PAR CHEVAL

litres.

litres. litres.

chevaux.

litres.

IG

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1548. Appareils distillatoir es locomobiles. — On fait des appareils montés sur roue et qu'on peut transporter de ferme en ferme pour

distiller des quantités relativemeiit faibles de liquides fermentes ; ces appareils sont à feu nu ou à vapeur. Celui que fait M. Savalle est chauffé à la vapeur au moyen d'un petit générateur roulant qui accompagne l'appareil ; ce dernier se compose d'une colonne rectangulaire, d'un condenseur chauffe-vin et d'un régulateur de vapeur portés par une même voiture, qui reçoit aussi le réservoir de vin, muni d'un régulateur d'alimentation, et qui s'installe pour le fonctionnement sur un double X ; ces appareils sont établis pour un travail journalier de 200 à 400 hectolitres; la dépense est moindre de deux kilogrammes de houille par hectolitre de vin distillé.

1549. Pour un appareil de distillation et d'analyse des vapeurs à construire, quand on connaît la richesse en alcool du Hquide à distiller, le degré de concentration de l'alcool qu'on doit obtenir, et la quantité de liqueur qu'on doit distiller par heure, il est facile de calculer l'étendue de la surface de chauffe de la chaudière et celle des serpentins à vapeur à haute pression, ainsi que la surface du dernier serpentin destiné à condenser les vapeurs rectifiées. Pour la chaudière, il ne faudrait compter que sur une production de vapeur de 16 à 20 kilogrammes par mètre carré et par heure ; et, si le liquide était chauffé par la vapeur, il faudrait compter sur une production de 2 kilogrammes de vapeur par mètre carré, par heure et par degré de différence de température. Mais il est impossible de calculer l'effet produit par la colonne d'analyse et par le rectificateur, quelle qu'en soit la disposition ; il faut s'en rapporter aux résultats des expériences faites sur le système d'appareil qu'on a choisi. Il est important de remarquer que, si un appareil était insuffisant pour produire, dans un temps donné, un poids déterminé d'alcool à un certain degré de concentration, en diminuant la quantité de vapeurs produites et la quantité de hquide qui parcourt l'appareil, on augmenterait nécessairement la concentration de l'alcool produit.

1550. Une question qui mérite d'être examinée est celle des distillations successives par la même chaleur, à des températures et à des pressions décroissantes. Par cette méthode, on obtiendrait des produits renfermant encore beaucoup d'eau, mais qu'on pourrait ensuite distiller dans un appareil rectificateur ; il y aurait une économie très-considérable de combustible, et comme les produits pourraient être obtenus à de faibles pressions et à des températures peu élevées, ils pourraient être dans certains cas de meilleure qualité que ceux qu'on obtient dans les conditions ordinaires.

1551. Supposons, par exemple, qu'il s'agisse d'un liquide renfer-

ClUP. III. — APPAR. DE DISTILLAT. ET D'ANALYSE DES VAPEURS. 295

mant, comme les vins, de 0,13 à 0,14 d'alcool, et que, pour en extraire la totalité, on soit obligé de vaporiser 0,2 du liquide ; comme il ne s'agit ici que d'un aperçu, négligeons la différence des quantités de chaleur renfermées dans ces vapeurs et dans la vapeur d'eau. Admettons qu'on ait quatre chaudières, et désignons par P le poids du liquide renfermé dans chacune d'elles ; en supposant qu'on y ait préalablement fait le vide, et que les excès de température soient de 20% les températures seront de 100°, 80% 60», 40°, dont la moyenne est 70°, et la quantité totale de chaleur employée sera de 70 P + 0,2 (630 — 70) P = 182 P ; tandis que, si l'on effectuait des distillations simples sous la pression atmosphérique, la dépense de chaleur serait égale à 4 P (100 + 0,2. 500) = 824 P, c'est-à-dire à peu près quatre fois et demie plus grande. Si les distillations successives avaient lieu sur la totalité du liquide, la dépense de chaleur serait (630 — 70) P = 560 P ; tandis que, par des opérations simples, elle serait 4. 630 P = 2520 P, ou à peu près quatre fois et demie plus grande, comme précédemment. J'ajouterai que l'économie pourrait être augmentée en faisant passer la chaleur des vinasses, épuisées dans les liquides qiii les remplaceraient ; la chaleur dépensée serait alors réduite à 0,2 (630 — 70) P = 112 P, et le rapport delà chaleur qui serait absorbée par des distillations simples à celle qui est consommée dans l'opération dont il est question serait égal à 824 : U 2 = 7,35.

1552. Les conditions que nous venons de supposer sont très-sensiblement celles qui se présentent dans les appareils à colonne ; chaque plateau rectifîcateur est alors en réalité un appareil d'ébullition spécial auquel la chaleur est fournie par la vapeur du plateau précédent. Dans le cas de ces appareils, la quantité de chaleur à fournir pour la distillation s'obtiendra en calculant : 1° la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer et vaporiser l'alcool du produit obtenu ; 2° la quantité de chaleur qu'il faut pour échauffer et vaporiser l'eau qui reste dans le produit distillé ; 3" la quantité de chaleur qu'il faut pour échauffer les vinasses à la température de leur ébullition. La somme de ces quantités fournira la dépense théorique de la chaleur à laquelle il faudra ajouter la quantité de chaleur qui se perd par le refroidissement extérieur des parois de l'appareil distillatoire, mais de laquelle aussi il y a lieu de retrancher la quantité de chaleur récupérée dans le chauffe-vin. Appliquons ces considérations au cas d'une colonne distillatoire opérant sur des jus à 4 pour 100 d'alcool en volume et produisant des flegmes à 45 pour 100.

Un hectolitre de ce jus contient 4 litres d'alcool, et comme la densité de l'alcool est 0,8, le poids de l'alcool sera

Le flegme obtenu contiendra en eau les ^ du volume de l'alcool, soit :

4 X § = 41,89 ou 4S89-,

le volume de la vinasse sera donc :

iOO — 4— 4,89 = 91,11.

En supposant le jus à 10°, un kilogramme d'alcool exigera pour a vaporisation sous la pression atmosphérique

69 X 0,622 + 207 = 250 calories ;

un kilogramme d'eau prendra 90 -\- 537 =627 pour sa vaporisation et on aura pour la quantité de chaleur théorique absorbée

3,2 X 230 + 4,89 X 627 + 91 ,H X 90 = 12066 calories.

Si nous supposons la vapeur de chaufTe à S atmosphères, chaque kilogramme de vapeur abandonnera 553 calories, pour passer à

l'état d'eau à 100°, il faudra donc dépenser -jr^ = 2i^,8 de vapeur

pour distiller 100 kilogrammes de jus ; si nous admettons qu'un cheval corresponde à 25 kilogrammes de vapeur par heure, un hectolitre

de jus distillé en une heure exigera -^ = 0, 87 de cheval-vapeur.

Cette consommation répondra à 24 hectolitres en vingt-quatre heures. Si nous comparons ces nombres avec ceux que nous avons donnés pour les colonnes distillatoires Savalle, on voit que le n° 13, qui distille 2500 hectolitres en vingt-quatre heures, exige 95 chevaux ; à 0,87 de cheval par 24 hectolitres on trouverait 90 chevaux environ ; on voit donc que, dans les colonnes distillatoires Savalle, la chaleur perdue par les parois est très-sensiblement égale à celle qui est récupérée par le chauffe-vin.

1553. Ces calculs ne s'appUqueraient plus aux rectificateurs, car, dans ce cas, il n'y a plus de chaleur récupérée par le chauffe-vin, et indépendamment de la chaleur perdue par la surface extérieure de l'appareil, il y aurait heu de tenir compte de la chaleur dépensée dans

le condenseur analyseur et dont l'importance est considérable, puisque dans le rectificateur Savalle, les deux tiers des vapeurs arrivant au condenseur font retour à la chaudière.

Essayons d'établir par un calcul approximatif la quantité de vapeur nécessaire à la marche du rectificateur; nous supposerons des flegmes à 45° fournissant de l'alcool à 93° centésimaux. Un hectolitre de flegme contient 45 litres d'alcool dont la densité est 0,8, et le poids 45 X 0,8 = 36 kil.

Le flegme obtenu contient en eau les — de son volume d'alcool,

soit 45 X 9g = 2 litres ou 2 kilogrammes.

Le volume de la vinasse sera 100 — 43 — 2=53 htres, et son poids sera 53 kilogrammes,

La quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser et échauff'er les 36 kilogrammes d'alcool sera 36 X 250 = 9,000 calories ; celle qu'il faudra pour vaporiser les 2 kilogrammes d'eau sera 2 X 627 = 1354 ; mais nous avons dit que les deux tiers du liquide que formerait la condensation des vapeurs arrivant dans l'analyseur font retour à l'appareil pour être vaporisés de nouveau ; de plus, la portion qui retourne aussi à l'appareil est notablement plus riche en eau que celle qui va au condenseur, supposons qu'elle soit 80° centésimaux. Le volume du hquide qui se forme dans le condenseur était de 47 litres, celui du Hquide qui fait retour à l'appareil sera de 94 litres environ contenant 94 X 0,20 = 18',8 d'eau et 94 X 0,80 = 75',2 d'alcool.

La quantité de chaleur nécessaire pour échauffer et vaporiser l'alcool sera 75,8 x 0,8 x 250 = 15040 calories, et celle qu'il faudra pour échauff'er et vaporiser l'eau sera 18,8 x 627 = 11787 calories.

Enfin la quantité de chaleur nécessaire à échauffer la vinasse sera de 53 X 90 = 4770 calories. La quantité totale de chaleur requise pour la rectification d'un hectolitre de flegme sera donc :

9000 -f 1354 -|-i 3040 +H787-f- 4770 = 41931 calories.

En supposant que chaque kilogramme de vapeur condensée fournisse 550 calories, cela répondà une consommation de -—^ = 76'', 3 de vapeur, et si on suppose qu'un cheval-vapeur répond à un consommateur de 25 kilogrammes, on aura ~=3'\05 par heure et par

hectolitre de vinasse traitée ; le n° 12 des rectificateurs Savalle exige HO chevaux par 200 hectolitres de production journaUère, soit en supposant vingt heures de travail effectif, 10 hectolitres de produit par

heure; mais 10 hectolitres d'alcool obtenu représentent 10 + -^ de flegme traité, soit 23 hectolitres; ces 23 hectolitres exigeant 110 chevaux, un hectohtre exige ^ = 4% 8. L'utihsation de la chaleur dans l'appareil sera donc représentée par ^ = 0,635 et les

pertes par rayonnement et autres par les 0,365 de la chaleur totale fournie.

1554. Depuis un certain temps, la fabrication de l'esprit de bois ou alcool méthyhque a pris une certaine importance ; elle comprend un certain nombre d'opérations ; les produits liquides résultant de la distillation du" bois en vase clos étant rassemblés dans un récipient se divisent en trois couches : la couche supérieure est formée d'huiles légères contenant de l'acide acétique ; la couche moyenne est aqueuse, elle contient de l'acide acétique et de l'esprit de bois ; la couche inférieure est formée de goudrons contenant de l'acide acétique.

La couche médiane mise à part subit deux distillations successives ; la première se fait dans un alambic surmonté de trois plateaux Pistorius, d'où les vapeurs se rendent dans un réfrigérant. On obtient ainsi des flegmes à 30° qu'on traite par la chaux et qu'on distille dans un appareil rectificateur composé d'une chaudière chauffée au moyen d'un serpentin à vapeur, d'une colonne d'analyse formée de plateaux Pistorius et d'un réfrigérant ; avec une colonne de sept tronçons de O^jSO de diamètre, on peut produire en une seule opération de l'alcool méthylique à 95°.

Les appareils Savalle sont aussi appliqués avec succès à la distillation de l'alcool méthylique ainsi qu'au fractionnement des benzols pour la fabrication des couleurs d'anihne.

1555. Les appareils employés à la distillation des huiles de pétrole sont, en général, des appareils de distillation simple sur lesquels on trouvera des renseignements très-intéressants dans un mémoire de M. Albert Grand {Bulletm de la Société des ingénieurs civils^ 1869).

1556. Au point de vue de la conduite des opérations, il est bon de pouvoir déterminer la teneur en alcool des vinasses ou des petites eaux ; on se sert pour cela d'appareils dont le type est l'alambic de

M. Salleron. M. Savalle a perfectionné ces appareils, qui se composent d'une chaudière chaiifTée au moyen d'un fourneau à gaz ; cette chaudière est surmontée d'une colonne d'analyse des vapeurs et d'un réfrigérant ; on recueille le produit de la distillation dans une éprouvette. Quand il s'agit de liquides très-pauvres en alcool, comme la vinasse, on opère sur 10 litres de liquide et on recueille 100 centimètres cubes de produits distillés ; l'alcoomètre indiquant facilement

le -L d'alcool, on voit qu'on pourra retrouver un centimètre cube

d'alcool dans 10 litres devinasse, soit 0,0001 du volume.

L'appareil a été modifié encore par M. Savalle et établi à épreuve continue, il reçoit les vapeurs des vinasses qui sont analysées dans l'appareil et le produit concentré s'écoule dans une éprouvette où plonge constamment un alcoomètre; on règle l'eau de condensation de façon à ce que l'appareil ne produise que 1 à 2 litres de produit distillé par heure. On reconnaît ainsi facilement si les vinasses sont complètement épuisées et si, par conséquent, il n'y a pas d'alcool perdu.