DÉFÉCATION DES JUS

Î88. L'opération la plus importante de toute la fabrication, c'est la défécation ou purification des jus. Au sortir des presses, malgré toutes les précautions, ces jus, qui pourraient être incolores, sont toujours colorés en rouge vineux, passant au violet et même au noir, suivant la quantité d'air absorbée pendant le râpage et le pres- S2^e.

Il est essentiel de bien comprendre en quoi consiste l'impureté des jus, et l'influence réelle de cette impureté sur les opérations ultérieures. Je vais essayer de le dire.

L'impureté doit être examinée à deux points de vue trèsdifférents : le point de vue physique ou mécanique, et le point de vue chhnique :

(I) Cours de sucrerie, p. 170.

1"* Impureté physique. Les jus contienn^t des matières dont la présence nuit à l'extraction du sucre; sans causer directement sa décofflfiosition et sa perte» mais uniquemeol en rendant les sirops plus épais, plus visqueux, le sucre entremêlé de filaments insolubles, colorés, etc. Ces effets peuvent èti*e produits, on le conçoit, en dehors de toute altération chimique du sucre.

^ Impureté chimique. Mais il y'a une autre impureté, la plus dangereuse, celle qui peut occasionner Tinversiondu sucre, sa transformation en produits non sucrés et d'un goût désagréable, en sels alcalins et calcaires, ete. Les acides, comme nous l'avons vu (§ 44), sont on ne peut plus redoutables. Si la betterave ou la canne n'en renferment pas, les jus et les pulpes, ou bagasses, ne tardent pas à en produire sous la seule influence de l'air. Â la vérité, les acides ainsi formés sont de nature organique et peu puissants en eux-mêmes mais leur mélange naturel avec les sels de la plante dont les acides sont minéraux (sulfates, chlorures, azotates,' etc.), met nécessairement en liberté des quantités de ces acides minéraux dont les plus petites sont à redouter.

189. D'un autre côté, les matières azotées des jus peuvent assez aisément subir des transformations du genre de celles que j'ai fait connaître et dont j'ai cité plusieurs exemples dans l'étude des actions chimiques appelées fermentations (§ 253) ; enlever ces matières serait certainement une opération favorable et en tout cas incapable de nuire à l'extraction du sucre.

On appelle défécation toute opération destuiée à remédier,, d'un seul coup, aux difficultés causées daps la suite du travail par les deux sortes d'impureté que je viens de définir. Il faut, en effet, chercher la solution de ce problème dans la voie la plus économique, et la première condition de l'économie est évidemment de iah*e une opéiaâon unique. Toutefois cet unique travail peut être fait dans deux circonstances très-distinctes, à froid ou à chaud. Nous allons étudier la différence.

700. Défécation à froid. — Méthode Maumené. — Jusqu'à présent la seule méthode connue est celle que j'ai conseillée dans

mon brevet de 1855. Chaulage du jus avec au moins 3/100 de chaux, 5/iOO au plus, et abandon du mélange à luinmême dans des bacs, des citernes, etc., suivant la durée de conservation dont on veut obtenir les effets.

La chaux est un agent de défécation très-puissant, au double point de vue désigné dans les lignes qui précèdent. Au point de vue mécanique, elle occasionne immédiatement une précipitation de la pulpe, grossière ou folle^ échappée aux machines de préparation des jus ; elle entraine dans le dépôt, formé par son excèSy par la partie dont le sucre ne peut opérer la dissolution, non-seulement cette pulpe, mais tous les corps solides, plus ou moins divisés, qui restaient en suspension. Au point de vue chimique, elle sature immédiatement les acides, forme avec une partie d'entre eux un dépôt de sels calcaires, trèspeu solubles, et décompose tous les sels ammoniacaux dont Tammoniaque est immédiatement dégagée, parce qu'elle n'est presque plus soluble dans le jus saturé de chaux ou de sucrate calcaire. A la longue elle transforme les matières azotées, asparagine, etc., en acides azotés avec lesquels on la ti*ouve unie, surtout dans le dépôt insoluble. Au bout d'un an même, tous ces effets, plus ou moins développés suivant la richesse des jus, la température, etc., ont amené une défécation ou purification mécanique et chimique de plus en plus prononcée, sans jaeais occasionner la plus faible altération du sucre. J'insiste sur le moi jamais ^ parce que je ne saurais trop affirmer ce fait si important, malgré les contradictions incertaines de Stammer, dont les expériences sont inexactes.

!•! • Défécation à chaud. — Cette méthode est très-ancienne : elle a été mise en pratique d'abord pour la canne et beaucoup plus tard pour la betterave. Il n'est pas sans intérêt de rappeler ici comment on opérait pour le sucre de canne longtemps avant 1789. Les ingrédients c dont on ^ sert dans nos colonies », ditLebreton (1), csont une lessive de cendres et de chaux qu'on délaye dans le même vin de canne »... « deux livres de chaux et une livre de cendre qu'on

(1) Traité sur les propriétés et ks effets du sucre, 1789.

détrempe dans quinze ou vingt pintes de vesou. » On faisait varier les proportions suivant l'état du jus. « La lessive de chaux et de. ^dres, qui est alcaline comme on le sait, a beaucoup d'affinité avec les ra^lières grasses ou muqueuses, avec lesquelles elles forme un mélàn^ savonneux, et facilite la séparation et la formation du grain. Son al&li s^empare^ic l'excès d'acide du sucre (Boucherie, rafQneur à Bercy, prétend qu'il n'y a point d'excès d'acide dans le vesou et que la lessive ne ser^t qji'à la défécation du vin de canne; c'est une vérité qu'il a, dit-il ,déiïwtotp^ à MM. Macquer et Darcet) et forme avec cet acide un sel indissoluble qui se précipite, ou s'élève avec les écumes. Les autres espèces d'alcalis peuvent bien aussi absorbei Texcès d'acide du sucre, mais ils forment des sels qui restent en dissolution dans la liqueur et ne s'en séparent pas comme le sel à base terreuse. Une autre propriété de la chaux est de donner du corps à l'écume qui, sans cela, serait beaucoup plus molle et passerait à travers les trous de l'écumeresse. Sans l'eau de chaux, plusieurs matières de sucre, même assez blanches, ne produiraient qu'une pâte épaisse, pleine d'un grain très-fm et très-mollet, dont le sirop aurait beaucoup de peine à se séparer. On mêle aussi dans la lessive du sang de bœuf, dont l'effet est de former comme un réseau qui rassemble les molécules savonneuses, les composés des particules de la chaux et des parties visqueuses du vesou, et de les portei* en écumes , à la surface de la liqueur. »

11 n'est pas possible d'ajouter, même aujourd'hui, quelque fait saillant à ceux dont on vient de lire le tableau. L'action de la chaux s'y trouve indiquée et expliquée, presque dans les mêmes termes reproduits très-souvent depuis cette époque. On a renoncé, pour la betterave, à l'emploi de la cendre, dont les effets seraient pourtant favorables, comme pour la canne; on a cm bien faire, car la potasse caustique ainsi produite, entre les cendres et la chaux, ne forme pas de sels insolubles : elle se concentre dans les bas produits et les mélasses, et peut les changer en poisons redoutables. Le fait a été reconnu autrefois dans les colonies. « Les sirops fins, dit encore Lebreton, sont ceux qui sortent du sucre après qu'on l'a terré, ou couvert de terre; ces sirops sont malfaisants. Quelques nègres en

DÉFÉaTION. t29

ayant employé dans leurs ragoûts en ont été non-seulement incommodés, mais plusieui^ même en sont morts > (p. 100).

La défécation par la chaux et la chaleur a été employée dès les premiers jours pour la betterave. Elle a été conseillée, non par Achard, le premier fabricanty mais par Lampadius, chimiste suédois qui a tracé d'un seul coup, avec un grand talent, les voies économiques de la fabrication où Ton a marché, depuis, en les perfectionnant, mais sans en augmenter le nombre. Lampadius a conseillé (i) :

1** Un moulin à râpe « qui en très-peu de temps produit un grand effet »• — c'est la râpe en usage aujourd'hui (§ 669).

2^ La défécation par la chaux et le charbon — suivie d'une clarification avec du lait écrémé, ajouté au jus refroidi puis réchauffé. Le charbon enlève le principe colorant et celui quia une saveur amère.

3* Le chauffage par des tuyaux immergés dans les jus.

4' La conqentration préalable des jus par la congélation — peu coûteuse dans son pays. — On peut réduire les jus au tiers,

5** L'emploi du sucre en poudre pour faciliter la cristallisation des sirops.

6' L'emploi de la presse pour séparer les cristaux d'avec la mélasse.

T L'emploi de l'alcool pour extraire le sucre. l.es mélasses épuisées peuvent fournir cet alcool à bon marché.

Lampadius a en outre signalé « de ne pas laisser reposer trop longtemps le suc de la bette qui vient d'être exprimé : autrement il ne tarderait pas à s'altérer, et alors il serait impossible d'en obtenir du sucre cristallisé. Il a montré la nécessité d'une bonne culture et pi'oposé un engrais chimiqv^j un mélange de diverses substances dans lequel c la végétation de la plante se fera avec tout le succès qu'on peut désirer i .

799. Le lecteur éprouvera de la surprise à la lecture de ces lignes : bien peu d'hommes ont envisagé d'un œil aussi pénétrant l'avenir d'une industrie, et Lampadius est fort peu connu. Sans avoir

(I) Ann. de chim,, XXXVIII, 76. ,

montré le génie de Papin, il a fait des inventions nombreuses qui se rapprochent, pour le sucre, un peu de celles de Papin pour la vapeur.

Pendant longtemps, la défécation a été faite comme le conseillait Lampadius. La chaux a été ajoutée, en lait, à la dose de quelques millièmes, cinq au plus, dans le jus brut immédiatement après son extraction, et en portant de suite le liquide à la température où il peut bouillir. On produit ainsi des écumes et un dépôt; c'est-à-dire que sous la double influence de la chaux et de la chaleur, les matières étrangères au sucre produisent certains composés calcaires dont les uns, rendus légers par des gaz, montent à la surface du liquide en une écume épaisse, ferme, presque cassante, tandisque les autres, plus denses que l'eau sucrée, tombent au fond du liquide avec les impuretés physiques, les pulpes folles ou grossières, le résidu de la chaux, etc., etc. Entre les écumes et les dépôts se trouve un jus limpide, plu^ ou moins coloré ^ débarrassé, autant que possible, on le croyait, des matières diflérenles du sucre et précipitables par la chaux.

Plus tard on a cru reconnaître Tavantagé de quantités plus grandes de chaux : on a porté la dose à 10 et 15 millièmes, au risque de former un sucrate de chaux avec une partie du sucre, ce sucrate pouvant être facilement décomposé, par les acides, en sucre, ainsi rendu à l'extraction, et en sels de chaux plus ou moins faciles à séparer. Dans les premiers temps, on ne craignit pas de produire cette décomposition par l'acide sulfurique; mais on ne tarda pas à reconnaître le double inconvénient de perdre une certaine quantité de sucre cristallisable d'une part, et de former, d'autre part, une matière incrustante des plus nuisibles au travail et à l'entretien des appareils, le sulfate de chaux. Barruel conseilla l'acide carbonique, le seul acide dont les avantages sont hors de toute proportion avec les inconvénients. L'application en grand fut réalisée par Rousseau, puissamment aidé par Gail père. Peu à peu la défécation reposa, presque tout entière, sur l'action du carbonate de chaux et prit le nom de carbonatalion.

Lorsque mes recherches eurent montré la puissance de la chaux

pour déféquer les jus bruts, même à froid, et pour les préserver de toute altération, quelque longue que fût leur conservation avec de fortes doses de cette terre alcaline, on fit la défécation i chaud avec ces fortes doses, sans avoir à redouter dMnconvénients, habitué, comme on Tétait, à la carbonatation, et surtout pvce que le filtre* presse mis en pratique à cette époque rendait la filtration des écumes et dépôts £icile et rapide. On modifia mon procédé général en plusieurs variantes, carbonatation troubley double ou même multiple carbonatation^ etc., mais sans rien changer d'essentiel.

793. Examinons les effets de la défécation par la chaux. Demandons-nous :

1" Quelle différence existe entre l'action de la chaux à froid et sous l'influence de la chaleur?

2* Quelle proportion de chaux est vraiment la meilleure dans les deux cas?

3* Un auti'e alcali peut-il remplacer la chaux avec avantage?

994. i* Action de la chaux à froid. — Le premier effet de la chaux, comme de tout alcali serait de neutraliser le ou les addes libres du jus sucré. Mais nous avons tu que ni la betterave {§ 597) ni la canne (§ 633) n^offrent d'acide en quantité appréciable. L'acidité est due, en général, à de Taeide carbonique et la quantité en est assez faible pour ne pas être comptée dans une appréciation du rôle de la chaux.

9MI. Le second effet consiste à produire avec le sucre un composé plus ou moios alcalin (§ 62). Sous ce rapport, il est assez important de savoir si ce composé paît rester dissous, en toute circonstance, ou devaûr insoluble, en plus ou moins grande partie, et tomber dans les d^ts.

La betterave, quelque riche en sucre qu'elle puisse être, ne forme jamais de sucrale insofaibie. En effet le maxiomm de densité du jus ne dépasse jamais i<^, quand fat betterave n'a pas éprouvé de dessiccation (§ 583), ou 407 quand die est restée {dus ou moins de temps i l'air sec, au moins dans les circonstances ordinaires. €es deux

densités admises comme dues uniquement à du sucre coiTespon-

dent :

La première à 160^29 dans 1 litre»

La deuxième à 189'.97 dans 1 litre (§ 25),

et ces doses de sucre ne peuvent pas prendre plus de :

S^'.Tl de chaux pour la première, 49^.32 de chaux pour la deuxième (§ 63).

La densité de cette dernière solution ne dépasse pas 1108, tandis que l'eau peut prendre assez de sucrate calcaire soluble pour atteindre 1179. Il y a donc lieu de croire, théoriquementy à la parfaite solubilité du sucrate formé, par un excès de chaux, dans les jus de betterave les plus riches, à moins que les matières étrangères n'altèrent le milieu et ne rendent le sucrate moins soluble; mais il n'en est rien. L'expérience prouve que la chaux est dissoute dans les jus sucrés comme si le sucre de ces jus ne renfermait rien en dehors de l'eau et du sucre; la densité augmente de la même manière, et, ce qui est décisif, les dépôts traités par l'acide carbonique ne donnent jamais trace appréciable de sucre cristaliisable (note du § 784) . Dans la canne, les éteintes de production du sucrate insoluble paraissent plus probables. La densité des jus peut atteindre 1085, peut être 1090, ce qui est très-rare ; mais même à ce haut point, le sucrate formé par un excès de chaux ne produitpas plus de 1139 en dissolution complète, et nous sommes encore assez loin de 1179 pour pouvoir être assuré de conserver tout le sucre dans la dissolution, d'autant plus que les jus de canne contiennent relativement moins de matière étrangère que ceux de betterave, et sont plus i-approchés de l'eau sucrée pure. Les analyses de leur dépôt ne fournissent pas de sucre.

Le degré saccharimétriquene change pas, même après sept, huit, neuf ans. Les jus sont moins altérés que ceux de la betterave.

706. Le troisième effet de la chaux est celui qu'elle produit sur les matières étrangères, problème compliqué, non-seulement par le nombre de ces matières, mais surtout par le peu de précision obtenu jusqu'ici relativement à leur proportion, à leur action avec

la chaux et même par Fincertitude où nous sommes de Texistence, ou àon-existence, d'autres matières encore indéterminées, mais qui peuvent exister à notre insu dans tous les végétaux saccharifères.

Essayons pourtant de juger cette action, ou plutôt ces actions.

Nous avons vu que l'albumine, au moins celle djWfœufs, n'éprouve aucune action, même après beaucoup de temps^(§ 591, 2*); il en est probablement de mèn^e.desauti^es matières ;az^ées, si ce n'est de r^sparagine qui semble passer peu à peu àd^mt d'aspartate, puis de m&kile d'ammoniaque, et forme immédiatement, à mesure de cette altérption» de l'aspàrtate et du malate de chaux avec dégagement d'ammoniaque. C'est certainement par suite de ces transformations que se produit l'ammoniaque iormée continuellement dans les flacons et les citernes où l'on conserve des jus chaulés, ammoniaque dont la perte serait plus coûteuse que l'intérêt du prix des voûtes nécessaires pour couvrir les citernes.

Parmi les matières non azotées, il en est qui peuvent subir des ti^ansformations plus ou moins rapides, mais dont les résultats sont encore peu connus. Il est fâfeheux que la rapidité de ces transfonnations ne soit pas beaucoup plus grande, car elles consisteraient, d'une manière générale, en une formation de sels de chaux, dont les acides auraient un éipii valent peu élevé (§ 254), et seraient de moins en moins solublés. Une défécation presque complète serait ainsi produite en peu de temps et fournirait des sirops d'où l'extraction du sucre n'offrirait plus de grandes difficultés.

Au nombre des matières non azotées se rangent des sels, à acides minéraux ou organiques, et dont les bases sont la potasse et la soude. Une partie de ces sels éprouve une décomposition complète, d'où résulte un sel de chaux insoluble et de la potasse ou de la soude caustique. Cette action n'aurait pas, en elle-même, une importance notable si la potasse, ou la soude, à l'état caustique, ne pouvait exercer une grande action dont elles sont seules capables, ou du moins bien plus capables que la chaux, sur les composants du sucre inverti (§ 126) quand la température s'élève.

191. En fait, la défécation des jus à froid présente un progrès

lent, mais continuel. Rien dans leur aspect n'avertit de leur purification : leur couleur reste à peu près la même, brune, foncée; W odeur ne change pas, c'est toujours Fodeur franche de la betterave, augmentée de celle de l'ammoniaque; le dépôt calcaire change peu; toutefois un œil attentif remarque sa plus grande condensation, la formation à sa surface d'une couche mince d'un dépôt blanc : c'est un composé calcaire, renfermant de l'azote, et dcHit la teiture est organique ; on peut TenleYer parfois en assez grandes lames pour envelopper sa main comme d'ungantliâse, un peu élastique, et à reflets nacrés. Ces signes, si faibles, sont corroborés par kbeauté et b pureté des jus carbonates en laissant une très-petite quantité de chaux, 1/2000 à 1/10,000. Toujours, après quelques mois àe conscrvalioo, ces jus sont incolores comme de l'eau (1), si les betteraves mises en emploi n'étaient pas altérées notablement.

798. Action delà chaux et de la chaleur. — Les effets généraux ne diffèrent des précédents que par la rapidité. Nous pouvons même nous en préoccuper très-peu, sauf d'un seul, celui dont le sucre inverti est la principale cause. A froid cet effet ne se produit pas : le glucosate et le chylariosate, lorsqu'il s'en produit même des quantité notables, restent dissous et sans couleur : toute la matière colorante du jus brut étant précipitée dans les dépôts calcaires ; mais à chaud l'effet est très-intense «t d'une suite considérable pour la fabrication. Le chylariosate passe, en quelques instants, à l'état de mélassate (§151) coloré en brun foncé dont une quantité, même très-pelile, de l'ordre des traces y suffit pour colorer une énorme masse de jus. De là, de cet effet si simple, découle un des embarras les plus gênants pour la fabrication. Je crois devoir insister de toutes mes forces à son égard, car il est, même aujourd'hui, trop peu compris pour ne pas exiger des détails précis, catégoriques.

Les jus, de betterave ou de canne, ne renferment pas de suci'e inverti dans leur état normal parfait (§ 585 et 622); la défécation, à froid ou à chaud, ne peut donner de couleur, à aucun moment de b

(I) € Dans aucune autre méthode de fabrication, Je n'ai obtenu des jus ausi beaux. > (Waikhoff, t. II, p. 111.)

iiGd)iication, par une action de la chaux; mais plus les végétaux ont une date de récolte lointaine, plus les lésions de leur tissu sont nombreuses et profondes, plus la quantité de sucre inverti augmente, au point de ne plus laisser trace de sucre cristallisable dans des cas de mauvaise consei^ation, extrêmes si Ton veut, mais cependant pas très-rares. Alors l'action de la chaux, bien loin de rester favoi'able, comme avec les jus purs ou sains, devient de plus en plus lâcheuse en raison, de la proportion du sucre inverti. Son emploi doit être réglé ; sa proportion, pour les défécations à chaud, très-fortement diminuée, presque aux limites de la défécation ancienne, celle de Lampadius, lorsque les betteraves sont vieilles, c'est-à-dire à mesure de l'avancement des campagnes. J'ai signalé cette nécessité depuis bien longtemps dans mon brevet de 1855 : « la formation du saccharate avec le sucre cristallisable n'a presque pas d'avantage dans ces conditionSy car le sel analogue formé par le sucre incristallisable » — ou sucre inverti — « est le seul qui s'altère ; et plus on met de chaux, plus il se décompose et se colore. Ainsi employée, la chaux n'est pas utile : elle est bien plutôt nuisible comme l'expérience l'a montré. »

Les carbonalations multiples offrent, sous ce rapport, un véritable danger. Pendant la première, on décompose une grande partie du chylariosate, et si la couleur du mélassate ne paraît presque pas dans le jus reposé, c'est par suite de son entraînement dans le dépôt calcaire sous l'influence de la chaleur. Pendant le refroidissement, ce sel rentre en partie en dissolution; la chaux nouvelle en développe une nouvelle proportion, et si la filtration n'est pas suffisamment rapide, une partie reste dissoute, et éprouve une altération, plus ou moins profonde, après le passage au travers du noir, pendant la concentration des sirops : la coloration de ces derniers n'a pas d'autre cause (celle qui résulte de la simple concentration peut être négligée). 11 est donc essentiel de diminuer la chaux dans le système actuel de travail, de plus en plus vers la fin des campagnes et par une double raison : la coloration brune n'est pas le seul inconvénient : la formation de tout sel organique de chaux, soluble, est un obtacle sérieux contre la rapidité des évaporations et des cuites. Les

236 FABRia\T10N DU SUCRE.

cuites dormantes résultent de Texistence des sels solublcs de cliaux ûou décomposables par Tacide carbonique, comme le sont ceux dont l'action du sucre inverti et de la chaux est la source inévitable et toujours très-active.

1994 Un autre alcali peut-il remplacer la chaux?

La réponse à cette question n'est pas très- facile : au premier coup d'œil on croirait les alcalis les plus puissants, la potasse ou la soude, moins avantageux que la chaux. Ces deux corps ne donnent pas d'écumes insolubles en quantité notable (j'entends écumes et dépôts), ils ont plus d'action sur le sucre inverti dont ils produisent la coloration plus rapidement; en un mot, ils semblent ne pas produire de défécation, au sens ordinaire de ce mot, en dépuration véritable : d'ailleurs ils coûtent plus cher que la chaux. Tout se réunit pour éloigner d'eux. Mais la question a-t-elle été l'objet d'une étude suffisante? On s'est préoccupé de la couleur des cuites avec raison, mais cette raison ne doit pas être exagérée. Les sirops chargés de potasse conservent une fluidité relative très-favorable au luibinage, et c'est un mode de défécation dont la valeur mériterait une mesure.

Un mélange de potasse ou de soude et de chaux ne vaudrait-il pas mieux que la chaux ou la potasse seule ? On peut presque répondre alBrmativement, puisque l'usage de ce mélange était ordinaire autrefois dans les colonies, et donnait de très-bon sucre. 11 sei-ait utile de revoir ce mélange ; probablement son étude ferait connaître des proportions avantageuses et préférables à l'emploi de la chaux seule. Un mélange convenable éviterait, je crois, les cuites dormantes, au moins dans un très-grand nombre de cas. Nous y reviendrons en parlant de la cuite.

11 existe certainement un alcali dont on pourrait tirer un grand parti, non pas pour la défécation proprement dite, mais pour épurer le sucre. Cet alcali, c'est la baryte : maiheureusement son prix est encore trop élevé. J'examinerai ses elTeis en étudiant les divers procédés pour l'épuration des jus.

Si l'oxyde de plomb ne foiinait pas de composés vénéneux, les

sels solubles de plomb pourraient servir à la défécation des jus avec de grands avantages. L'acétate tribasrque surtout produit une défécation absolue, ce n'est pas trop dire : on l'emploie à ce titre dans les essais polarimétriques (§ 354) et il est facile de connaître, par une seule expérience, à quel point il rend aisée l'extraction du sucre norn^al. On verse dans un litre de jus, par exemple, de l'acétate basique, jusqu'à cessation de précipité : on filtre et on lave le précipité; la liqueur totale contient un peu de plomb ea dissolution. On la soumet à un courant d'hydrogène sulfuré ; le plomb est changé en sulfure noir et, par une nouvelle filtration, ce sulfure est complètement séparé : la liqueur obtenue sous le filtre est encore souillée par un peu d'hydrogène sulfuré. Mais ce gaz est facile à dégager par la chaleur : on fait évaporer dans le vide; le gaz part avec les premières vapeurs d'eau, le sirop cuit n'en conserve aucune trace et donne, par refroidissement, une cristallisation magnifique^ on ne peut plus facile à turbiner. — Sans me dissimuler les fortes objections contraires à l'adoption de ce système, je dois dire toute ma pensée : les avantages compenseraient, et au delà, les inconvénients et les dangers. -i—CiC n'est pas maintenant le moment de le prouver: je prie mes lecteurs de lire cette démonsti'îition dans la note présentée à la fin du présent Traité.

800. Appareils de défécation et de carbonatation, — La chaux étant l'agent de défécation, et l'acide carbonique l'agent nécessaire pour enlever cette chaux, en l'amenant à l'état de carbonate insoluble dans l'eau pure et, presque au même degré, dans les jus sucrés, il est naturel de produire la chaux dans les fabriques, puisque le moyen le plus simple d'obtenir cette chaux consiste à calciner le carbonate natm'el facile à trouver partout et dont la calcination dégage précisément l'acide carbonique, en quantité chimiquement équivalente, c'est-à-dire sulfisante pour la carbonatation. On exécute dans les fabriques deux opérations exactement inverses :

1" Préparation de h chaux et de l'acide carbonique. CaO.CO* = CaO 4- 00=^

Carbonate de chnux Chntix. Acido carbonique,

(pierre à chaux).

^ Défécation et carbonatation.

GaO + C0« = CaO.CO»

Chaux (de dtf6cation).

Acide carbonique

(faado

carbonatation).

Carbonate de chaux (lécomet on dépôts de carbonatation).

Les opérations représentées par ces deux formules inverses n'ont pas la simplicité dont ces formules donnent l'idée : elles offrent des complications où il n'est possible de bien diriger le travail qu'avec une connaissance exacte des détails dans lesquels nous allons entrer.

80f . Préparation de la chaux. — Le carbonate de chaux tout à (ait pur n'est pas commun : sans parler du type du spath d'Islande, substance très-rare, ni même des variétés cristallisées dont on rencontre, un peu partout, des quantités plus considérables, il est difficile d'obtenir un carijonate chargé de moins de 1/20 de corps étrangers, et, même dans cette proportion assez faible, les coi^ps étrangers ont une influence notable sur la rapidité de calcination du carbonate et sur les propriétés de la chaux les plus utiles au fabricant de sucre.

Le carbonate naturel, la pierre à chaux, appartient à plusieurs types distincts.

4° Précipité dans une masse d'eau. Ce type offre deux subdivisions :

A. Précipité par une action chimique comme celle du chorure de calcium et du carbonate de soude. Certaines craies appartiennent à cette subdivision.

B. Précipité par la décomposition du bicarbonate qui, exposé à une pression moindre, laisse dégager la moitié de son acide carbonique et se réduit à du carbonate neutre.

CaO.(C02)« = CO* -I- CaO.COa

En pareil cas, le carbonate, provenant de la décomposition, acquiert une consistance plus ou moins grande, suivant la lenteur, ou la rapidité, de cette décomposition \ cette consistance est égale à celle d'une multitude de carbonates naturels : des calcaires travertins, des

incrustations formées pai* un très-grand nombre d'eaux (Saint- AUyre en Auvergne, Saint-Philippe en Toscane, et même toutes les sources émanant de terrains calcaires ; les deux tiers des sources en France, etc.)

C. Précipité par le passage à Tétat fossile d'un nombre immense d'iofusoires ou d'animaux plus volumineux. Certaines craies sont formées par cette fossilisation. Plusiem*s calcaires, tertiaires ou autres, ne sont qu'un assemblage de coquilles fossiles, etc., etc.

^ Fusion du carbonate sous une très-forte pression.

Certains marbres ou calcaires primitifs paraissent avoir cette origine. Une expérience célèbre de Haies a montré la transformation de la craie en marbre par la calcination dans une boite de fer, épaisse, exactement remplie et hermétiquement fermée.

Les variétés de calcaire sont innombrables : elles sont formées souvent par le mélange de matières étrangères qui les colorent et les modifient, plus ou moins profondément, à la température rouge des fours à chaux. Voici des analyses qui le feront comprendre :

Spath rfaomboëdrique Ctrbonato Donnaat

^ — '*■■ ^ . ^^ — -^ ' ' '*!■ " ■ -» Craie Craie Calcaira doux AhéoriqaB, lahnde. Mexiqoe. lameHeux. compacte. (Retins). (Epemay). (Guignes). lijdranlique.

CO*.... 44.00 43.70 U.60 42.76 43.30 42.4i 41.48 43.86 35.73

CaO... 56.00 56.15 51.38 35.38 55.10 54.0152.40 55.82 45.15

3igO 4.21 5.51

FcO 10.74 0.08 0.11 0.03

IbO 15 .... 4.01

Aigile 1.40 1.60 3 26 6.21 0.17 18.10

iOO.OO 100.00 99.19 99.80 100.00 99.79 99.90 99.88 98.98

809. A la calcination, ces pierres à chaux donnent des chaux très-diverses. La meilleure est celle qui provient d'un carbonate exempt de fer, de manganèse, de silice et d'aigile; l'oxyde de calcîiim, la chaux proprement dite est la matière la plus capable de s'unir au sucre et d'en être séparée ensuite par l'acide carbonique. Si la magnésie peut être assimilée à la chaux (§ 74), il n'en est pas de même des corps dont on vient de lire les noms. Ces derniers sont on résidu tout à fait inutile; en outre, les deux derniers surtout, la

tiO FABRICATION DU SUCRE.

silice et-Fargilc, ont rinconvénient plus grave d'entraîner une perte de chaux, en formant du silicate ou du silico-aluminate de chaux. Cette perte n'est pas du tout négligeable; elle est au moins d'un poids égal à celui de la silice ou de l'argile^ et peut-être môme d'un poids plus grand.

A la vérité, la chaux est presque toujours d'un prix peu élevé : quelques centièmes d'impureté ne causent pas au fabricant un bien grand préjudice; mais il n'est pourtant pas sans intérêt d'étudier la composition des pierres à chaux et de la chaux qui en provient, pour assurer de la constance aux proportions de chaux réelle dont on fait usage, et diriger la conduite du four, où la production de chaux et de gaz varie d'une manière continuelle, et entraîne des pertes notables de temps et d'argent, des irrégularités de carbonatatîon très-nuisibles, etc.

FOURfe A CHAUX

803. Les fours à chaux ont été étudiés pour remplir au mieux les conditions de leur destination spéciale, la fabrication du sucre. Voici la forme adoptée presque généralement :

IK (fig. 459) est le massif conique du four : en briques réfractaires à l'intérieur avec une chemise de briques communes extérieurement. La hauteur du four est de 12 à 16 mètres (la figure est au 1/100). La sole, un peu élevée au-dessus du terrain environnant, forme le fond d'une capacité d'abord cylindrique jusqu'à 2 mètres, hauteur supérieure à celle des foyers G ; au-dessus, le four est conique jusqu'à 10 mètres, puis il se termine par une autre capacité conique, à angle plus obtus, sur une hauteur de 2 à rj mètres; la voûte est percée à son sommmet d'un ti'ou assez large pour contenir un entonnoir A en fonte, à la partie inférieure duquel est logé facilement un cône déverseur F, aussi en fonte, capable de s'abaisser de 11 centimètres brusquement sous l'action du levier, et de laisser tomber ainsi toute la charge de pierre mêlée de coke, régulièrement autour de l'axe vertical et central du four. Le mélange

DÉFÉCATIO?ï. 211

Fie. IGO.