II. ' io

est ordinairement composé de 7 à 8 volumes de pierre calcaire pour i volume de coke, et on en verse, toutes les heures environ, à peu près 2 hectolitres. On met au four, en vingt-quatre heures, 300 hectolitres de pierre et 40 de coke. Outre ce combustible, ainsi versé par la cheminée du four, on entretient continuellement la haute température des parties inférieures, où le combustible n'arriverait pas, au moyen de trois foyers G, dont les carneaux D embrassent le tiers de la circonférence, et peuvent être aisément nettoyés par les regards R. Trois bouches de défournement 6, 6, suivant le diamètre passant par celui des foyers, permettent de recueillir la chaux, par les trois à la fois, toutes les six heures; il est bon d'entretenir la marche du four avec cette régularité.

Les 300 hectolitres de pierre représentent à peu près 40 000 kilogrammes. Théoriquement, ils devraient donner 22 400 kilogrammes de chaux, si la pierre était pure : on en obtient en géhéral de 24000 à 25000. C'est une quantité suffisante pour chauler à 3/108 une masse de 8000 hectolitres de jus si la chaux était pure. Le four peut donc suffire largement au travail des plus grandes fabriques. 11 est nécessaire de produire trop de chaux, non pour elle-même, mais pour l'acide carbonique, dont nous parlerons tout à l'heure. L'excès de chaux est facile à placer.

Un des inconvénients de la préparation de la chaux, c'est la formation de conglomérats dans le four; à la haute température développée, les résidus de coke forment une .sorte de verre à la surface des fragments de chaux, et leur permettent de se souder en grand nombre, de manière à obstruer le four. Une vingtaine de regards, T, T',... servent à briser ces obstacles.

804. Je crois pouvoir passer en silence sur la description des accessoires du four : toit pour abriter les chaufourniers, escalier jpour monter â 1û cheminée, monte-charge pour élever la pierre et le coke jusqu'à la voûte du four, magasins pour la pierre et surtout pour la chaux; tous ces détails sont bien connus et peuvent varier dans chaque febrique. Il faut seulement insister sur l'utilité des magasins pour la pierre et la chaux. Laisser la pierre exposée à lî

pluie, c'est se condamner à évaporer une quantité d'eau qui peut être considérable. Voici des résultats que j'ai obtenus à cet égard : Un mètre cube de pierre peut absorber de 3'^**^,2 au minimum^ jusqu'à 656 kilogrammes au maximum, ou, en d'autres termes, de 31 litres à 656 litres d'eau, d'après mes expériences, dont voici le tableau :

Poids Eau

1 mètre cube de à l'ëtat soc. absoii>ëe.

Kilogrammes. Kilogrammes.

M^bre blanc 2762 3.2

Granit 2613 3.6

Chàteau-Landon 2618 21 .3

Chérencefin 2506 87

Liais fin , 2468 , 92.4

Tonnerre dur 2380 123

Roche 2342 155

Chérence gw)s 2340 158

Tonnerre tendre 1889 321

Vergelé 1803 335

Saint-Leu 1642 656

Plâtre gros 1 439 366

Plâtre fin 1410 393

Ces nombres ont été obtenus au moyen de la dessiccation dans le >ide; mais on peut très-bien faire sécher au four; il suffit d'agir sur un morceau de 500 centimètres cubes, ou 4 demi-litre, en faisant tailler un morceau de 1 décimètre de longueur et 1 décimètre de largeur, sur 5 centimètres d'épaisseur. On prend le poids de ce fragment bien desséché, puis on le fait chauffer de nouveau, et on le plonge, tout chaud, dans l'eau froide, où on le laisse deux jours, au bout desquels on essuie les surfaces, et on pèse de suite. La différence des deux poids donne l'eau absorbée.

Ainsi une pierre de la nature du Saint-Leu peut contenir 656/1642 ou 39.95, soit 40/100 d'eau. La calcinatiôn de cette pierre coûte, par 1000 kilogrammes :

ÉTaporation de 400 kilogr. d'eau. .» 1/12 ou 33 kilogr. de charbon (1). Calcinatiôn de 600 — pierre sèche • 17 — (2).

(1) Dans le four.

• (S) En admettant 0,208 chaleur spécifique et 1000 degrés pour la température de calcinatiôn.

Il faut donc brûler deux fois plus de charbon pour évaporer Teaii que pour calciner la pierre, ou, en d'autres termes, brûler trois fois autant de charbon pour calciner la pierre humide que pour la pierre sèche ; et nous avons un minimum.

La chaux doit être abritée par une autre raison : la pluie peut réchauffer au point de mettre le feu au bois, ou à d'autres combustibles. Quand môme elle n'est pas assez abondante pour en venir là, elle ré teint à la surface et la rend capable, d'absorber rapidement l'acide carbonique de l'air. La chaux redevient ainsi pierre à chaux, insoluble dans les jus et sans valeur.

SOS. A la haute température des fours, les cendres du coke, les poussières de chaux, les gaz, produisent des actions chimiques nombreuses. Les composés formés dans ces actions sont entraînés, en partie jusque dans le jus, en partie jusque dans le tube L R seulement, où le froid extérieur les condense. Ils peuvent occasionner dans les jus des défauts plus ou moins graves ; une analyse de ceux qu'on trouve condensés dans le coude, en face de L, mérite donc de nous occuper. J'ai trouvé, dans iin dépôt qui obstruait presque complètement le tube :

Chaux CaO , 24.2

Carbonate de chaux CaO.CO' 54.6

Sulfate de chaux CaO.SO» 1.8

Oxysulfure de calcium 2.0

Cyanure de sodium 1.3

— calcium 0.3

Sulfocyanure de potassium et sodium 0.2

— calcium 0.2

Alumine et acide phosphorique 10. 7

Acide silicique 3.2

Oxyde de fer 1.1

Perte O.i

Il est clair qu'une partjç.dje ces composés parvient jusque dans les chaudières, malgré le lavage des gaz, dont nous parlerons plus loin ; les cyanures, les sulfocyanures sont dangereux; leur existence dans les jus, même à très-faible dose, nécessiterait une élimination

DÉFÉCATION. 2i5

s'ils pouvaient y rester intacts. Heureusement ces composés sont, les uns détruits par la carbonatation, ou par Faction de l'eau et de l'air, par exemple Toxysulfure ; les autres par les mêmes causes, ou par l'action du noir : ce qu'il en reste dans les cuites est négligeable et passe, en (in de compte, dans les mélasses.

806. Production du lait de chaux. — La chau» ne peut être employée vive, c'est-à-dire telle qu'elle sort des^fours, anhydre : la chaleur énorme qu'elle dégage brûlerait en partie le jus, dans toute la force du terme, sans compensation; il faut l'employer éteinte y c'est-à-dire hydratée, combinée à de l'eau. Sa composition est alors :

Équivalents. Chaux hydratée.

Calcium 71.43 20 »

Oxygène 28.57 8 ' *

Chaux vive 400.00 28 75.67

Eau '. . 9 24 . 33

On l'obtient à cet état en la plaçant, vive, dans un panier métallique, de la forme d'un tronc de cône, muni de deux anses permettant de l'enlever, facilement, d'un peu plus que sa hauteur et de l'abaisser à volonté d'autant. Plongé dans un bac d'eau froide etrelevé, au bout de quelques minutes, quand les bulles de gaz ont à peu près cessé de bouillonner, le panier permet à la chaux d'absorber, à peu près exactement, les 24/100 d'eau nécessaire. Au bout d'un temps d'autant plus court que la chaux est plus pure, elle s'échauffe, exhale un petit excès d'eau, mise en vapeur à jets plus ou moins surchauffés, devient rouge en plusieurs points et se délite, avec gonflement, en une poussière très-fine. On l'arrose un peu, pour remplacer l'eau complètement chassée des points incandescents, et bientôt elle se refroidit sans conserver d'humidité, mais avec 24.33/100 d'eau combinée, dans sa poussière sèche. C'est Vhydrate de chaux.

Pour' un bon emploi, il convient de tamiser cette poussière dans des tamis à farine, ou blutoirs, tout à fait semblables à ceux des minotelribs, mais à toiles métalliques au lieu de toiles de soie.

En général, il serait bon d'employer cette farine (elle a presque Taspect de la farine véritable), sans autre addition au jus; mais sa poussière fatigue beaucoup les ouvriers, dans les yeux, la bouche, les poumons, sur les mains, etc. 11 est à peu près impossible d'en faire usage.

Il faut donc mettre la chaux éteinte en laiiy c'est-à-dire la délayer dafis une quantité d'eau suffisante pour constituer un mélange liquide, facile à transvaser et, cependant, le plus chargé de chaux. L'expérience a fait adopter le lait de la densité 1210 qui est composé de

Chaux vive 1 281.17 23.24

Eau 3.3 ' 928.83 76.76

On obtient ce lait en faisant éteindre la chaux vive dans des bacs en fer, assez grands pour contenir la provision d'une journée. Par exemple 1000 hectolitres de jus exigeant 3000 kilogrammes de chaux vive et par conséquent 9900 kilogrammes d'eau, soit 10 000, il convient d'employer un bac de. 12 000, — soit 120 hectolitres, — ou dans les mêmes proportions, suivant le travail de la fabrique.

La chaux ne se délaye pas toujours aisément; certains fragments demandent un broyage : on emploie, pour l'effectuer, des moulins de formes diverses sur lesquels je ne crois pas devoir m'arrèter. Après le broyage il convient de séparer les incuitSy les résidus siliceux, etc.; on y parvient en faisant passer le lait de chaux au travei's d'un filtre, composé de tiges cylindriques en fer de 1 centimètre de diamètre et 1 millimètre d'écartcment. Ces tiges sont maintenues dans un cadre métallique, par des traverses de fer plat qui les croisent, à 15 ou 20 centimètres de distance l'une de l'autre. On place le cadre avec une inclinaison de 20 degrés sous le plan vertical, du côté du lait à filtrer, ce qui permet aux tiges, placées elles-mêmes verticalement, de ne pas retenir les gros gmins qui pourraient les

obstruer, et de les faire retomber d'eux-mêmes à la moindre secousse. Le lait, passé au travers du tamis, est recueilli dans un bac couvert où un agitateur, mis en mouvement à volonté par une transmission, donne le moyen de remuer vivement, au moment de l'emploi, et d'avoir toujours un lait bien homogène.

801. La chaux, par la méthode même usitée pour sa préparation, est fréquemment souillée de composés solubles qu'il convient d'enlever; produite avec le coke, même le plus pur, elle est accompagnée de sulfure, cyanure, sulfocyanure de calcium, potassium, sodium, ammoniaque, etc., produits que nous avons trouvés presque isolés dans le tube à gaz. Il est nécessaire de lui faire subir un lavage. Après l'avoir délayée dans l'eau, on l'abandonne pendant deux heures. Ce temps suflît pour son dépôt complet. L'eau surnageante est devenue très-claire : on la décante par un robinet placé à une hauteur convenable ou mieux par un siphon flotteur (§847). De 3300 litres employés pour délayer 1000 kilogrammes de chaux vive, on n'en pourrait pas décanter plus de 5 à 600 litres ; il est bon de renouveler une seconde ou une troisième fois <:e lavage, suivant l'impureté du coke employé pour la calcina tion. Chaque litre d'eau perdue <:ontient au maximum i«^3 de chaux anhydre. Les 000 litres de lavage font donc perdre au maximum 780 grammes de chaux.

On prend la densité du lait de chaux et, en général, de tous les liquides de la fabrique, au moyen d'une éprouvétte de métal EBC, fig. 161 (cuivre rouge, fer-blanc, etc.). Le densimèlre AI plongé dans le liquide est en verre ; mais il peut être en métal, à une condition : de ne jamais recevoir de bosselures ; ce qui, malheureusement, Fig. 161 .

le rend presque impossible.

On peut économiser les densimètres en se procurant plusieurs boiïteilles ordinaires de Un litre, ou une fraction exacte (0,75; 0,50) quand lai bouteille est bien pleine ; supposons un litre juste i on

248 FABRICATION DU SUCÏIE.

remplit celte bouteille de lait de chaux bien agité, puis on raccroche, par un fil de fer enroulé sur le goulot, à une romaine fixée dans le mur, près des bacs de chaulage. Si le lait doit être à 24 degrés, un litre pèse 4240 grammes; le litre de lait et le litre en verre, si ce dernier pèse 1000 grammes, font ensemble 2240 grammes. L'ouvrier peut faire cette pesée bien plus aisément que la mesure au densimètre et connaître le degré beaucoup plus exactement. La bouteille peut être mise à 1000 grammes juste en coulant dans le culot un peu de ciment et, au besoin, quelques grains de plomb. Lorsqu'on trouve alors 2220, 2230, 2240, on voit de suite que le degré est donné par les deux chiffres du milieu, 22, 23, 24... comme si le verre n'existait pas.

808. J'ai conseillé, dès les premiers temps de l'emploi de ma méthode du chaulage à haute dose, de délayer la chaux éteinte dans le jus, pour éviter l'addition d'eau du lait de chaux et, surtout, pour être toujours sûr d'avoir opéré le chaulage réel. Il y a en effet dans l'emploi du lait de chaux un inconvénient très-sérieux, un véritable danger de mauvaise fabrication. La chaux peut sortir des fours très-imparfaitement calcinée. 11 n'est pas rare que certains morceaux ne le soient point : les signes extérieurs ne permettent pas du tout de distinguer, pendant la nuit surtout, dans certaines pierres, la bien calcinée, la bonne chaux, de la non calcinée, de Vincuit. Un mélange peut contenir assez de chaux réelle pour offrir les phénomène» principaux de VextinctioUy malgré la présence d'un quart, ou même d'un tiers, de carbonate non calciné; à moins de faire l'analyse (448, Gazhydromètre)^ on reste dans l'erreur, et on agit comme si le tout était de bonne chaux. On prépare le lait qui atteint la densité 1210, avec du carbonate, comme avec de la chaux, et, au lieu d'une matière utile, on emploie une matière inerte.

L'emploi du jus , au lieu d'eau commune, met à l'abri de toute erreur. Le sucre dissout la chaux réelle et ne dissout pas le carbonate. Si l'on y délaye le produit des fours^ ce qui n'est pas chaux véritable n'entre pas en dissolution et reste dans le dépôt.

On peut juger^ très-approximativement, la quantité de chaux dissoute, par la densité dujus, avant et après l'addition de chaux éteinte. Chaque centième de chaux. CàO, réellement dissoute, augmente la densité de 0,63/100. Par exemple :

Un hectolilre de densité 1040 présente i046.3 avec 1 centième.

i052.fr avec 2 centièmes.

1058.9 avec 3 centièmes (1).

et de même avec une densité plus forte.

La densité ne peut plus servir aussi aisément quand on ajoute du lait de chaux, même préparé avec du jus. L'augmentation de densité est plus faible, en pareil cas, et ne permet pas de mesurer, avec tant soit peu de précision, la quantité de chaux dissoute. Nonseulement la densité n'augmente pas, proportionnellement aux additions de lait de chaux ordinaire, à l'eau commune, mais elle diminue quand l'addition est un peu forte. Ainsi! litre de jus de D==1055 a donné :

Avec 50 centimètres cubes lait de chaux (aqueux). . . 1062

809. La solubilité de la chaux est parfois lente dans les jus sucrés : une température de calcinalion trop élevée, un résidu trèsriche en silice et alumine combinées, et la nature des jus eux-mêmes paraissent influer beaucoup sur la facilité de l'action du sucre. Voici des expériences qui le montrent :

Du lait de chaux a été préparé, par délayage de chaux hydratée dans un jus de densité 4040 à -|- ^6 degrés. Des volumes de ce lait, amené jusqu'à la densité 4210, ont été ajoutés à cent volumes du jus pur, de maniéré a introduire des centièmes successifs dans la masse totale : j'ai obtenu :

(1) Il est rare que les jus atteignent cette richesse, même en y délayant 5/100 de chaux réelle.

LAIT DE CHAUX Temps de mâange DENSITÉ CHAUX •

(avec du jus) vnnt du jns chauM. (GaO)

de D = 1210. l'analyse. ^ — ^.-^^— i^7-N dissoute

trouble, limpide, (àl^octolitrc).

i 6 heures. .. 1048 1046 941 gr.

\ 78 1053 1049 978 après un an 978

8yolumes l ^^^ ^^^^ ^^

2cenUèmesCaOJ ^ ^^ ^^^ ^^3^

\ 78. 1068 1059 1169 après un an 1982

12 volumes il8 1061 1058 1143

ou /30 1072 1063 1181

3 centièmes CaO. / 48 1084 1078 1242

\78 1103 1095 1296 après un an 2136

Ces résultats varient beaucoup, suivant la nature de la chaux et des jus, comme je l'ai dit; plus la chaux est pure, plus le jus est fluide, plus la rapidité de dissolution est grande. Mais on voit, par le tableau, combien il est difficile d'obtenir, immédiatement, une dissolution à peu près complète. C'est une des raisons les plus puissantes pour conserver les jus le plus longtemps possible, avec une forte dose de chaux ; l'alcali ne se dissout pas de suite et la défécation à froid ne peut être aussi complète, au premier jour, qu'après plusieurs mois de contact. Je dois ajouter, toutefois, que les résultats du tableau sont, en quelque sorte, exceptionnels. Il m'est arrivé d'ajouter trois centièmes, 4,5 et d'obtenir le lendemain 1500, 1600 grammes de chaux réelle dissoute, après deux ou trois agitations vivement faites.

810. Les jus chaulés ont une causticité très-grande, contre laquelle on doit toujours être en garde; les mains en souffrent fortement, les yeux en seraient gravement blessés, l'estomac serait corrodé comme par les caustiques puissants. L'addition de la glycérine modifie singulièrement cette puissance alcaline (§ 122).

81 1^ En fabrication il est grandement utile de connaître le titre réel des jus, surtout dans les râperies. J'ai donné un moyen trèsrapide de faire cette détermination; il est décrit plus haut (§ 450).

Le procédé le plus rapide, après celui du GaihydromètrCy consiste à traiter 10 centimètres cubes de lait de chaux (contenant à peu près â grammes de chaux réelle CaO), par une solution normale d'azotate de zinc renfermant l'équivalent de ces 2 grammes de chaux, ou 6^,786 dans 50 centim. cubes, soit 135^', 72 dans i litre. On verse les 10 centimètres cubes de lait, mesurés immédiatement après une agitation vigoureusement faite, dans un vase à précipité, où on leur imprime, au moment de l'analyse, un mouvement de rotation un peu vif. On fait alors tonjber dans le lait, au moyen de ma burette (§ 500), la solution de zinc, dont je viens d'indiquer la composition. Le plongeur étant gradué en demi-centimètres cubes, il est facile de comprendre que chaque division est 1/100 de 50 centimètres cubes, et neutralise 1/100 des 2%000 de chaux, d'après les deux actions suivantes :

1** L'azotate est décomposé par la chaux comme l'indique cette formule :

CaO + AzOSZnO = ZnO + CaO,Az05.

2** L'azotate de zinc, dont l'action sur le papier de curcuma est acide, se trouve remplacé, au moment de la neutralisation, par l'azotate de chaux, dont l'action, sur le même papier est neutre.

Il résulte de ces deux conditions que le lait, d'abord très-alcalin et, comme tel, rougissant le papier de curcuma, cesse d'offrir œ caractère lorsqu'il est neutralisé par l'azotate de zinc; en outre, un léger excès d'azolate de zinc, une seule goutte est suffisante pour donner au mélange une action acide assez forte pour ramener le curcuma au jaune clair. Chaque division de la burette représente au moins 6 gouttes : il est dona- facile de mesurer la chaux réelle à moins de 1/100, ce qui est toujours suffisant. On verse de l'azotate jusqu'à ce que l'action alcaline sur le curcuma disparaisse : s'il a fallu 84 divisions, c'est que la chaux ne contient pas plus de 34/100 d'acide de calcium réel, CaO... 2 grammes de chaux pure absorberaient 100 divisions, ou 50 centimètres cubes.

On déduit promptementde cette détermination de la ch|iux (par l'un ou Tauti^e moyen) la quantité de lait de chaux dont il est nécessaire de faire usage. Puisque le lait, par suite de l'impureté de la chaux, ne renferme pas plus de 84/100 d'alcali réel, il est clair que chaque unité de chaux, jugée nécessaire dans une opération, n'est plus obtenue en faisant usage de 5 unités de lait; il faut, évidem-

ment, prendre un volume plus grand, ^t-tt^ =5 Xi. 19=5.95; en

général 5 X -, n'étant le nombre des centimètres indiqués par

l'analyse.

II est bon de faire le tableau des coefficients - ; le voici jusqu'à

M = 80 ; la chaux étant rarement au-dessous de ce titre, en bonne marche ;

Tilre tnmvd.

Coefficient.

Titre trouvé.

Coefficient.

812. L'addition de la chaux doit être faite, dans les jus, le plus tôt possible ; presque toujours on la fait dans un bac placé sous les presses. On connaît la capacité du bac : on y introduit la dose voulue de chaux éteinte en poudre (1) ; sur cette dose on laisse arriver le volume de jus déterminé par la contenance du bac ; ou bien on y fait arriver le volume de lait de chaux déterminé, par une rigole, en même temps que le jus y coule par une autre ; le mélange est

(1) La chaux éteinte en poudre, vérifiée et titrée, est préparée dans des sacs, à peu près comme le plâtre, par doses de 20, 25, 50 kilog.

produit de lui-même,* et, quand il atteint la hauteur fixée d'avance, on fait marchei' de quelques tours un agitateur à palettes; en même temps on change les déversoirs, pour diriger le jus et le lait de chaux dans un autre bac.

Le jus chaulé coule du bac de cliaulage dans un monte-jus, si l'on veut employer la vapeur à le faire monter aux chaudières de défécation, ou de carbonatation. Mais si Ton veut économiser la vapeur, on fait usage d'une pompe, aspirante et foulante, pour tirer le jus du bac de chaulage et l'élever aux chaudières.

813. Monte-jus. -r- Ce puissant engin est d'une construction bien simple : A fig. 162 est un vase cylindrique en tôle de fer d'une

FiG. 162.

contenance d'environ 30 hectolitres. Un robinet D y mène le jus chaulé jusqu'à ce que ce jus atteigne le petit robinet de jauge K

ouvert, en même temps, sur une cuvette portative* Aussitôt que le ^ Jf jus coule par ce dernier robinet, on ferme D, puis k, le plus leste- J^ ment possible. A ce moment l'ouvrier donne avis, par un coup de ; sonnette, aux hommes des chaudières, aux déféqueurs^ qu'il va ^' envoyer une chaudière (le robinet K est placé de manière à mesurer juste la contenance d'une chaudière) et il ouvre de suite, s'il ne reçoit contre-ordre, le robinet F (à trois voies), pour amener de la vapeur au-dessus du jus. D'abord cette vapeur se condense en une couche d'eau, pure à la surface du jus; mais, en un instant, cette surface échauffée ne détermine plus de condensation, la vapeur garde sa force élastique, presse le liquide et le fait monter par le tuyau B, dont le robinet G vient d'être ouvert. Avec cinq atmosphères, la vapeur pourrait élever le jus à environ 40 mètres ; il est donc facile de conduire le jus aux parties les plus élevées de la fabrique. Aussitôt le jus remplacé par de la vapeur, l'ouvrier ferme le robinet G et tourne F sur le tube de dégagement H, qui donne passage à la vapeur. •

Ghaque effet d'un monte-jus représente 15 kilogrammes de vapeur au minimum. C'est 2''^,5 de charbon ou environ 8 centimes de dépense.

Quelques fabricants font le chaulage dans le monte-jus lui-même. Gelui dont nous parlons est destiné à fournir, chaque fois, une chaudière de 27 hectolitres. On y introduit 67 litres de lait de chaux pour 26,33 hectolitres de jus.

914. Pompe àjiis. —Voici la description d'une des meilleures : P est le piston creux ; la tige (qui n'est pas représentée) est fixée par une clavette dans sa tête, entre les deux glissières F,F, maintenues par les deux guides GG' ; elle est actionnée directement, par une machine horizontale, et produit l'aspiration du jus amené par le tube J, quand elle recule et entraîne le piston en arrière; le vide, produit en avant, permet au jus de lever la soupape S jusqu'à son arrêt B, et oblige la soupape S' à se fermer de mieux en mieux. Lorsque le piston revient en avant, la capacité du corps de pompe, dans sa longueur et entre les deux soupapes, est pleine de jus; dès

le premier instant, la soupape S se referme, S' s'ouvre et le jus, foulé avec force, peut être élevé à une hauteur très^rande : une pompe fonctionne très-bieij sous quatre ou cinq atmosphères; elle

}a.2£2SEZLï.

^ , ^-. J-A? -,-.»» V^-;^:-;,:V^rg77^/

FiG. 163;

peut donner du jus dans des bacs placés à plus de 30 mètres audessus de la soupape S', et cette hauteur n'est jamais nécessaire. H est l'extrémité inférieure du tuyau d'élévation.

8 i K. Défécation. — Carbonatation, — Les jus chaulés envoyés à l'épuration, par le monte-jus ou par une pompe, sont reçus par la chaudière ou le hac à déféquer. Depuis l'adoption de mon système, les bacs font chaque jour disparaître les chaudières; '\\É sont plus économiques ; m^is, quoique les chaudières deviennent plus rares, j'en donnerai la description exacte, afin d'établir entre elles et les bacs une comparaison, nécessaire, il me semble, pour bien apprécier les véritables effets des défécations.

La figure 164- est celle d'une chaudière formée de deux parties : l'une cylindrique, A A' BB' ; on la nomme calandre; l'autre sphérique, B' C A, pour le fond. Les deux parties sont en cuivre pur : elles sont assemblées par un anneau de fer logé entre leurs bords

Qoogle

plies à angle droit, et serrés par deux anneaux de fer, que traversent de nombreux Voulons. Le jùs, amené par le tube F G, remplit la chaudière à la hauteur L, correspondant à la capacité du montejus. On le chauffe à la vapeur; amenée par le tube F H quand on

FiG. IGi.

ouvre le robinet F, elle remplit Tespace entre le fond de cuivre et la calotte de fonte DD', jointe à ce fond et à la calandre en un seul joint. Son excédant peut couler, avec l'eau de condensation, parle tube de retour I et aller au ballon de retour. En vingt minutes, la masse du jus peut être portée à 100 degrés.

Lorsque la chaudière est employée pour une défécation propre- "nient diie^ on élève la température avec précaution, pour éviter tout bouillonnement et ne pas briser Técume; l'opération consiste en ce chauffage d'abord et en une décantation. Nous allons y revenir.

Mais si la chaudière est destinée à une carbonatation, elle est sur-

montée d'un tube horizontal (fig. 164), amenant le gaz du four à chaux, et du branchement Z auquel est ajusté le tube courbé pour descendre au fond de la chaudière, où il est contourné en anneau criblé de trous pour distribuer le gaz avec une extrême division. Le travail se fait alors, entièrement,, comme dans les bacs de carbonatalion dont nous parlerons tout à l'heure.

Revenons à la défécation proprement dite! Pour elle, il est bon de mesurer avec soin la proportion de la chaux. On verse une première quantité, 5 millièmes, par exemple; on chauffe et on examine, dans une casserole de fer étamé, l'état du jus. Si te trouble disparait, en trois ou quatre secondes, par la séparation très-nette d'un liquide clair, ambré, vif, et d'un dépôt grisâtre, floconneux ou cristallin, la proportion de chaux est suffisante; mais, dans le cas contraire, si le jus demeure troublé, il manque de la chaux et il faut en ajouter, par 4 millième à la fois. Si la contenance est de 27 hectolitres, chaque millième est 2'', 7 ou 40,8 litres de lait de chaux à 25/100 ou D = 4210(1).

816. Aux signes qui viennent d'être indiqués, on reconnaît que la quantiféde chaux suffit; mais il faut ajouter un autre caractère : l'écume est bien formée, dans la chaudière ; elle forme une croûte

(1) La densité des laits de chaux est parfaitement égale à la densité calculée. La chaux s*y trouve à l'état d'hydrate bien évidemment. La densité de cet hydrate est 2.078 (Filhol). Par conséquent

1 kilograme de cet hydrate a le volume de. , 0"^481

1^.32 = 1 kilogramme CaO 0^".635

Le lait au i/5 de (CaO) contient :

i'"l32 chaux hydratée dont le volume = 0"*.635

i^u.oOeau = 4 000

5^^.32 lait de chaux ont pour volume 4l'^635

5.32 La densité calculée de ce Jait est donc : , ' ^ = i 1 47 . 8

La densité expérimentale est 1148 à li49.

Elle est toujours un peu plus forte, parce qu'il est presque impossible d'éviter

le dépôt d'un peu de chaux sur le densimétre; elle peut aller à 1J55, et même

compacte, nettement séparée du liquide clair : le dépôt est lotird et bien rassemblé au fond de la masse de jus. Un excès de cbaux, sans être défavorable au même degré qu'une proportion insuffisante, ne donne pas de bons résultats. : le jus a beaucoup de peine à s'éclaircir; il se colore davantage, pendant la défécation elle-même,, et surtout dans les opérations ultérieures, Tévaporation et la cuite.

811. C'est pour éviter la coloration, ainsi produite, que l'on abaisse le plus possible la température des défécations, surtout à mesure de l'avancement des campagnes. Dans les premières semaines cette température peut être de 96 degrés sans inconvénient : peu à peu l'on descend à 90 degrés, puis 85 degrés, et vers la fin,. 80 degrés; ce qui ne suffit pas pour éviter la coloration du jus et celle, plus gênante, des sirops. .

818. En quoi consiste une bonne défécation? quels effets la chaux, employée seule, a-t-elle produits?

Il est très-difficile de résoudre la question par des analyses : il faudrait faire, à la fois, l'analyse du jus, avant et après la défécation, plusieurs années de suite et dans des contrées diverses, à cause de la différence du sol et des engrais. Ce travail exige le concours d'un grand nombre de personnes et est, presque impossible. Hoffmann a donné l'analyse des écumes séchées à 100°, mais seulement pour essayer l'appréciation de leur valeur comme engrais, et sans compa-^ raison avec le jus d'où elles provenaient (1). Il a trouvé :

1160, en apparence, par ceUe raison; mais, en pesant un volume de 100 centi mètres cubes, dans une fiole coupée à ce volume et remplie le plus rapidement après agitation, lavée en dehors, essuyée, etc., on trouve le chiffre indiqué. Le lait au 1/4 (CaO) contient :

I^^.SÎ chaux hydratée dont le volume est 0"*.635

3">.00 d'eau 3"».000

i^^M de lait de chaux ont le volume 3^^635 •

4 32 La densité calculée de ce lait est donc : ^ '.^^ = 1188.4

o.ooo

La densité expérimentale est 1 189. — Au densimètre elle

paraît 1205 à 1210.

(1) Deutsche chemischeGesellschaft, XXII, 148.

Eau 4.45

Matières ( Albumine (1 .579 d'azote) ■ 9 . 995 ) .. ^

organiques. (Toutes les autres 34.855)

/AcideS03 0.050>^

i Acide Ph05 1.900

Cl traces.

KOetNaO... 0.390( ^g ^0

MgO. 1.900[

A12p3 et Fe*^03 S.OOOJ

CaÔ. 17.160

VcaO.co^ le.eooy

Résida, perte 4.50

Tout ce que nous pouvons faire, sans connaîtrele jus qui a produit ces écumes, c'est de supposer ce jus de qualité moyenne, à 14/100 de résidu total, c'est-à-dire 10 de sucre et A de non-sucre; de supposer en outre la défécation faite avec 5 millièmes de chaux, CaO ; puis le partage de cette chaux en 2 millièmes, restés dans le jus déféqué (§821), et 3 millièmes séparés, dans les écumes ; trois suppositions peu éloignées de la vérité. L'application à l'analyse donne le résultat suivant, pour 1000 kilogrammes, de jus :

U existe dans les 1000 kilogr. de jus en non-sucre total 40''".000

U chaux des écumes =* 26.66/100.

On a employé 100 kilogr. de chaux, dont 3 seulement ont passé

dans les écumes : 3 X s^-êi:. = ^''".25 écumes sèches.

Ces 11"'.25 renferment en inatièreg autres que la chaux 6''".929

La défécation a donc laissé dans le jus 33*'^.07l

Le jus n'a pas perdu plus de 17. 32/1 00 du non-sucre, ou 1/6 en nombre rond. Tel est, à bien peu près, le résultat des défécations proprement dites : nous trouverons un résultat semblable dans les effets de la carbonatation.

819. La défécation laisse de la chaux, en combinaison avec les éléments du jus; 1 litre d'eaii pure dissout 1^' 370 de chaux, CaO;. i litre de jus, de richesse moyenne, en dissout deux fois autant, s'il

faut en croire Michaëlis : ce qui donne 2^' 26. Si donc on a employé :

1/1000 de chaux, il en passe 2^^,26 dans les écumes. 7.5 — — i8r,76 —

10 — — 7fl%26 —

Cet excès de chaux n est pas indifférent : plus on prolonge la durée de la défécation, plus l'action de celte chaux se fait sentir, en transformant, peu à peu, les sels de potasse, «t de soude, en sels de chaux, avec mise de potasse et soude caustiques en liberté.

Ces alcalis peuvent rapidement modifier non-seulement le sucre inverti (§ 149), mais même le sucre normal (§ 60) : il est donc essentiel de ne pas employer un excès de chaux et de ne pas lui donner le temps de décomposer les sels alcalins.

On a cru pouvoir conseiller d'employer l'excès de chaux^ mais de l'introduire en deux fois dans le jus : une première fois, en se bornant à la quantité nécessaire pour la défécation proprement dite ; une seconde fois, en ajoutant le reste au jus déféqué. Par exemple ou emploierait 15 millièmes de chaux.

2"",5 pour la défécation proprement dite, IS^^jô pour la deuxième action

Cette deuxième action, produite avec la totalité du j us et de la chaux , donne un mauvais résultat : la matière colorante paraît se redissoudre après une décomposition : elle rend au liquide une couleur de plus en plus foncée et désagréable ; et, ce qui est plus fâcheux, elle altère les matières azotées (§ 591) et les transforme, plus ou moins bien, en substances solubles et contenant de la chaux.

8»0. D'après Walkhoff, la chaux enlève tantôt 15 à 18/100 des matières organiques étrangères au sucre; tantôt 7 à 12 seulement ; soit, en moyenne 9.5 à 16.5. ou moyenne des moyennes 10.5. — Grouven a trouvé 11 . — J'ai obtenu seulement 7 à 8 (moyenne de 8 expériences).

8*1 . Une considération très-utile est encore à présenter. Combien les écumes de défécation retiennent-elles de sucre?

D'après Walkhoff, 1575 kilogrammes de jus ont donnné 53 kilo-

53 3 365 grammes écumes dans l'état d'humidité habituel. C'est t-^=p = ttut-

Sans avoir mesuré cet état d'humidité, l'auteur admet

Degré habituel 36/100 d'eau,

Degré le plus défavorable 50/100 d*eau,

à 36/100, les 3.365 d'écume représentent 1.2114 d'eau, c'est-àdire 1^'^353 de jus, à 10/1 00 et, par conséquent, 0^'M353 de sucre; à 50/100, on aurait 0^M88.

Les écumes de 100,000 kilogrammes gardent donc :

à 36/100 135''".3 de sucre,

à 50/1 00. 1 28 kilogrammes.

On peut juger par ces nombres l'intérêt du lavage des écumes.

Le même auteur conseille de les laver avec les eaux des filtres qui ont D = 1010 en moyenne, tandis que le jus des écumes est de D = 1050. Nous reviendrons sur ce point après avoir étudié les filtrations au noir (un peu plus loin).

822. Après les défécations simples, le jus reste ordinairement un peu alcalin : la mesure de l'alcalinité peut être faite en quelques minutes, lorsqu'on se borne à évaluer en bloc la force alcaline qui est due, non-seulement à un peu de chaux, mais à de la potasse et de la soude. Cette force, déterminée par les moyens dont nous avons parlé (§ 811) équivaut en général à trois ou quatre millièmes de chaux ; dans certaines années à deux ou trois millièmes, suivant la qualité de la betterave.

823. Pendant les défécations, et môme pendant les carbonatalions, il se dégage de l'ammoniaque. On a essayé de recueillir cet alcali volatil. On a fermé les chaudières, pour leur adapter un tube de dégagement, et conduire les vapeurs dans une dissolution absorbante. La meilleure serait le chlorure de manganèse (des fabriques de chlorure de chaux) ; on a proposé les sulfates de fer, déjà plus coûteux, l'acide sulfurique, etc. Le chlorure de manganèse à 35 degrés densimétriques, absorbe plus d'un équivalent d'ammoniaque,

17 kilogr. pai' hectolitre. Il faut 139 kilogr. de sulfate de ter pur, c'est-à-dire au moins 160 kilogr. de sulfate commercial (à 4.50 ou 5.00 les 100 kilogr.) pour produire le même effet. Le chlorhydrate d'ammoniaque, produit dans le premier cas, vaut 90 fr.; le sulfate n'en vaut pas plus de 50. On peut donc obtenir :

Avec le chlorure de manganèse peur 135 kilogrammes ou 2 fr. 67.

18 kilogr. H'Az ou 56 kilogr. chlorhydrate à 90 = 50 fr. 40.

Avec le sulfate de fer pour 160 kilogr. ou 7 fr. 20 X r? =9 fr. 62.

18 kilogr. H^Az ou 70 kilogrammes sulfate à 50= 35 fr. 00.

Le bénéfice est donc, dans le premier cas,

Matière première moins coûteuse de 6 fr. 95.

— produite, plus value 15 fr. 40.

Total... 21 fr. 35.

Mais pour cîbtenir 18 kilogr. de H^Az, il faut traiter de grandes masses de Jus : l'intérêt des appareils, leur nîanœuvre, la gêne relative dans le travail des défécations, n'ont pas permis jusqu'à présent de réaliser cette absorption.

Cuisinier et Leplay donnent les 18 kilogr. de H^Az comme rendement de 233 hectolitres; mais il ne peut être question d'un rendement régulier.

Ce dégagement d'ammoniaque, nécessairement irrégulier, dans les défécations, et toujours restreint, devient très-régulier dans mes citernes et de plus en plus grand à mesure du temps accordé par le fabricant* à la conservation des jus. Il est le signe et le compteur des progrès de la défécation à froid. Recueillir l'alcali dans ces conditions, c'est chose bien facile, sans appareils coûteux et sans gêne aucune pour le travail d'épuration. Gomme tant d'autres avantages déjà signalés, ou sur lesquels nous aurons à revenir, le bénéfice résultant de cette absorption diminue puissamment le prix des citernes et les dépenses de conservation.

Cette alcalinité, due toujours à une certaine quantité de chaux, doit diminuer par le chauffage, une partie du sucre formant du sucrate insoluble dans un liquide bouillant, ou à peu près ; cette di-

CARfiONATATION. 263

minution de l'alcali n'a Jpas manqué de séduire plusieurs fabricants, surtout à cause d'une autre purification concomitante, où semble augmenter l'intérêt. De Tammoniaque se dégage, formée peu à peu sous l'influence de l'asparagine, et des autres matières azotées, sur lapotasse ou la soude ; cette ammoniaque a paru provenir d'une destruction complète de ces matières, aune époque où elles étaient considérées comme ferments; et l'idée d'une sépamtion de ces corps si dangereux, par la portion de chaux disparue , admise sans autre examen, sur une bonne apparence, comme toutes les choses heureuses, conduisit à soumettre les jus déféqués à une première évaporation, jusqu'à la densité 1075. La diminution de la chaux est, en pareil cas, d'environ 1/3, de trois à deux millièmes par conséquent. Mais ce n'est qu'une apparence assez dangereuse ; on n'obtient pas cette diminution sans perte de sucre et il n'y a pas de compensation, loin de là, dans la destruction simultanée d'une faible quantité d'a6paragine, ou des autres matières analogues : ces matières ne sont pas des ferments dans le sens ordinaire du mot, ni probablement dans le sens nouveau que j'ai dû lui donner (§ 253) ; leur disparition est en ^Ile-même inutile, et, de plus, elle n'a pas lieu sans formation de sels, entre la potasse, ou la soude, et les dérivés des matières détruites, sels qui paraissent contribuer à la mélassification des sirops et des cuites.

Après la carbonatation , les résultats sont très-sensiblement les mêmes. :

894. Carbonatation. — Cette opération diffère de la défécation proprement dite, en ce que la séparation des matières étrangères est produite, non-seulement par l'action de la chaux alcaline, mais par celle du carbonate de chaux, au moment de sa formation dans le jus alcalin. L'action de la chaux est essentiellement chimique ; en sa qualité d'alcali, elle forme, soit directement avec les acides, soit indirectement avec les sels solubles, un certain nombre de sels de chaux, dont l'analyse d'Hoffmann donne une idée. En outre elle se dissout dans le jus modifié, mieux que dans l'eau pui*e, et après avoir formé le sucrate de chaux, décomposé les sels d'ammonia-

266 FABRiCATlOiN DU SUCRE.

d'une première couche d'eau dont une partie jaillit avec lui, par la tubulure conique G, dans un deuxième compartiment K, où une seconde couche d'eau Tépure encore : le même effet se continue par les tubulures G', G", dans les compartiments N P, et il est facile de

FiG. lOi.

voir que Teau, arrivant par le robinet G de plus en plus pure, puis sortant par le siphon FIS, tombe au travers du gaz, de moins en moins souillé, avec assez d'abondance pour le purifier de toute matière soluble, et de toute poussière. Elle le refroidit en même temps

CARBONATATIOiN. i67

et le met en état de ne pas nuire à la pompe d'abord, ni aux jus ensuite, où il ne peut amener aucune substance autre que l'acide carbonique. (L'eau sort de S à 40* environ.)

J'ai fait construire d'autres épurateurs, plus actifs, sous un même volume, et d'un plus facile entretien.

Le premier est composé d'une cloche de tôle, comme celle de la figure 163, mais avec une autre disposition du tube d'eau et des diaphragmes. Le tube injecteur de l'eau s'avance jusqu'au milieu de la cloche et laisse tomber l'eau sur un diaphragme (en tôle, en zinc) percé de trous comme une passoire ; avec une différence : la moitié des trous, de deux en deux, sont forcés de haut en bas ; l'autre moitié, aussi de deux en deux, le sont de bas en haut. Par les premiers l'eau s'écoule et tombe en pluie fine sur le diaphiagme inférieur; par les seconds le gaz monte sans obstacle. L'eau est enlevée à la partie inférieure par un siphon comme S I F.

Le deuxième est formé, comme ceux des laboratoires, avec de gros morceaux de coke, dont on remplit la cloche, et sur lesquels l'eau s'écoule, en grandes surfaces, sans obstruer les passages de gaz : le coke peut être facilement renouvelé de temps en temps : il est toujours bon pour la combustion et ne coûte ni entretien ni réparation.

897. On a fait de l'acide carbonique pur en calcinant la pierre à chaux dans des cornues de fonte, ou de terre, d'après le conseil que j'ai donné dans mon brevet de 1855. Conformément à l'expérience de Gay-Lussac, j'ai recommandé l'injection de la vapeur d'eau, dans ces cornues, pour hâter la décomposition du carbonate calcaire et obtenir le gaz carbonique avec une grande rapidité. Les épreuves de cette méthode faites en plusieurs contrées, sans ma participation, n'ont pas donné, je dois le croire, les mêmes résultats que j'en ai obtenus, en grand, par moi-même. C'est pouilant un travail dont les difficultés ne dépassent pas celles des autres parties de la fabrication, et je recommande de nouveau ce procédé ; le gaz carbonique est presque pur, il est beaucoup plus facilement absorbé par les jus, en moitié moins de temps : il n'exige pas des appareils plus coûteux et demande moins de

combustible. Ce sont là des avantages réels, dont on ne peut méconnaître rintérét, dans un temps où toutes les économies sont nécessaires.

. Plusieurs fabriques, en France, et en Belgique ont adopté ce moyen dont les inconvénients sont compensés largement par les avantages. La duréedes carbonatations est réduite des deux tiei:s.

La sucrerie de Neuvireuil a fait établir ce système par un constructeur de Douai, en 1861. Trois cornues, superposées dans le même four, reçoivent de la vapeur sèchey par un même tube, avec un branchement double pour chacune d'elles : les tubes de branchement ont 4 centimètres de diamètre, pénètrent dans les cornues et y distribuent la vapeur par des trous de 5 millimètres. L'acide carbonique et la vapeur sont conduits dans un serpentin entouré d'eau froide. L'eau condensée est prise pour les générateurs. Le gaz est recueilli dans un gazomètre.

En opérant ainsi sans surchâuffage, on a de la peine à décomposer totalement le calcaire : cela tient, comme je l'ai dit dans mon brevet, au refroidissement causé par la vapeur ; il faut lasurchauffer avant l'entrée dans les cornues; c'est chose facile, et je ne crois pas devoir insister davantage.

8*8. Dans certaines localités en France et hors de France, on a pu, même, préparer l'acide carbonique par l'emploi de la craie (ou autres carbonates calcaires), et des acides. Le prix de l'acide chlorhydrique ne dépasse pas 2 francs les 100 kilogr. : on peut obtenir,, avec cette somme, 22 kilogrammes de gaz carbonique, c'est-à-dire l'équivalent de 28 kilogrammes de chaux, ou la quantité nécessaire pour chaulera 1/100 28 hectolitres de jus. Si l'on adopte le procédé dont je parlerçii plus loin {Procédés des dépôts mixtes), on peut trouver une économie réelle dans l'emploi de la craie et des acides. L'acide sulfurique revient au même prix que le chlorhydrique, équivalent pour équivalent, et il laisse un résidu de sulfate de chaux, facilement convertible en plâtre de première qualité. Dans ce système, on recueille le gaz dans un gazomètre et, par le jeu de la pompe, on l'injecte dans les jus.

CARBONATATION. 269

890. Enfin on pourrait employer une méthode que j'ai récemment indiquée et qui est fort peu coûteuse: Du carbonate de soude est converti en bicarbonate par l'acide carbonique des foyers; on étale le carbonate, humide, en couches de 5 à6 centimètres d'épaisseur, sur des tables disposées, à peu près, comme dans la fig. 164 C,C',C"... etc., etc. La chambre, où sont placées ces tables, communique par une ouverture inférieure, avec la cheminée de l'usine et, par une ouverture supérieure, avec un ventilateur : les gaz de combustion laissent leur acide carbonique au carbonate, le changent en bicarbonate et s'échappent dans l'atmosphère. Onrasseml)le le bicarbonate, toutes les douze heures, et, par un chauffage à 130 degrés, on en tire l'acide carbonique absorbé, complètement pur. On le recueille dans un gazomètre.

830. Toutes les fois qu'on le peut, on doit employer du gaz carbonique pur. Les fabricants dont l'usine comprend une distillerie peuvent utiliser aisément le gaz des cuves à fermentation. Ce gaz est presque toujours pur. Plusieurs fabricants l'ont fait, notamr ment Tilloy Delaune à Courrières.

831 . La pompe employée pour aspirer les gaz du four, et les injecter dans les jus est représentée dans la figure 165 en coupe longitudinale et dans la figure d'en bas en coupe transversale. Elle est mise en mouvement par une machine à vapeur spéciale, mais dont l'action s'exerce en même temps sur la pompe à jus. (§ 812).

La pompe à gaz est formée d'un piston métallique P, dont la tige M est actionnée directement par la machine (horizontale) ; cette tige se prolonge à gauche pour servir de guide. On met les passans à l'abri des coups par une gaine fixe, un tuyau de forte tôle attaché en R. Dans la position de la figure, le gaz du four, aspiré par le tube C, arrive sous le tiroir et passe par D', en arrière du piston ; le gaz d'avant, chassé en D, puis en U, passe par le tube G pour aller aux chaudières de carbonatation. Le graissage du tiroir T est fait, en marche, par le tube H U.