CHAPITRE VIII. — APPAREILS A EFFETS MULTIPLES. 'M'i

Le sirop à 20° Baunié contenant :

Sucre 30,00 J

Cendres 2,16 [ 100,00

Eau C7,84 ;

il s'ensuit que le sirop provenant de 1,500 hectolitres de jus contiendra ^^"'^^.^^^'^^ = 29S46 kilogrammes d'eau.

La quantité totale d'eau évaporée en 24 heures sera donc égale à 130351-2954G = 100805 kilogrammes ; soit 4200 kilogrammes par heure. Or, la surfîice de chaufTe de la première chaudière est de 60'""' avec un excès de température de 17% soit 60 X 17 = 1020""' pour un excès de 1°; dans la deuxième chaudière la surface de chauiîe est de 74'"'> avec un excès de 11% soit SU""» pour un excès de r ; enfin dans la troisième chaudière la surface de chauffe est de SS""» avec un excès de 20°, soit 1700""' pour un excès de 1°; la surface totale sera donc de 1020 -}- 814 -f 1700 =: 3534""ï pour un excès de 1° et par suite la quantité d'eau vaporisée par mètre carré, par heure et pour un degré d'excès de la température sera,

Quant à la vapeur condensée, il faut ajouter au nomhre trouvé 3544 la quantité de vapeur nécessaire pour échauffer le jus de 10° à la température moyenne de 80°, soit de 70° et comme le poids du jus est de 156750 kilogrammes, on doit produire 10972500 calories en 24 heures et par 3534""' de surface de chauffe, ce qui donne

' ^^ = 129 calories par heure, et comme un kilogramme de vapeur

abandonne à peu près 550 calories, la quantité de vapeur condensée en

surplus sera de ^ = 0''",23 ; ce qui donne pour la quantité de vapeur condensée par mètre carré par heure et pour un degré d'excès i" ",18 4-0"", 23--^ l'''',41.

Quant à la consommation de vapeur nécessaire à la marche de l'appareil, elle se compose de deux parties :

1° Celle qui est nécessaire au réchauffage du jus ; cette opération exige, comme nous l'avons vu, 10972500 calories pendant 24 heures,

soit par heure —^-7 — ' et comme un kilogramme de vapeur abandonne

en se condensant environ 550 calories, le nombre de kilogrammes

de vapeur nécessaire au réchauffage sera - — ^ = 831 kilogrammes.

2° La quantité de vapeur nécessaire à l'évaporation ; or, la quan-

lité totale d'eau évaporée en 24 heures est de 100805 kilogrammes, et si on admet, comme approximation, que la vapeur produise en eJïet dans l'appareil un triple effet, 1 kilogramme de vapeur condensée vaporisera 3 kilogrammes d'eau et la quantité de vapeur à

fournir pour la vaporisation sera en 24 heures de — 7-^' et en une

1400 kilogrammes, La quantité totale de vapeur

heure, de^-^^^

à fournir sera donc 831 + 1400 = 2231 kilogrammes par heure; cette quantité ne peut être considérée que comme un minimum, puisqu'on n'a pas tenu compte des quantités de chaleur perdues par les parois des chaudières et des tuyaux de conduite.

1665. Pour réduire encore la quantité de vapeur consommée dans la fabrication du sucre, on remplace quelquefois le condenseur M de l'appareil à triple effet par un conden<?.eur-réchaiiffenr de jus représenté figure 384,11 se compose d'un corps cylindrique xV renfermant

un faisceau tubulaire dans l'intérieur duquel coule le jus froid que l'on conduit à la carbonatation. Ce jus pénètre dans une caisse inférieure B à 10° environ et sort à une température voisine de 40° par la tubulure C placée à la partie supérieure. Vers le haut, le corps cylindrique est entouré d'une enveloppe D dans laquelle pénètrent les vapeurs de la troisième chaudière du triple- effet, le sirop entraîné se dépose dans la capacité D et on peut l'envoyer au monte-jus qui suit le triple effet par le tuyau E muni d'un robinet. Un tube à niveau F sert à indiquer quand cette opération est nécessaire; les vapeurs circulent autour du faisceau tubulaire et se condensent en partie ; elles viennent se rendre ensuite dans la capacité G où se fait l'injection et sur laquelle se branche le tuyau de la pompe à air ; cette disposition a le double avantage de diminuer la quantité d'eau nécessaire à la condensation et de diminuer la quantité de vapeur qu'on doit employer pour chauffer le jus à la carbonatation. Son effet n'est cependant obtenu d'une façon complète

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qu'à la condition que la surface intérieure des tubes soit entretenue dans un état de propreté parfaite ; il en résulte la nécessité de nettoyages fréquents par suite du dépôt de chaux qu'abandonne le jus déféqué dans son passage à travers les tuyaux ; cette complication du travail fait que beaucoup de fabricants n'utilisent pas le condenseur réchauffeur.

1666. Evaporation des liquides, en emploijant, comme moyen de chauffage, la vapeur qui se dégage^ après l'avoir comprimée. — Dans ce qui précède, nous avons indiqué l'emploi de la chaleur de la vapeur pour produire des évaporations successives sous des pressions décroissantes. M. Pelletana proposé, dès avant 1840, un autre mode d'évaporation qui consiste à aspirer, au moyen d'une pompe, la vapeur qui se produit dans une chaudière fermée, et à la comprimer dans un double fond de manière à élever sa tentpérature de plusieurs degrés ; cette vapeur se condense en en produisant de nouvelle dans la chaudière. Si l'eau de condensation en s'échappant échangeait sa température avec le liquide d'alimentation de la chaudière, et s'il n'y avait point de perte de chaleur par les parois, il est évident qu'avec Ja môme quantité de chaleur on [lourrait évaporer un poids indéfini d'eau au moyen d'une certaine puissance mécanique. Mais comme l'utilisation de l'eau de condensation présenterait trop de difficultés, -on doit compter qu'elle serait abandonnée à 100°. Alors la dépense de chaleur pour évaporer 1 kilogramme d'eau serait seulement de 100 unités, au lieu de 650, et avec 1 kilogramme de vapeur partant d'un ^'énérateur, on pourrait évaporer 6", S d'eau. D'après M. Pelletan, on n'aurait dépensé que 1 kilogramme de charbon pour évaporer 30, et même jusqu'à 100 kilogrammes d'eau. Mais cela ne serait évidemment possible qu'autant que l'on ne tiendrait pas compte du travail dépensé pour faire mouvoir les pompes, et que l'eau de condensation, du moins pour le dernier chiffre, ne serait pas abandonnée à 100"*. Le travail mécanique employé peut fournir de la chaleur indéfiniment et permet d'obtenir théoriquement l'effet indiqué par M. Pelletan. Mais ce travail ne peut fournir que son équivalent en chaleur et résultera lui-même de l'emploi d'une quantité de chaleur équivalente fournie en général par une machine à vapeur. Mais on sait que la machine à vapeur ne rend en travail qu'une faible fraction de l'équivalent de la chaleur qu'elle a employée, de là l'insuccès d'une pareille méthode. M. Pelletan a aussi proposé de produire la dilatation dans la chaudière et la compression de la vapeur dans le double fond, par un jet de vapeur ; il paraîtrait que le premier sys-

tome n'a jamais été essayé. Voici la disposition ingénieuse de l'appareil employé dans le second système.

M [fig. 385) est une chaudière à fermeture hydraulique dont le couvercle 1 1, est équilibré par un contre-poids. Cette chaudière, destinée à la concentration des jus de betterave, est chauffée par un double serpentin G, G, placé au fond. A, A sont les tuyaux d'aspiration des vapeurs formées dans l'appareil ; ils sont munis des robinets «, a; les jets de vapeur se produisent par les tubes ô, b^ dans les boîtes B, B, pour appeler les vapeurs par les tuyaux A, A et les

refouler dans le serpentin par les tubes c, c ; B, D, prises de vapeur supplémentaires pour la mise en train ; F, F, réservoirs destinés à retenir l'eau entraînée mécaniquement pai' la vapeur qui arrive du générateur par un tuyau E ; H, tuyau de retour de l'eau condensée. On voit, d'après cette disposition, que lorsque, par une opération préliminaire, on a purgé d'air la chaudière et qu'on ouvre tous les robinets, le jet de vapeur, en s'échappant par la buse b, appelle la vapeur qui se forme dans la partie supérieure de la chaudière, la comprime en la lançant dans le serpentin, et que le chauffage a lieu et par cette vapeur et par celle que fournit le générateur. La chaudière sur laquelle on a fait l'expérience que nous allons rapporter avait 1 mètre de largeur sur 2'", 50 de longueur.

On a commencé par expulser l'air de la chaudière et par chauffer l'eau à 100% en y introduisant directement la vapeur ; ensuite on a fait passer la vapeur dans le serpentin, et on a ouvert les robinets a, a; la pression dans le vase F a été maintenue à 5 atmosphères, et à O^jSTS en hauteur de mercure dans le serpentin. La quantité d'eau évaporée dans la chaudière a été de 9P, 9. Dans une première expérience, on avait condensé 40 kilogrammes d'eau dans le serpentin. En admettant que la quantité de vapeur fournie par le générateur était la même dans les deux expériences, il s'ensuivrait que 40 kilogrammes de vapeur auraient évaporé 91"', 9 d'eau, ce qui donne

-^ = 2'', 3 d'eau par kilogramme de vapeur. La seule manière de