieure du moule et qui donne passage à la mèche. Ce démoulage se fait une heure environ après la coulée. Les bougies de paraffine ont un bel aspect, elles donnent une belle lumière, mais elles ont un point de fusion assez bas (45** en général). Aussi est-on obligé de diminuer le rapport des diamètres de la mèche et de la bougie; pour cela, au lieu de mèches à 90 fils, on emploie des mèches à 65 ou 70 fils. L'inconvénient de ces bougies est de couler plus facilement que les autres et même de se déformer à l'air chaud. Pour la fabrication des bougies dites de paraffine, on emploie rarement de la paraffine pure; on la mélange avec des proportions variables d'acide stéarique de 5 à 20 0/0. On augmente ainsi un peu la rigidité des bougies, en même temps que leur fabrication est rendue plus facile.

3ol. Essais des bougies. — H y a lieu de rechercher dans les bougies la présence de la paraffine, du suif et de la glycérine. On peut aussi rechercher la présence de l'arsenic; on mettait en effet, autrefois, de l'anhydride arsénié ux (1/1000), pour empêcher la cristallisation de l'acide stéarique : l'emploi de ce corps est interdit.

1** Recherche de laparaffine. — On ajoute à 300 cenlimètres cubes d'une lessive de potasse bouillante (densité, 1,15) 6 grammes de bougie et, après une demi-heure, on précipite Tacide stéarique par un léger excès de chlorure de calcium; on lave ce précipité de stéarate de calcium à Teau chaude, on le sèche à 100° et on le pèse. On en prend une fraction déterminée, la moitié, par exemple, et on Tépuise dans un appareil à déplacement, avec de Téther de pétrole. On évapore ensuite ce dissolvant et on pèse le résidu, qui est de la paraffine ; on vérifie ses propriétés.

2° Recherche du suif et de la glycérine, — On sature 5 grammes de bougie par 2 grammes de litharge finement pulvérisée, en versant le tout dans 50 centimètres cubes d'eau bouillante. Le savon obtenu, stéarate de plomb, doit être rose, par suite de la présence d'un petit excès de litharge. On laisse refroidir, puis on introduit le savon dans un flacon bouché à Témeri et contenant un peu d'élher. On agite à plusieurs reprises. Après trois heures de digestion, on filtre et on traite Téther par l'hydrogène sulfuré. S'il se forme du sulfure de plomb noir, cela indique la présence d'un sel de plomb, soluble dans Télher, oléate de plomb et, par suite, la présence du suif dans la bougie. Quant au liquide aqueux, qui a séjourné avec le savon plombique, on l'évaporé à sec au bainmarie, pour y rechercher la glycérine. S'il reste un résidu sirupeux, on le pèse et on vérifie que c'est de la glycérine, par l'action du bisulfate de potassium, qui donne, en chauffant, des vapeurs d'acroléine, reconnaissables à leur odeur et à la propriété de réduire l'azotate d'argent ammoniacal: il suffit, pour cela, de les condenser dans un petit tube où l'on a mis quelques gouttes de ce réactif.

3° On recherche l'anhydride arsénieux dans les bou-

gies, en en faisant brûler une pendant une heure, dans une allonge, dont les parois ont été humectées d'eau. On a soin de les maintenir humides pendant la durée de la combustion. Les eaux de condensation ainsi obtenues sont récoltées, et on y recherche l'anhydride arsénieux, à l'aide de l'appareil ordinaire de Marsh, utilisé pour rechercher l'arsenic dans les cas d'empoisonnement.