CHAPITRE II- — APPAREILS DE DISTILLATION A EFFETS MULTIPLES

tous les vases, excepté dans le dernier, qui est ouvert et qui ne doit renfermer que de l'eau. Il est évident que, pour qu'il en soit ainsi, les pressions doivent aller en diminuant du vase C au vase A", puisque les températures sont décroissantes dans le même sens. Les chaudières peuvent être alimentées pendant l'opération; mais, pour vider les chaudières, C, A, A', A", ainsi que les vases B, B', B", B'", il faut faire rentrer l'air dans chacun des appareils distillatoires, ou faire communiquer les vases qu'on veut vider avec d'autres dans lesquels on aurait fait le vide par la vapeur.

Dans ce qui précède, nous avons supposé qu'on faisait le vide par la vapeur; on pourrait le produire par une machine. Il semble qu'on pourrait également l'obtenir en remplissant tous les vases d'eau, fermant leur partie supérieure, et les faisant communiquer par un tube d'au moins H m. de hauteur avec des cuves dans lesquelles l'eau s'écoulerait jusqu'à ce que la colonne d'eau fût à peu près de 10"", 33 ; mais ce moyen est pratiquement imparfait, à cause du dégagement de Fair en dissolution dans l'eau.

1523. Si on n'enlevait pas l'air des vases, les distillations successives auraient également lieu ; seulement les pressions dans les vases, au lieu de rester inférieures à la pression atmosphérique, seraient supérieures. Dans tous les cas, en faisant abstraction de la chaleur perdue par les surfaces des vases, la môme quantité de chaleur devant passer à travers chaque appareil, si les surfaces des serpentins sont les mêmes, la même différence de température devra exister entre la vapeur qui s'écoule par un serpentin et le liquide environnant. En supposant une différence de température de 20% entre deux vases consécutifs, et le dernier vase plein d'eau à 20% la température de la vapeur, dans le cas où l'on a fait préalablement le vide, serait successivement de 40°, 60°, 80° et 100° ; en supposant que le liquide soit de l'eau, lestensions seraient de O'",0o3, 0'^,{U, 0"',352, O^jTG. Si l'on supposait que le vide n'ait pas été fait dans les vases, pendant toute la durée de l'opération, l'ébuUition dans le dernier vase aurait heu à 100°, puisque le dernier serpentin s'ouvre dans l'air, et pour que le môme excès de température se trouvât dans tous les précédents, les températures de l'ébuUition seraient successivement de 120°, 140°, 160°, qui correspondent à des pressions de 2*' ; 3",5 ; 6". La pression dans la chaudière serait considérable ; mais on pour-

^rait la diminuer beaucoup en augmentant les surfaces des serpentins ; m supposant seulement une différence de température de 10°, les

[iempératures seraient, toujours pour l'eau, de 100°, 110°, 120°, 130°,

qui correspondent à peu près à des pressions de P' ; l'^S ; 2" ; 2*',5. 1524. Les principes de la distillation faite en employant, à plusieurs reprises, la chaleur latente de la vapeur, ont été établis pour la première fois, à ma connaissance du moins, par M. Pecqueur, dans un brevet d'invention pris pour dix années, en 1829; l'inventeur considère ses appareils comme également applicables à la concentration des jus de betterave, et en général des sirops dans les raffineries. Dans ces appareils, les serpentins où la vapeur se condense sont remplacés par des faisceaux de tubes ayant la forme de demi-cercles concentriques, aboutissant par une extrémité au tuyau d'arrivée des vapeurs, et par l'autre au tuyau d'écoulement des eaux de condensation. Cette disposition avait pour but d'éviter les tractions qui se produisent dans les tubes droits parcourus par la vapeur, quand les extrémités sont fixées. M. Pecqueur parle des distillations et des concentrations successives dans un vide partiel, ou par des excès de pressions dépassant la pression atmosphérique. En 1834, M. Pecqueur prit un nouveau brevet pour un appareil à distillations et à évaporations successives, dont je parlerai dans le livre suivant. Enfin, en 1849, le même ingénieur a pris un brevet pour une autre disposition des appareils de concentration, dont je parlerai également à propos de l'évaporation. Dans ce brevet, M. Pecqueur dit qu'il a fait l'application du principe en question à la construction d'un appareil à distiller l'eau de mer, qui a été installé, en 1842, à bord delà frégate la Cléopâtre, et que cet appareil, seulement à double effet, produisait 13'',S d'eau distillée par kilogramme de houille.

152S. Jusqu'ici ces appareils ont été uniquement employés à la distillation des vins et des autres liqueurs alcooUques. Pendant longtemps, pour obtenir de l'alcool concentré, ou seulement des eaux-devie à un titre élevé, on était obligé de faire une série de distillations qui étaient à la fois longues et coûteuses. Les appareils d'analyse des vapeurs ont pour objet de donner, par une seule chauffe, de l'eau-devie ou de l'alcool à un degré quelconque. Le premier appareil a été imaginé en 1801 par Adam, de MontpeHier; depuis on en a inventé un grand nombre produisant le même effet par des dispositions dif-

férentes. Je me bornerai à indiquer les principes sur lesquels reposent ces appareils, et je décrirai ceux qui sont le plus employés.

1526. Le problème à résoudre est celui-ci : un mélange d'eau et d'alcool contenu dans une chaudière étant mis en ébuUition, et produisant un courant continu de vapeur d'eau et de vapeur alcoolique, séparer l'eau de l'alcool de manière à obtenir ce dernier à un degré déterminé.

1627. Tous les appareils construits jusqu'ici sont composés : 1° d'une chaudière dans laquelle on met en ébuUition le liquide à distiller ; 2° de deux serpentins, dont l'un est destiné à échauffer, par une condensation partielle des vapeurs produites, le liquide qui doit être distillé, et l'autre à compléter cette condensation ; 3° d'un appareil pour analyser les vapeurs. C'est dans ce dernier que consiste la différence des systèmes. Dans tous cependant, l'appareil d'analyse est disposé de manière à livrer au dernier serpentin les vapeurs suffisamment déphlegmées, et à faire retourner à la chaudière les vapeurs condensées trop aqueuses.

1528. Tous les appareils d'analyse de vapeurs sont fondés sur un ou plusieurs des principes que nous allons exposer :

1° Un mélange d'eau et d'alcool bout à une température d'autant moins élevée que le mélange renferme moins d'eau et plus d'alcool. Quand le mélange renferme des quantités d'alcool égales à

le mélange entre en ébuUition, sous la pression atmosphérique, à

et les vapeurs contiennent des proportions d'alcool représentées par les nombres

2° Lorsqu'un mélange de vapeurs d'eau et de vapeurs d'alcool parcourt un réfrigérant à air ou à eau, les premières vapeurs qui se condensent sont les plus aqueuses, et les dernières les plus alcooliques ; de sorte que, si le réfrigérant a une étendue suffisante, les vapeurs échappées à cette condensation .pourront renfermer une proportion donnée d'alcool.

Pour bien voir ce qui se passe dans le refroidissement de ces vapeurs, considérons ce qui arrive 'quand les vapeurs ne renferment

que de l'eau ou de l'alcool. Lorsqu'une vapeur, saturée d'eau ou d'alcool, s'écoule par un tuyau communiquant par son extrémité avec l'atmosphère, et dont la surface est exposée à l'air ou en contact avec un liquide à une plus basse température, la vapeur se condense progressivement, mais sans se refroidir, parce qu'elle est soumise à la pression de l'atmosphère. Si la vapeur est formée d'un mélange de vapeur d'eau et de vapeur d'alcool, les phénomènes sont trèsdifférents ; la chaleur perdue doit être fournie par une condensation des deux vapeurs; mais, par la même raison que, dans la vapeur produite par un mélange d'eau et d'alcool, l'alcool est toujours dans une proportion plus grande que dans le liquide, il se condense une proportion plus grande de vapeur d'eau. Ainsi la proportion d'alcool dans la vapeur doit augmenter constamment avec le chemin parcouru, et la température du mélange doit diminuer progressivement jusqu'à 75°, 8, température de l'ébullition de l'alcool pur. On voit d'après cela que, si on faisait sortir les vapeurs qui se dégagent d'une liqueur vineuse par un serpentin vertical environné d'eau, maintenu à une température constante, en faisant varier la température de l'eau, ou la longueur du serpentin, ou bien l'activité du foyer, on pourrait recueillir à l'extrémité du serpention des vapeurs qui, étant ensuite condensées, donneraient de l'alcool à un degré déterminé de concentration.

3° Lorsque de la vapeur d'eau un peu chargée d'alcool rencontre un hquide alcoolique à une plus basse température, une partie de la vapeur d'eau se condense, et une partie de la chaleur provenant de la condensation forme des vapeurs alcooliques. C'est évidemment une conséquence du premier principe. 11 résulte de là que, si un courant de vapeur d'eau s'élevait dans une colonne verticale, et si une liqueur alcoolique marchait en sens contraire, de manière à présenter à la vapeur des surfaces très-étendues, la liqueur vineuse irait constamment en s'échaulTant et en s'appauvrissant, tandis que les vapeurs seraient de plus en plus chargées de vapeurs d'alcool. Ainsi, si le contact était assez prolongé, les vapeurs qui s'échapperaient de l'appareil pourraient toujours avoir un degré déterminé, qui s'apprécierait très-approximativement par un thermomètre. Les appareils fondés sur ce principe sont bien préférables à ceux qui reposent sur le second, du moins sous le rapport de l'économie du combustible, parce que la chaleur provenant delà condensation des vapeurs est employée à chauffer le liquide et à en vaporiser l'alcool, et que, le liquide à chauffer étant* toujours au moins égala cinq fois

CHAP. III. — APPAR. DE DISTILLAT. ET D'aNALYSE DES VAPEURS. 263

celui qu'il faut évaporer pour extraire la totalité de l'alcool, toute la chaleur provenant de la condensation des vapeurs est utilisée, surtout en supposant que la vapeur provienne du liquide appauvri, ce qui a toujours lieu.

1S29; L'appareil d'Adam, qui a paru en 1801 et qui a fait époque dans l'histoire de la distillation, était fondé sur le premier principe. Il était composé d'une chaudière et de plusieurs vases fermés, d'une forme ovoïde, et de deux serpentins parcourus successivement par les vapeurs sorties du dernier vase ; les communications de ces différents vases étaient établies comme celles d'un appareil de Wolf. La partie supérieure de la chaudière communiquait avec le premier vase par un tuyau qui descendait jusqu'au fond de celui-ci. La partie supérieure du premier vase communiquait avec le second par un tube qui plongeait également jusqu'au fond de ce dernier, et ainsi de suite. Enfin, le dernier communiquait avec le premier serpentin. La chaudière, les vases et le premier serpentin étaient d'abord remplis de la Hqueur à distiller, et le dernier serpentin, d'eau ; on chauifait la chaudière ; les vapeurs alcooliques qu'elle produisait se condensaient dans le premier vase ; ce liquide, plus alcoolique que celui de la chaudière, entrait bientôt lui-même en ébullition, et produisait des vapeurs plus déphlegmées que celles de la chaudière, et qui allaient se condenser dans le second vase, et ainsi de suite. On voit, d'après cela, que les liquides renfermés dans les vases étaient d'autant plus riches en alcool et donnaient des vapeurs d'autant moins aqueuses, qu'ils étaient plus éloignés de la chaudière. L'appareil était disposé de manière à ce que l'on pût mettre en communication avec le serpentin le premier, le deuxième ou le troisième vase ; on obtenait ainsi à volonté de l'alcool à un degré quelconque. L'appareil d'Adam est complètement abandonné depuis longtemps, parce qu'il a le grand inconvénient de produire dans la chaudière une assez grande pression, et qu'il ne permet pas d'obtenir un travail continu.

1530. A la même époque, Solimani imagina un autre appareil d'analyse des vapeurs, qui était fondé sur le second principe. Cet appareil consistait en un condensateur à plaques parallèles, qui était plongé dans de l'eau à une température constante de 40°. Les vapeurs de la chaudière y arrivaient par le bas ; celles qui se condensaient retournaient à la chaudière, et celles qui échappaient passaient dans le réfrigérant, où elles étaient entièrehient condensées. En faisant varier la température du condensateur, on obtenait à

volonté de l'alcool à un degré quelconque. Solimani avait imaginé un appareil très-simple pour maintenir l'eau à une température constante.

1531. L'appareil d'Isaac Bérard, qui parut peu de temps après, était fondé sur le même principe que celui de Solimani ; mais la disposition était différente. L'appareil d'analyse des vapeurs consistait en un cylindre deux fois recourbé horizontalement et divisé en treize cases par des diaphragmes verticaux percés supérieurement et inférieurement. Le cylindre était plongé dans l'eau, et on pouvait à volonté faire parcourir aux vapeurs sortant de la chaudière un certain nombre des cases du serpentin ; il est évident que les vapeurs étaient d'autant plus déflegmées qu'elles en avaient parcouru un plus grand nombre,

1532. Mais, dans tous ces appareils, le travail était intermittent. CeUier-Blumenthal imagina de combiner les différentes dispositions employées de manière à produire la continuité du travail, c'est-à-dire à faire arriver d'une manière continue la liqueur vineuse par un bout de l'appareil, et à faire écouler continuellement la vinasse par un autre bout, en recueillant de l'alcool à un degré déterminé de concentration. L'appareil de CeUier-Blumenthal a été un immense progrès dans l'industrie de la distillation, sous le rapport de l'économie du temps et du combustible. La dépense de combustible qui, dans les appareils discontinus s'élève souvent à trois fois le poids de l'alcool trois-six, ou à 36° Beaumé, atteint à peine, dans ceux qui sont continus, le quart du poids de cet alcool. Je vais décrire l'appareil de CeUier-Blumenthal tel que le construisit M. Derosnes.

1533. Appareil distillatoire de CeUier-Blumenthal, construit par M. Derosnes. — Cet appareil est essentiellement composé {fig. 320) de deux chaudières A et A', d'une colonne distillatoire B, d'un rectificateur C, d'un condensateur chauffe-vin D, d'un réfrigérant F, d'un seau de vidange à robinet régulateur E, et d'un réservoir à vin G.

La chaudière A' est munie d'une douille destinée à la remplir, d'un robinet R destiné à la vider et d'un tube de niveau. Le tuyau Z conduit la vapeur au fond de la chaudière A.

La chaudière A est chauffée par le conduit à fumée du foyer de la chaudière A' ; elle est munie, comme la première, d'un tube de niveau ; le robinet R' sert à faire passer le liquide de la seconde chaudière dans la première.

La colonne distillatoire B renferme une série de diaphragmes, formés de plaques courbes disposées alternativement en sens contraires

et de diamètres différents ; les plus grands ont leur concavité tournée vers le haut et sont percés d'un grand nombre de petits orifices. Il

Fig. 320.

résulte de cette disposition que les vapeurs qui s'élèvent rencontrent de grandes surfaces mouillées par le liquide qui descend et des filets

de liquide qu'elles sont obligées de traverser. Dans la colonne d'analyse C, il y a également des diaphragmes ; mais ils sont percés de grandes ouvertures garnies de rebords en dessus et recouverts d'un chapeau, de sorte que les vapeurs sont forcées, pour passer à travers chacun d'eux, de vaincre une pression du liquide d'environ 2 centimètres. Des douilles, qui ne sont point indiquées dans la figure, permettent l'écoulement du liquide ; elles s'élèvent, au-dessus de chaque diaphragme, au niveau que le liquide doit conserver, et elles descendent, près du diaphragme inférieur, au-dessous du niveau du liquide.

Le condensateur D est un cylindre de cuivre placé horizontalement; il renferme un serpentin à héhces verticales, dont l'origine communique par le tuyau M, avec la colonne distillatoire, et qui aboutit au tuyau 0. Chaque spire reçoit à sa partie inférieure un petit tube qui sort du condensateur, et communique avec un tuyau en pente, lequel, au moyen d'un autre tuyau et de robinets convenablement disposés, peut conduire le liquide, condensé dans une partie ou dans la totalité des spires, soit dans le tuyau 0, soit dans le rectificateur, L est un tuyau qui conduit le vin chaud du condensateur à la colonne distillatoire.

Le réfrigérant F est un cylindre de cuivre fermé de toutes parts ; il contient un serpentin dont l'origme communique avec le tuyau 0, et dont l'extrémité inférieure permet l'écoulement, au dehors, du produit de la distillation. 11 est surmonté d'un tuyau K, qui alimente de vin le condensateur. La partie inférieure du réfrigérant est alimentée elle-même par le tuyau I qui amène le vin froid.

Le seau de vidange E est muni d'un robinet qui sert à régler l'écoulement du vin dans l'appareil et à maintenir le liquide à un niveau constant : ce vase est alimenté par le réservoir G, au moyen du robinet à flotteur r.

Pour mettre l'appareil en fonction, on commence par remplir les chaudières A et A' du liquide à distiller. On ouvre alors le robinet du vase E : le tube I, le réfrigérant F et le condensateur D se remplissent de vin ; l'air s'échappe par des robinets placés à la partie supérieure, et aussitôt que l'on reconnaît, par l'élévation du niveau du liquide dans la chaudière A, que le vin déverse par le tuyau L, on ferme le robinet du seau de vidange. On allume le foyer placé sous la chaudière A. Aussitôt que le vin. renfermé dans cette chaudière entre en ébuUition, la vapeur s'échappe par le tuyau Z, vient se condenser dans la chaudière A, élève la température du liquide qui s'y

trouve, et, comme cette chaudière est en outre chauffée par la fumée du foyer, le liquidé ne tarde pas à y entrer en ébullition ; les vapeurs alcooliques s'élèvent dans la colonne B, pénètrent dans les spires du serpentin D, s'y condensent en grande partie, et les produits retournent dans le rectificateur. Lorsque le chauffe-vin D est assez échauffé pour que l'on ne puisse plus y tenir la main, on ouvre le robinet du vase E, et la distillation continue. Le vin arrivé par le tuyau I monte dans le réfrigérant F, où il commence déjà à s'échauffer, et il arrive dans le chauffe-vin 1), où sa température s'élève presque jusqu'à l'ébuUition ; de là il tombe par le tube L dans la colonne B, qu'il parcourt dans toute sa hauteur, et arrive dans la chaudière A. Quand le liquide de la chaudière A' ne contient plus d'alcool, on fait écouler la vinasse par le robinet R, et on ouvre le robinet R'pour remplir de nouveau la chaudière A' avec une partie du liquide de la chaudière A. Quant à la vapeur, elle suit la même route, mais son mouvement est dirigé en sens inverse. Quand elle a été condensée dans le réfrigérant F, elle s'écoule dans le vase N, qui contient un aréomètre, et de là dans le réservoir IL

On conçoit facilement que l'alcool que l'on obtiendra sera d'autant plus rectifié, que l'on fera communiquer avec le rectificateur un plus grand nombre de spires du serpentin du chauffe-vin D. On détermine par expérience, suivant la richesse du hquide et le degré de l'alcool qu'on veut obtenir, quels sont les robinets qu'on doit laisser ouverts.

L'appareil de M, Cellier-Blumenthal peut s'appliquer très-facilement à la distillation sans continuité ; il suffit pour cela de remplir le réservoir, le réfrigérant et le condensateur avec de l'eau, et de luter l'extrémité inférieure du tube L, qui doit servir alors à évacuer l'eau chaude.

1S34. Appareil de M. Laugier. — L'appareil que nous venons de décrire ne laisse rien à désirer sous le rapport de l'économie du combustible, de la rapidité des opérations et de la qualité des produits. Mais il est compliqué, parce qu'il est disposé de manière à permettre d'opérer sur des liquides d'une richesse alcoolique quelconque, et d'obtenir de l'alcool à un degré quelconque de concentration. Des appareils, qui seraient destinés à distiller toujours des liquides de même nature et à produire des liqueurs alcooliques au même titre, pourraient être beaucoup plus simples. C'est le cas de l'appareil de M. Laugier, représenté figure 321.

Dans cet appareil, qui est destiné à la fabrication des eaux- de-vie