SYSTÈME DE COMPRESSION AUTOMATIQE DU GAZ

Ce système inventé par Barruel et Vernaut diffère du précédent par la suppression de la pompe aspirante et foulante. La partie dt* l'appareil dans laquelle s'effectue la réaction qui produit l'acide carbonique est en communication avec le vase dans lequel Teau se charge de gaz. Tant que les éléments de la réaction sont en présence, une certaine quantité d'acide carbonique s'ajoute à chaque instant à celui qui a été produit, et la pression intérieure se trouve ainsi augmentée; ici donc, c'est le gaz qui en se comprimant lui-même amène sa dissolution dans l'eau.

Parmi les appareils appartenant au système dcBaiTuel, un desp^^ miers qui soient entrés dans la pratique a été imaginé par Savaresse. Des dispositions plus simples ont été adoptées depuis par un constructeur habile, M. François, dont ra])pareil est actuellement adopté dans un grand nombre de laboratoires de pharmacie. Les divers organes de l'appareil de Savaresse étant plus isolés que dans celui de

SYSTÈME DE GMIPREilSION DU CAE PAR LUl-HÊHIi. 749

M. François et leur fonctionnement plus facilement intelligible, nous le décrirons avec quelques détails.

Fig. 49.

A est le vase {/ig. 49) dans lequel l'adde carbonique se produit. On y introduit un mélange d'acide sulfiirique el d'eau; la craie est enveloppée dans un cylindre creux de papier qui piésente la forme d'une longue cartouche que l'on introduit dans le col A'. Celle carlouclie est soutenue par une tige iransversale, de telle sorte qu'il ne peut y avoir de contact entre la craie et l'acide sulforique, que dans le cas où l'on met en mouvement un diviseur de forme spédale qui déchire l'extrémité inférieure delà cartouche et détermine la chule d'une partie du carbonate de cliaux dans l'acide ; de celte façon, le dégagement de gaz est conduit et réglé à volonté C es! le manomètre, U est l'i^piirateur contenant de la braise de boulanger lavée, puis imprégn^'e d'une dissolution de bicaibonate de soude; K K est le cylindre creut qui contient leau destinée .Ma saturation. Une soupape, placée à I exl rémité du tube T, \ers sa jonction avec le récipient cylindrique, livre passage au gaz etmel obstacle à la sortie de l'eau. Ë est le robinet qui ouvre et ferme la communication entre la première et la seconda

750 MÊDlGAMEiNTS CHIMIQUES.

partie de l'appareil. En l le tube présente un rétrécissement qui ralentit le mouvement du gaz ; en J existe une boite tournante qui suit le mouvement imprimé au cylindre K, sans permettre l'issue du gai. R est un robinet qui sert à introduire Teau gazeuse dans les bouteilles, fie gaz engendré dans le vase A est amené dans le laveur U et de là dans le récipient K, où il doit se dissoudre. 1^ manomètre C indique à chaque instant la pression, et sert à régler le dégagement d'acide carbonique.

On procède de la façon suivante pour faire fonctionner cet appareil: on remplit d'eau le cylindre K; on introduit Tacide sulfurique dilué dans le vase  et la cartouche de craie dans le col A'. On dt^gage une petite quantité de gaz pour chasser l'air de l'appareil, puis on pose le manomètre et la pièce qui ferme le vase à dégagement. Alors on adapte et l'on serre la virole placée en J, et le gaz commence à entrer dans le cylindre K, dont il vient occuper la partie supérieure. Fn même temps, on ouvre le robinet R, afîn de faire écouler une petite quantité de liquidejlkt de ménager un espace vide suffisant poui l'accumulation de l'acide carbonique. On continue à dégager du gaz, et de temps en temp» on donne au cylindre K un mouvement oscillatoire qui facilite singulièrement la dissolution de l'acide carbonique. Lorsqu'à la suite de quelques oscillations, le manomètre ne baisse plus et marque 6 atmosphères, on introduit le liquide dans les boutt'illes en maintenant le cylindre incliné dans la position où la figure le représente.

Fig. 50.

Pour la mise en bouteilles, on adapte au robinet R(/!9. 50)letuytuen étain e e, qui amène l'eau dans le robinet d'embouteillage B. On paît à volonté boucher à la main ou par un procédé mécanique. Il est

SySIÈHK DE OMtPItKSSlON DE GAZ PAR Lli|-4IËHE. 7M

ëgolement possible, i l'aide du luyau en étain a a, d'èlablir une coramunicalion entre la bouteille et la partie supéneure du Tèàpicnt K K, dans les cns où l'on doii remplir la bouteille d'acide carbonique avant d'y introduire un liquide sucré et visqueux.

Dans l'appareil de Savaresse, le récipient reste plein d'acide carbonique soumis à une pression de plusieurs a tmosp libres. Lorsque la fabrication est continue, on possède deux réservoirs et l'on fait communiquer cd# qui vient de fonctionner el qui est rempli de gaz, avec un second réservoir contenant de l'eau destinée k absorber le gaz carbonique.

-Fig. !

Appareil lie François. — Cet appareil {^g. 51) présente une des formes les plus simples et les plus commodes qu'ait reçu le système de compression automatique des g^z. Il renfi^mie les mêmes oiganes que l'appareil de Savaresso, mais agencés el combinés de telle façon, que l'emplacement qu'il occupe est beaucoup moins ronaidérable. — Le

générateur d'acide carbonique est tout à fait analogue au précédent, il est relié directement au récipient d'eau gazeuse, par un système ingénieux, qui ne permet l'arrivée du gaz dans l'eau, qu'après son passage sur un épurateur. Le cylindre oscillant de Savaresse est remplacé avantageusement par une sphéra fixe dans laquelle TagiUtion de Teau est obtenue par un système de palettes mis en mouf^ ment au moyen d'une manivelle.

Nous nous contentons de donner la disposition fhiérale de l'appareil, laissant de côté les détails techniques de construction qui rendent son emploi particulièrement commode dans les laboratoires des pharmaciens.

SYSTÈME DE BRAMAH.

Dans le système de fabrication des eaux gazeuses inventé pir Bramah, une pompe aspire l'eau et le gaz, puis les refoule simultanément dans un réservoir commun. Ce récipient est d*une petite capacité; mais, à mesure qu'il se vide par l'écoulement de l'eau gazeuse, la pompe fournit une nouvelle quantité d'eau et d'acide carboniqœ. De cette manière, le travail peut durer sans interruption aussi longtemps qu'on le veut.

L'appnreil de Bramah a été décrit avec beaucoup de détails dans le Bulletin de la Société d'encouragement ; il est employé dans la plupart des fabriques d'Angleterre. Cette machine siinplifièe fonctionne dans beaucoup d'ateliers en France.

Le système de Bramah comprend un appareil pour la production du gaz carbonique et un gazomètre qui sert de réservoir. Celui-ci n'a pas besoin d'tHre gradué, car ici le volume du gaz se mesure par la pression intérieure de l'appareil, et non plus par le volume qui a été puisé : par la même raison, le gazomètre peut ôlre d'une asseï faible capacité, car il stifTit que l'alimentation corresponde à la dépense.

A est le récipient {fig. 52) dans lequel l'eau gazeuse doit se produire : sa capacité est de 15 à 16 litres.

Dans rinléricnr de ce récipient existe un agitateur (fig, 53) destiné à faciliter le mélange de l'eau et du gaz. 11 est mis en mouvement par la manivelle M qui est munie d'un volml, et qui fait en même temps fonctionner la pompe aspirante et foulante. S est une soupape de sûreté; H est un manomètre indiquant la pression intérieure; T est un tube de verre placé en dehors du récipient et faisant communiquer la partie supérieure et la partie inférieure de sa

SÏSTÈHE DE BRAHAH. 153

«avîtè. L'eau y pénètre et permet de constater pendant la durée de l'opération quelle est la hauteur du récipient occupée par le liquide.

Zl

R est un robinet garni de rondelles de caoulcliouc sur lesquelles le col de la bouteille vient s'appliquer au moyen d'une pédale â bascule ; 11 porte latérale ment une armure de cuivre G, qui garantit l'opérateur contre les éclats de verre; ce dispositif est le même que dans l'appareil de Genève.

La pompe P sert à puiser en même temps l'eau et le gaz, et à les refouler tous deux dans le tonneau récipient; le piston est mis en mouvement par la ^ ^^

manivelle.

Q est une pièce de l'appareil qui sert à faire arriver l'eau et le gaz dans le récipient et A régler leur admission ; elle communique d'une part avec les réservoirs à eau et à gaz, et d'autre part avec le récipient. Un robinet R {^q. 54) échancré permet le passage de l'eau et du gaz, quand l'èchancrure est dirigée en haut. Mais lorsque l'èchancrure de ce robinet est tournée à droite ou à gauche, on peut, suivant la marche de l'opération, fermer l'orifice d'arrivée de l'eau ou du gaz, ou bien encore agran- vig. 54.

dir ou diminuer le passage livré à chacun d'eux, et par suite admettre à volonté plus d'eau ou plus de gaz. Une petite tige T sert à faire tourner le robinet, elle se meut devant un arc de cercle indicateur qui permet d'ouvrir exactement le robinet de la quantité désirée.

Pour faire fonctionner l'appareil, on ouvre le robinet R d'une quantité convenable, que l'expérience indique bientdt; en même temps OR soulève de temps à autre la soupape du récipient, jusqu'à ce qu'il soit entièrement rempli \ on expulse ainsi l'air atmosphérique qu'il II. — tii*£dit 48

âXïHZ)

contient. On fait alors écouler une pailie de Feau, et, pendant tout le temps que dure l'opération, on tient le récipient rempli aui deux tiers en constatant la hauteur du liquide dans le tube latéral T. On régie le mouvement de la pompe de manière à ce qu'elle fournisse constamment une quantité d'eau égale à celle qui est tirée à l'aide du robinet. Par ce moyen, la continuité du travail s'établit, et dés que la machine, est mise en mouvement, elle ne s'arrête plus que lorsqu'on veut suspendre la fabrication.

Toutes les précautions nécessaires pour ne pas perdre le gaz pendant la mise en bouteilles, et pour se mettre à Tabri des accidents, sont les mêmes que celles que nous avons indiquées pour l'appareil de Genève.

Le degré d'ouverture de la clef du robinet à échancrure latérale est bientôt connu quand on a fait fonctionner l'appareil pendant quelque temps ; du reste, la quantité d'eau tirée et l'indication du manomètre guident également l'opérateur. On travaille ordinairement sous une pression de 7 atmosphères, et si la tension devient supérieure à cette limite, la soupape de sûreté est réglée de façon à se soulever et à donner passage au gaz excédant. On peut la faire communiquer avec le gazomètre, de manière à ne pas perdre l'acide carbonique qui sort alors de l'appareil.

L'appareil de Bramah a sur l'appareil de Genève des avanlages marques. On peut, suivant le besoin, fabriquer une grande ou une petite quantité d'eau gazeuse; on peut sans inconvénient suspendre la fabrication, sans craindre de changer la nature des produits; h saturation s'y fait aussi d'une manière plus rapide, circonstance qui explique la préférence qui lui est accordée dans toutes les fabriques montées sur une échelle un peu forte. Ce système possède de plu^ la propriété précieuse de donner de l'eau également chargée à toute^ les époques de l'opération.

On peut lui reprocher de fournir des eaux gazeuses dans lesquelles l'acide carbonique est peu adhérent; c^s eaux sont, si l'on peut s'eiprimer ainsi, plus gazeuses pour la forme que pour le fond ; cet effet tient àce que, vu la faible capacité du récipient, l'eau et le gai ne restent pas assez longtemps en contact. Sous ce rapport, les systèmes de Barruel et de Savaresse offrent une supériorité réelle. L'ex{>êrience a démontré que la permanence de la solution d'acide carbonique est d'autant plus grande que les gaz sont restés plus longtemps en contact sous une forte pression. On peut reprocher également à l'appireil continu d'être moins propre à la fabrication des eaux riches eo carbonates calcique ou magnésien, lesquelles exigent un séjour pro-

SÏSTÈME DE SOUBEIRAIt.

HÉUIUHENTS OUlHUjUES.

longé de ggs sds peu solubles avec l'eau chargée d'acide carbonique. Dans ces cas, on est obligé de ne préparer que la petite quantité d'eau qui peut être contenue dans la capacité du récipient .

Soiibeiran a réuni les avantages des deux systt>ines dans l'appareil qu'il a fait établir à la Pharmacie centrale des liApïtaux de Paris, €ii prenant un réservoir qui peut contenir 120 litres d'eau. I^ figure 5â représente l'agencement de toutes les parties de cet appareil, et il ei>l facile d'y reconnaître les différents organes dont nous avons donne plus haut une description suflisamment détaillée. Dans les produib fournis par cette combinaison, le gaz adhère d'autant plus à l'eau qu'il est resté plus longtemps en contaa avec elle. En outre, on peut transformer l'appareil et le faire fonctionner comme le système de Genève, puisqu'il suffit pour cela de tourner le tuyau d'introduction de manière h ce qu'il ne fournisse que du gaz.

BOUTEILLEiS SlPHOlDES

On sait que lorsqu'on débouche une bouteille pleine d'eau gazcujo. il se produit une vive effervescence qui souvent entraîne hors du *asc une partie du liquide. En outre, celui qui en fait usage est partagé entre l'inconvénient de perdre une portion du gaz contenu dans l'eau de son verre, s'il s'occupe à reboucher la bouteille, ou de laisser affaiblir l'eau qui reste, s'il commence par boire la liqueur versée. Chacun a appris par e.ipérience que, pour peu que l'on tarde à boire la totalité d'une bouteille gazeuse, les dernières parties que l'on verse sont à peine chargées de gaz. Savaressc a cherché , A éviter ces dirGcultés par la construction de bouteilles siphoïdes dont l'application s'est généralisée. Une bouteille siphoîde {fig. 36) est un vase en grès verni ou en verre, dont la capacité est généralement plus grande que celle d'une bouteille à eau de Sellz ordinaire. La tubulure de la bouleilk' porte un ajutage A en étain tin solidement Gié sur le col.

l^et ajutage présente à une certaine hauteur on rétrécissement sur lequel vient poser un petit olindre métallique C, terminé par un disque de li^e Irës-fin et fixé au moyen de cire k cacheter. Quand le liège est appuyé exactement sur le rélrécisst^ ment, il intercepte toute communication entre l'inlàrieur de la bou-

BOUTEILLES SlPllOlDES. 757

teiile et Tair extérieur. Ce petit cylindre est solidaire avec une pièce qui maintient le liège et son support sur l'orifice, grâce à la pression qu'exerce sur elle un ressort spiral. Lorsqu'on veut donner écoulement au liquide, on presse sur le levier L qui soulève facilement le cylindre et le disque, en surmontant la résistance du ressort. Un tube de verre T est soudé à Tajutage et va plonger jusqu'au fond du vase. En appuyant sur le levier, on établit à volonté une communication entre l'intérieur du cruchon et Tajutage ; dans ce cas, l'eau gazeuse sort par le bec 0. Le levier à bascule que nous venons de mentionner a remplacé avantageusement une vis qui, dans l'origine, servait à soulever ou à abaisser le cylindre C.

La manière dont fonctionne le vase sypholde est facile à comprendre. Supposons que le vase soit rempli d'eau gazeuse; il existe vers la partie supérieure confinant à Tajulageun petit espace vide de liquide, mais qui contient du gaz acide carbonique, comprimé à plusieurs atmosphères. Rien ne peut sortir de la bouteille, car le liège est appliqué exactement sur l'ouverture, et la force du ressort a été choisie de telle façon que la pression du gaz ne peut vaincre sa résistance. Mais si Ton vient à appuyer sur le levier, le gaz qui presse la surface de l'eau, détermine son ascension dans le tube T. Lorsque l'eau s'est élevée jusque dans l'ajutage, elle se déverse par le conduit latéral 0. Dès qu'on cesse de peser sur le levier, le cylindre est de nouveau comprimé par le ressort, le liège s'applique sur l'orifice, et rien ne peut plus sortir de la bouteille.

Quand on a tiré une certaine quantité d'eau gazeuse d'une bouteille siphoïde, l'écoulement se ralentit et finit quelquefois par cesser complètement. Ce phénomène tient à ce que le gaz, qui comprime la surface de l'eau, perd de sa tension à mesure que s'accroît l'espace libre laissé par l'eau. H est donc difficile de vider d'un seul coup un appareil de ce genre ; mais si l'on tient la bouteille fermée pendant quel- * ques instants, lorsque l'écoulement se ralentit, l'eau gazeuse restante abandonne une portion de gaz qui rend bientôt à l'atmosphère intérieure la force élastique nécessaire pour rétablir l'ascension et l'issue du liquide.

Soubeiran a démontré par des expériences directes qu'en vidant successivement une bouteille siphoïde, chaque verre d'eau gazeuse contient sensiblement les mêmes quantités de gaz. Il est vrai que l'eau contenue dans la bouteille s'affaiblit à mesure que l'on en tire ; mais comme la tension diminue en môme temps, la force du jet s'affaiblit et la perte considérable de gaz qui en est la conséquence devient de plus en plus faible. Les premiers verres reçoivent donc une eau

MfiDIGAMENTS CHIMIQUES.

qui perd plus de gaz, et les derniers une eau moins gazeuse qui en abandonne moins. De telle sorte que Texpérienoe proate que h boisson se trouve à peu près au même état de saturation.

Le remplissage des bouteilles siphoïdes s'effectue au moyen don tube à robinet sur lequel s'adapte une pièce coudée, percée d*an et-

nal]intérieur. Cette pièce (fig. 57) est en buis et le canal central est assez large pour que rextrèmité du bec en éfain puisse y être introduite. Pour h faire fonctionner,, on presse sur le levier de façon à soulever le cylindre C ; en un temps très-court, Feia gazeuse est refoulée dans le vase sipholde et le remplit en grande partie. Au moment où l'on tourne le robinet, l'eau gazeuse comprimée dans le tonneau K par latmosphère de gai qui la recouvre, pénètre dans le cruchon par l'ajutage et le tube de verre T. L'air que retient le cruchoo est pressé jusqu'à ce que sa force élastique fasse équilibre à la pression exercée à la surface de l'eau dans le récipient. C'est la cause en vertu de laquelle le cruchon ne se remplit pas complètement d'eau. A ce moment, on laisse descendre le cylindre C ; pour fermer le cruchon, on le retourne sans le secouer. On presse le levier, et l'air sort, laissant dans la bouteille une atmosphère formée par un mélange d'acide carbonique et d'air. On introduit alors le bec du siphon dans l'ajutage du robinet, et quand le liquide cesse de couler, on répète la même manœuvre jusqu'à ce que le vase soit entièrement plein. Le remplissage des bouteilles siphoïdes par ce moyen s'exécute beaucoup plus rapidement que celui des bouteilles à l'aide des procédés ordinaires.

Quand une bouteille siphoïde a été vidée, elle reste pleine d'adde carbonique ; elle n'en est que mieux disposée à recevoir une nouvelle charge d'eau gazeuse. Comme aucun corps étranger ne peut s'introduire dans les bouteilles, elles n'exigent pas de fréquents lavages.

Savaresse prescrit de remplir les vases siphoïdes sous une pression de 10 atmosphères dans le récipient. Mais il serait inexact de croire que le volume d'acide carbonique dissous dans Teau corresponde à

FIg. 57.

BOUTEILLES SIPUCdDES.

cette pression; il ne dépasse guère 4 volumes. On ne donne pas à l'eau le temps d'arriver à saturation.

Tels sont les appareils originels; ajoutons qu'ils ont été modifiés et simplifiés de plusieurs façons différentes. Nous n'entrerons pas à ce sujet dans des descriptions techniques, Ténoncé des principes nous paraissant suffisamment explicite dans les détails qu'on vient de lire.

Briet a décrit sous le nom d^appareils gazogènes des systèmes de petite dimension propres à préparer de l'eau chargée d'acide carbonique.

Il existe aujourd'hui un grand nombre d'appareils de ce genre, nous décrirons seulement le système de Briet ; il a été imaginé le premier et de plus il fonctionne très-bien.

L'appareil gazogène de Briet (fig. 58) se compose de deux pièces qui s'adaptent l'une sur l'autre au moyen d'un pas de vis.

Pour le charger, on démonte l'appareil en ^ dévissant la carafe A de dessus le pied B. On enlève le tube de communication ^* celui-ci entre à frottement dans la tubulure de B et établit une communication entre les deux pièces principales. Quand on veut faire fonctionner l'appareil, on remplit d'eau la carafe A, que Ton pose sur sa partie plane ; on introduit dans la cavité B, 18 grammes d'acide tartrique en poudre et 22 grammes de bicarbonate de soude pulvérisé. Alors on ferme B avec le tube de communication; on le renverse sur A ; on ferme en vissant et l'on retourne l'appareil. L'eau de la carafe coule sur les sels, jusqu'à ce que son niveau soit descendu diV0 ras de l'extrémité supérieure du tube t. Le gaz carbonique se produit et se rend dans l'eau de la carafe qui le dissout.

Il est essentiel de laisser fonctionner l'appareil pendant 50 minutes au moins, afin de donner aux agents chimiques le temps de se dissoudre et de réagir complètement. Vers la fin de l'opération, on agite légèrement l'appareil en lui imprimant un mouvement gyratoirelent; on facilite ainsi la dissolution du gaz dans l'eau.

Le jeu de cet appareil est fort simple ; l'acide carbonique pénètre dans la carafe, et, comme le système est entièrement clos, le gaz se dissout dans Teau, sous l'influence de la compression qu'il exerce lui-même.

Fig. SS.

760 MËmCÂMENTS GHIMIQUISS.