Quels sont les effets produits par la carbonatation

FABBICATION DU SUCRE.

CARBOMTATION. 271

Théoriquement, ils sont les mêmes que ceux de la défécation simple, quand cette défécation est produite au moyen d'une quantité de chaux suffisante pour donner un léger excès d'alcalinité après le chaufiEage. Je parle, bien entendu, de la carbonatation à chaud : je reviendrai tout à l'heure sur la carbonatation à froid.

En effet, on peut voir, dans les effets de la chaux, deux causes bien distinctes : l'une chimique^ celle de- la chaux, qui neutralise les acides et forme divers composés dont nous avons parlé, (§ 818); l'autre physique^ celle du carbonate de chaux formé par l'acide carbonique avec la chaux employée dans les défécations proprement dites; l'acide carbonique est fourni par le jus lui-même, dont la faible acidité n'a pas d'autre source quand le jus est sain. Dans les carbonatations, l'acide carbonique est fourni, en outre, par les gaz du four à chaux, ou d'autres origines extérieures. Mais, dans les deux cas, il existe du carbonate de chaux dans les écumes, et la seule différence consiste uniquement dans la quantité de ce carbonate, qui est beaucoup plus grande dans les carbonatations. Cette différence amène t-elle des résultats différents? On peut le présumer, car ce carbonate, en poussière atomique, posséderait, comme la plupart des poussières de ce genre, la propriété de s'unir, au moment de sa formation, avec un certain nombre de matières organiques, non pas chimiquement, mais par simple capillarité^ pour former un produit, du genre des laques^ où l'on sait qu'une matière soluble peut être rendue insoluble par l'action capillaire (du corps insoluble servant de base fondamentale), sans être chimiquement unie avec ce corps insoluble. L'alumine, insoluble, s'unit de cette manière avec un grand nombre de matières colorantes 3olubles et les rend insolubles dans l'eau, sans combinaison chimique ; car ces matières conservent leurs couleurs et une liberté chimique presque complète.

Le carbonate de chaux peut donc être envisagé comme jouant un rôle de celte espèce et il faut nous demander si ce rôle est considérable : en réalité il l'est très-peu. Sans parler d'expériences faites avec d'autres matières colorantes que celle du sucre, on peut facilement se convaincre que le carbonate de chaux, précipité dans un jus de betterave, (dont la couleur est bien plus intense que celle de la

272 FABRICATION DU SUCBE.

canne), relient très-peu de matière colorante. Lavé, deux ou trois fois, à Teau distillée, puis dissout dans un acide, il fournit une liqueur très-peu colorée. Poui* obtenir cette vérification, il fout, après une carbonatation foite sur un litre de jus, i-ecueillir toute récume sur un filtre, la dissoudre par la plus petite quantité possible d'acide chlorhydrique, ajouter avec précaution de Tammoniaque, afin de précipiter le phosphate, ce qui.donne un précipité coloré, puis traiter par le carbonate de soude. On obtient un carbonate peu coloré: quelques la\*ages à Teau pure le rendent blanc, et, en le dissolvant dans l'acide acétique, on n'obtient pas de coloration bien sensible.

Ainsi Faction du carbonate calcaire, en tant que producteur d'une laque avec la matière colorante du jus de betterave, est très-iaible en elle-même. Si la carbonatation produit une décoloration marquée, c'est en déterminant la précipitation de l'acide phosphorique, de l'alumine et des acides, pectique ou autres, dont les composés avec la chaux ont une force bien plus réelle pour pix)duire des laques avec la couleur des jus. — C'est une des actions auxquelles Chevreul donne le nom d'affinités capillaires. On la voit cesser aussitôt que l'acide carbonique dépasse la formation da carbonate neutre, aussitôt que le jus en caii)onatation cesse de colorer en rouge le papier de curcuma. La matière colorante, qui avait été précipitée, se redissout en même temps que l'acide phosphorique, l'alumine et une petite quantité de carbonate de chaux. Il reste à ce moment une énorme partie de carbonate encore insoluble, et pourtant la coideur du jus se redissout tout entière.

833. Il résulte de ces faits que la quantité de chaux, employée pour la carbonatation, pourrait être diminuée, de deux tiers au moins, sans diminuer les effets de défécation; c'est ce que l'expérience confirme de plusieurs manières :

1* Dans un jus chaulé à 3/100 par exemple, et ou la chaux dissoute atteint 2,5, si l'on ajoute un acide quelconque, en proportion déterminée, pour neutraliser 1,5 et laisser 1 de chaux dissoute, ou même pour neutraliser 2,0 et laisser 0,5 en dissolution avec les 0,5 non dissous, ce jus, traité ensuite par le gaz carbonique, est aussi

CARBONATATION. ^73

«complètement déféqué et décoloré qu'avec la totalité du carbonate, dont la formation par les 3/1 00 de chaux a été réduite de deux tiers ; Tacide ajouté, Tacide chlorhydrique, par exemple, ayant formé un sol de chaux soluble sur lequel l'acide carbonique n'a pas la moindre action.

2* Un jus peut être soumis à la carbonatation en y ajoutant 3/100 de chaux, ou bien 1/100 de chaux et 2/100 d'un corps absolument inactif, avec le jus ou avec le gaz carbonique. Deux carbonatations comparatives, faites dans ces conditions, donnent absolument les mêmes résultais ; le corps inerte peut être de la brique pilée, de l'argile cuite, ou tout simplement du carbonate de chaux, de la pierre naturelle finement broyée; ce corps inerte ne joue plus aucun rôle chimique, il ne prend aucune part à la défécation qui est parfaitement produite, sans lui, par le 1/iOO de chaux employé ; il sert seulement à rendre la filtration possible et facile dans le filtre-presse. Cette filtration est, en général, presque impossible, dans le cas de 1/100 de chaux, parce que le carbonate produit n'est pas en quantité suffisanle pour former une écume maigre, ou plutôt perméable, dont le jus puisse s'échapper aisément : il forme des écumes grasses^ visqueuses, imperméables, comme l'argile ou les matières mucilagineuses, et obstrue rapidement les filtres. Il faut élever à 3/100 la proportion de la chaux pour avoir assez de carbonate et des écymes maigres. Mais ce carbonate, il est inutile etcoûtenx de le décomposer, d'en faire de la chaux, et de le recomposer, dans les jus, avec de l'acide carbonique. Il est bien plus simple de l'ajouter do suite en nature, etde réduire la chaux au strict nécessaire, c'est-à-dire auplus à 1/100.

En résumé, les effets de la carbonatation, dans le traitement immédiat des jus, sont très-peu différents de ceux de la simple défécation ; ils ajoutent celui de neutraliser la chaux libre, et les petites quantités de potasse ou de soude mises en liberté, par cette chaux, dans la défécation. Ces petites quantités d'alcalis ne sont pas, en elles-mêmes, nuisibles au jus; mais elles peuvent diminuer l'effet du noir, qu'on emploie un peu plus tard, et ne pas permettre une décoloration aussi rapide (voy. Action des alcalis sur le noir). En cela, et en

cela seulement, la carbonatation l'emporte sur la défécation. II. 18

m FABRICATION DU SUCRE.

S34. La carbonalalion est inévitable dans le traitement non immédiat des jus. Pour les nombreux essais de mon procédé de conseiTation, et son application faite chaque jour, sur une échelle de plus en plus vaste, dans lesrâperies, il est nécessaire d'employer plus de 1/1 (K) de chaux. Les jus de râperie, traités au bout d'une semaine au plus, peuvent, à la rigueur, ne pas recevoir plus de 1 /1 00 ; les jus destinés à être conservés pendant plusieurs mois, ou plusieurs années, doivent être mêlés avec une quantité plus forte, i à 5/100. En pareil cas, la carbonatalion de toute la chaux, dissoute, est nécessaire. Mais les jus conservés, eux-mêmes, n'éprouvent pas, au moment de la carbonatalion, des effets de purification proportionnés à la totalité du carbonate produit. Les effets essentiels sont dus à une quantité de chaux qui ne dépasse guère 1/100, même lorsque 2,5/100 s'y trouvent réellement en dissolution. Et ces effets, je le répète, sont dus presque uniquement, non pas au carbonate correspondant à 1/100 de chaux, mais aux matières telles que le phosphate d'alumine, celui de chaux, les peclatés, etc., dont la puissance pour former des laques^ avec la matière colorante des jus, est incomparablement plus p:rande que celle du carbonate de chaux.

83S. Plusieurs personnes ont soutenu l'opinion contraire : on a vu dans le carbonate un agent d'une grande puissance, et comme cette idée n'est pas soutenable pour le carbonate après sa formation, elle a été rattachée au carbonate à Tê^a^ naissant^ état fort peu connu encore à l'époque, mais dont j'ai donné depuis la véritable explication (1). Cet état naissant ne rend pas le carbonate plus efficace; en voici la preuve : Prenons d'abord un liquide coloré, plus simple que le jus de betterave, par exemple du tournesol, et dans un volume déter-. miné de ce liquide, 50 centimètres cubes, faisons tomber 1 gramme de carbonate de chaux, ou pierre à chaux, finement pulvérisé: filtrons, notre liquide passera intact et notre carbonate restera coloré, seulement par la petite partie du liquide retenu capillairemont. Un petit lavage à l'eau suffit pour entraîner ce liquide et remettre le carbonati»

(1) Les Mondes, numéro du tl juillet 187:2.

CARBONATATION. 475

à l'état naturel. Faisons une deuxième expérience : dans 50 autres centimètres cubes de tournesol, versons 1 gramme carbonate précipité au moment même, par chlorure de calcium et carbonate de soude, dans cent fois leur poids d'eau, filtration, lavage etc. ; nous trouverons de ce carbonate floconneux, très-divisé, presque aussipeu d'action. Cependant, son état est fort peu difi*érent,s'il l'est, deVétat naissdut proprement dit tel qu'on le comprenait. Mais nous pouvons le prendre à cet état lui-même : faisons la précipitation, dans le tournesol, en dissolvant le chloinire de calcium dans 10 centimètres cubes, et le carbonate de soude dans les AO autres. Même de cette manière, et malgré l'état naissant cette fois, nous n'aurons pas d'elTet plus sensible. Les mêmes faits se produisent avec les matières véritablement puissantes, avec le phosphate d'alumine, par exemple. Ce phosphate n'a pas d'action notablement plus gi*ande à l'état naissant. Délayons, dans 50 centimètres cubes de touinesol, 1 gramme de phosphate récemment précipité; nous absorbons toute la matière colorante, et, par filtration, il passe un liquide presque incolore, ou incolore. Précipitons le phosphate dans le tournesol même, et nous n'avons pas plus d'effet.

Ce qui a lieu pour le tournesol a lieu pour les jus sucrés, à peu de chose près. Ce n'est pas le carbonate, né ou naissant, qui les délè- (jue et les décolore, ce sont les substances beaucoup plus actives formées, comme le carbonate, par la chaux et précipitées avec lui.

Une dernière preuve ne laisse à cet égard aucun doute ; la température des défécations, ou des carbonatalions elles-mêmes, est élevée jusqu'à 100*, 98, 96 ou au moins 80. Cela suffit pour faire passer \r carbonate, de l'état floconneux CaO.CO^ (110)% à l'état grenu ; ou anhydre CaO.CO*. A ce dernier état, il ne conserve certainement aucune puissance ; et, s'il avait absorbé la couleur des jus dans son premier étal, il la restituerait dans le second, ce qui n'a pas lieu, a la seule condition d'éviter l'excès d'acide carbonique. La couleur est remise en liberté dans ce dernier cas, non pas à cause de la dissolution du caAonate, changé en bicarbonate, car la presque totalité du carbonate reste intacte et ne se dissout pas; mais par suite de la solubilité des phosphates, etc., dans la petite quantité de bicarbonate formé.

t>T(; FAniUCATlON DU SUCRE.

L'importance de la rapidité du chauffage étant compriso, nous pouvons chercher ce qu'il faut de vapeur, dans un temps déterminé, pour amener une masse de jus, indiquée d'avance, à la température nécessaire, soit 100". — 1000 kilogrammes de jus, pouvant être considérés comme de l'eau pure, demandent pour monter de + 10" à 100\, 90,000 calories. La vapeur employée en fabrique étant généralement à 5 atmosphères, ou + 158®, se condense d'abord à + 10°, plus tard à 100*, ou en moyenne à -f 55^ Or elle contient 1 53" + 536 =: 689 calories par kilogramme et elle abandonne 689 — 55 = 634. Il faut donc pour chauffer 1000 kilogrammes de jus

' ^^. = iil,96 kilogrammes de vapeur,

ou l/() de charbon, soit itS^'\ 06.

836. On a cru longtemps pouvoir aDRimer l'existence du sucra te de chaux dans les écumes : nous venons de voir des preuves du contraire dans les carbonatations, même dans celles où la chaux est la plus abondante (831).

837. La earbonatation s'exécute dans des chaudières ou bacs, dont la disposition générale est représentée figure 166, vue de face.

BB' est un bac carré de 2 à 4 mètres de côté, sur 1 mètre de profondeur; sa capacité varie, par conséquent, de 4 à 16 hectolitres. Jl est tout entier en tôle de fer de 3 à 4 millimètres d'épaisseur. Le jus chaulé le remplit jusqu'au niveau m', ou l'ouvrier l'arrête aussitôt qu'il coule, par un petit robinet r, dans un godet portatif (non représenté). Le gaz acide carbonique du four est alors introduit en ouvrant le robinet Z, d'une prise faite sur le tuyau A, distributeur général relié au tube D de la figure 164.

Le gaz, dont l'acide carbonique réel est, àpeu près complètement, absorbé par le jus, s'élève, par les nombreux trous d\x tube L L', plié (in carré; après avoir fortement agité le liquide et produit une écume plus ou moins volumineuse, il s'échappe sous la hotte (dont le bord antérieur HIF est seul représenté) ; celte hotte est destinée à faire évacuer, le plus hâtivement possible, toute la partie non

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CAIUIONATATION. / 277

absorbable du gaz, et surlouL l'oxyde de carbone, dangereux pour la respiration. Étendue sur toute la file des chaudières, elle doit être divisée en compartiments, correspondant chacun à Tune d'elles et terminé par un tuyau d'appel, en bois ou en (er, élevé jusqu'audessus du toit delà fabriqué. A mesure de l'introduction du gaz, l'ouvrier déféquenr mouveronne l'écume (en appuyant le manche de son mouveron dang l'échancrure E E') afin de la briser et de l'em-

FlG. \(\(l

pocher d(» déborder. C'est la partie désagréable des carbonatations. Les jus riches en matière mucilagineuse offrent cet inconvénient au plus haut degré : le liquide mousse, en raison de la viscosité de ces matières, de la rapidité d'arrivée du gaz et de la température : il faut modérer la rapidité du gaz avec soin dans le commencement.

Enmême temps la vapeur est amenée, très-doucement d'abord, en touniant la roue horizontale du robinet-valve V, d'une prise VV sur

les générateurs. Cette vapeur court dans le serpentin YSS' S" S'" TT'T" V" et retourne par un tube, plusieurs fois courbé, dans le ballon des retours.

838. Malgré le bouillonnement du gaz, et malgré le chauffage du jus, l'ouvrier réussit quelquefois, par un mouvcronnage énergique, à contenir l'écume sans laisser déborder ; s'il n'en est pas maître, on lui fournit l'un des moyens suivants :

1^ Une certaine quantité d'huile, ou d'une graisse très-fusible, dont il jette 10 à 30 grammes par mètre carré de la surface du jus, a peu près : cette huile ne laisse par subsister la voûte aqueuse des bulles, elle repousse l'eau avec les substances dissoutes, ou en suspension, et fonne elle-même une voûte huileuse que le gaz perce à l'instant sans aucune peine. Ce moyen est connu depuis longtemps : il remonte aux premières époques de la fabrication du sucre de (3anne, où l'on a reconnu l'utilité du beurre, ou autre matière gi-asse, et d'enlever la mousse, avec l'écumoire, pour lui donner de l'air (1).

^* Énwiissears ou brise-mornses, — Les défécations et carbonatations ont, paniii beaucoup d'autres inconvénients, celui de ne pouvoir jamais être accomplies sans auxiliaires spéciaux contre une quantité plus ou moins grande, mais toujours très-considérable, de momse et contre une quantité, très-forte aussi, d'écwmes. Il est facile de ne pas confondre les deux mots : mousse veut dire soulèvement de la surface du liquide en bulles plus ou moins nombreuses, plus ou moins volumineuses et dont les parois sont formées par le liquide luimême demeuré limpide ; écume signifie un assemblage, plus ou moins volumineux, de sels alcalins soutenus, malgré leur grande densité, à la surface du jus sucré, par de petites bulles gazeuses développées à mesure du chauffage; cet assemblage acquiert, dans certains cas, une cohésion suffisante pour former une croûte sur le liquide et n'y pas retomber, même en vingt-quatre ou trente-six heures.

839. La mousse est très-gèriante : elle peut être assez volumineuse pour entraîner une grande partie du liquide, à mesure de sa

(1) Ubreton, Traité de 178), p. 03.

CARIJONATATION. 279

production, ou même le liquide tout entier; il est nécessaire de ne pas en former, ou de pouvoir la réduire. On connaît heureusement, depuis longtemps, l'excellent moyen dont il vient d'être parlé. On obtient de cet emploi des résultats vraiment merveilleux : 60 ou 70 grammes d'huile suffisent pour faire tomber la mousse de 1000 kilogrammes de jus; c'est une dépense de 10 centimes, en moyenne, dépense malheureusement trop facile à augmenter par le coulage. Lorsqu'elle atteint 13 centimes, ou à peu près, c'est 30 centimes à compter par sac de sucre et ce n'est pas négligeable. En outre, les corps gras ont un inconvénient dontil faut tenir compte :. ils sont promptement saponifiés, par la potasse ou la soude libres des jus, et se changent en savons doués d'une influence fâcheuse contre la cristallisation du sucre. Tout au plus doit-on déduire de la dépense le prix de cette quantité de savon concentré dans la mélasse et vendu avec elle. 100 grammes de corps gras peuvent donner 300 grammes de savon ; au prix moyen de 10 centimes le kilogramme de mélasse, on relrouveainsiàpeu près trois centimes, faible adoucissement. On a diminué la dépense et fait disparaître les inconvénients de la saponification en faisant usage des hydrocarbures à bas prix, huile lourde de houille, de pétrole; on peut obtenir ces corps, sans odeur prononcée, à 40 centimes le kilogramme et réduire ainsi la dépense des deux tiers.

840. Beaucoup de moyens mécaniques ont été proposés : les uns purement mécaniques, les autres physico-mécaniques, c'est-àdire unissant l'emploi d'une machine et d'un agent physique, l'air, la vapeur, etc. Passons en revue les principaux :

1** Brise-mousses purement mécanique. — Quarez. — Au-dessus de la surface du jus, on établit un axe horizontal, porteur de lames en fer plat, longues de 120 millimètres, larges de 60, espacées de 20 à 25 et un peu courbées à l'extrémité ; muni des roues d'angles nécessaires, cet arbre peut faire vingt tours par minute; les lames fixées, en deux séries, de chaque côté de Taxe, en passant à 10 centimètres de la surface, déchirent la mousse et l'empêchent de dépasser ce niveau. Un inconvénient évident de cet engin, c'est la

projeclion des flocons d'écume, cause de gêne et de pertes dont on ne peut éviter les effets sans couvrir les chaudières. Un autre inconvénient très-sérieux,. c'est la dépense ; on ne fait pas tourner une nmcliine, quelle qu'elle soit, sans la payer d'abord, sans J[)riiler du charbon ensuite, et enfin sans Tenlretenir en bon état. Le brisemousse dont nous parlons, sans être très-coûteux, aune valeur: il on faut plusieurs par chaudière, si l'on veut être assuré de son action* Il cause au moins autant de dépenseque l'huile. Sa présence sur les chaudières est une gêne assez grande.

'i" Brise-mott^ses physico-mécaniques. —Je dimi seulement un mot des brise-mousses à vapeur. On ne peut avoir une idée plus défavorable au bon travail des jus. Il faut une quantité de vapeur notable pour faire tomber la mousse, au moins 3 kilogrammes pour 1000 litres de jus, ou 6 kilogrammes par sac de sucre, à bien peu près; c'est 1 kilogramme de charbon, ou 3 centimes ; 1/10 de la dépense pourl'huile. Mais la dépense doit être comptée double, car après avoir amené de la vapeur dans le jus, c'est-à-dire de l'eau, il faut de nouveau vaporiser cette eau, c'est-à-dire dépenser 3 autres centimes. Si l'on considère en outre la très -mauvaise action de la vapeur, en raison de la température élevée, 153% où elle expose les parties do jus soulevées en mousse, on comprendra bien aisément la nécessité de ne jamais employer les brise-mousses à vapeur, même quand ces appareils ne demandent pas de force motrice.

841. L'idée la plus pratique est celle de Morelle : arroser les niousses avec du jus.

Après plusieurs modifications, l'auteur pamît s'être arrêté au dispositif suivant : Un seau conique est établi à 20 ou 25 centimètres au-dessus du niveau du jus, au moyen d'un axe vertical fixé pai* son extrémité inférieure au fond du seau; par son extrémité supérieure, avec l'intermédiaire de i^oues d'angles, à un arbre horizontal élongeant toutes les chaudières. Ce seau reçoit une certaine quantité de jus et peut être mis en rotation, autour de son axe, à un peu plus de 200 tours, par manchon d'embrayage et poulies, comme au § 705; à cette vitesse la force centrifuge élève le jus du seau jus-

CARBONATATION. m

qu*au-dessus de ses bords, et projette circulairement ce qui. les dépasse, en une nappe à peu près horizontale, qui fauche les mousses et les fait tomber, en moins de 2 minutes. Il fout répéter six ou huit fois l'opération. — La nappe est rendue horizontale par un large abat annulaire soudé à 10 ou 12 millimètres au-dessus des bords.

Ce brise-mousses ne demande pas une grande force, n'ajoute pas d'eau dans les jus, ne cause aucune altération par la chaleur et mérite assurément toute préférence.

84S. 3" Brise-motisses physique, — Plusieurs personnes ont songé à empêcher la formation de la mousse par une pression plus ou moins forte exercée sur la surface du liquide. L'idée de lemédiei* au fastidieux inconvénient des écumes en opérant dans un vase clos a été, je crois, émise pour la première fois dans un brevet pris par Barreswill. Une pression, même faible, met des obstacles très-grands i la production des écumes : un agitateur, nuisible dans les vases ouverts, est très-peu gênant dans les vases fermés, où il rompt les écumes avec promptitude sans rien projeter, hors du vase, sur les ouvriers. L'idée fut mise en pratique dans plusieurs fabriques des environs de Lille (à ma connaissance, — peut-être dans d'autres) et ne . parait pas avoir prévalu. C'est un moyen puissant et qui permettait d'absorber Tammoniaque en même temps ; mais les inconvénients d'un matériel spécial sont assez gi'ands pour des fabriques qù l'abus du matériel est devenu cause de ruine.

843. La double carbonalation exige deux opéiations tout à fait semblables à celle que nous venons de décrire, c'est-à-dire deux carbonatations simples. Chacune de ces carbonalalions simples est pratiquée dans des chaudières très-analogues, sinon semblables, à celle delà figure 165. Après la première carbo natation, faite à 1/1000 environ, le jus trouble est versé dans le décanteur dont nous parlerons dans un instant (§ 845) et le jus clair, obtenu de la décantalion et du filtre-presse est ramené dans la seconde chaudière où on veut faire la deuxième carbonatation. On ajoute la quantité de lait de chaux jugée nécessaire, on mêle bien, on amène le gaz et on

^2Si FABRICATION DU SUCRE.

sature, celte fois, presque complètement, à 1/5000 ou même 1/10000; on coule dans le décanteur, etc.

Je ne saurais trop protester contre celte seconde opération : elle est inutile et coûteuse; en effet, le jus de la première carbonatation, s'il est décoloré (et il doit l'être) , ne peut recevoir aucune améliomlion réelle par la deuxième carbonatation. Il est facile de s'en assurer par l'analyse ou simplement par la comparaison des cuites. Aujourd'hui tous les fabricants attentifs le savent comme moi.

La carbonatation peut être faite en une seule opération. Il faut employer d'un seul coup la proportion de chaux convenable, carbonater de suite à 1/5000, ou même d/10,000 et envoyer aux décanteurs et au filtre-presse. Le jus est décoloré et déféqué tout autant qu'il peut l'être, et sa faible alcalinité est enlevée sans peine dans le triple effet et les filtres à noir. Nous verrons plu« loin un procédé simple pour diminuer la proportion de chaux et obtenir, plus économiquement, des résultais tout aussi beaux. (Procédé des dépôts mixtes.)

8^44. Le terme exact des carbonata lions demande à être observé soigneusement : le jus rendu presque incolore, ou incolore (celui qui a été conservé plus d'un mois, par ma méthode, l'est toujours) par une carbonatation un peu incomplète, c'est-à-dire après laquelle il n'est pas tout à fait neutre et demeure un peu alcalin, peut être ramené presque à son état primitif, avec sa couleur noire, etc., si l'on dépasse le terme, si l'on amène assez d'acide carbonique pour faire du bicarbonate, ce qui suffit pour décomposer les combinaisons si faibles de la chaux avec l'œnocyanine ou d'autres matières orjî^aniques.

11 est donc essentiel de saisir le point précis de la neutralisation et même de ne pas l'atteindre rigoureusement, c'est-à-dire de laisser un faible excès d'alcali libre dans les jus et d'arrêter le gaz des fours lorsqu'il reste, par exemple, I/:2000 de chaux encore dissoute. Plusieurs moyens peuvent être employés dans les fabriques :

1" Un peut mettre à la disposition de l'ouvrier des bandes de toile . fine imprégnées de curcuma. La couleur jaune pûle de ce corps

CAftBONATATION. ^283

passe ti'ès-facilemcnt au rouge brunâlie par la proportion d'alcali indiquée. Le changement est très-sensible, même la nuit à la lumière des lampes ;

i* Le jus présente à ce moment, non-seulement une nuance trèsclaire, mais en même temps une facilité de décanlation remarquable. L'ouvrier prend une petite quantité de jus trouble (dans une casserole de fer battu, par exemple,) pour le soustraire aux mouvements de rébuUition et à l'aspect du jus en repos, où le carbonate calcaire presque complètement formé se dépose d'une allure rapide; il peut juger très-approximativement l'état de carbonatation, surtout avec un peu d'habitude ;

r^ Mais ces deux moyens ne donnent pas une mesui^, et Ton a

essayé de mettre aux mains de l'ouvrier un moyen d'aller jusque-là.

On ne le peut sans avoir recours aux actions chimiques et aux

liqueurs titrées. Par exemple, une solution de chlorure de cuivre

(CuCI) petit être préparée de manière à être (Icm omposéc juste par

le demi-millième do chaux que nous voulons faire substituer dans

les jus. Il suffit de la charger dans un même volume de la quantité

de chlorure équivalente. Pour i gramme de chaux CaO il faut

—^-^ = 2'',41 1. Faisons dissoudre moitié de ce poids i'J',^05r) dans

I centimètre cube ou, ce qui est beaucoup plus facile, mille fois cette moitié dans 1 litre, soit 1205,5 grammes; nous aurons une liqueur dont le mélange avec un égal volume de jus clair produira une décomposition exacte et donnera :

CuCI + CaO = CnCI -f- CuO

en Taisant abstraction de l'eau.

Prenons i centilitre, ou 1 0 centimètres cubes, de jus clair dans un verre à boire ; ajoutons 1 centilitre de notre liqueur, mêlons bien avec une baguetle de verre et filtrons; le liquide filtré contiendra du chlonire de calcium incolore et tout l'oxyde de cuivre sera retenu dans le papier. Com\nent savoir si la neutralisation est bien exacte ? Si notre jus conserve plus de i/2000 de chaux après la liltration, la liqueur sera encore alcaline, condition facile à apprécier au moyen

28i FABRICATION DU SUCRE.

de nos toiles ou papiers de curcuma. Si d'uq autre côté nous avons passé le terme de i/2000, la liqueur filtrée contient du cuivre et présente une faible action acide. Celle-ci ne peut eti*e faciieraenl estimée, surtout la nuit ; mais on peut recourir à une aulir action. La moindre trace de cuivre en dissolution peut être rendue sensible par une solution de ferrocyanure de potassium; une {roiitle de celte solution donne un précipité rouge foncé, et elle le donne à rinstant même. On met une ou deux gouttes du liquide filtré sur un papier blanc, on ajoule, avec une autre baguette, une goutte de ferrocyanure; si la couleur rouge paraît, on a du cuivre; c'est que la chaux se trouve déjà au-dessous de la dose 1/:2000. On ferme le robinet de la distribution du gaz. — Il est clair que cette petite opération réclame une main sûre, un ouvrier soigneux. J'ai pris cellelà tomnip exemple : mais, il faut bien le dire, elle esl loin de donner la préiisiondont elle paraît capable. Le chlorure de cuivre esl facile à obtenir, mais il est vénéneux, en qui ne le recommande pas. La mesure des liqueurs ne peut être faite avec des pipettes en verre, elle Test avec des mesures de caoutchouc durci dont la capacité ne se conserve pas en chauffant. C'est donc une méthode délicate. J'ai cru pourtant devoir en parler.

On peut remplacer le cuivre par le zinc et essayer la liqueur lil- Iréeavecle curcuma; si le papier rougit, la chaux dépasse encore le point voulu; si le papier reste jaune, on manque de chaux : il faut arrêter le gaz.

84SS. Les jus troubles des carbonatations contiennent, après l'absorption du gaz carbonique, une telle dose d'écumes y que la filtration immédiate et totale de ces jus a paru longtemps impraticable : on a cru devoir la faire précéder d'une décantation, c'est-àdire abandonner le liquide trouble à lui-même jusqu'à ce que le dépôt calcaire soit tombé au fond du vase, en une couche distincte, plus ou moins réduite, mais laissant au-dessus d'elle une partie du liquide, claire, limpide, comme si elle avait été filtrée, toute prête, en un mot, à rentrer dans l'appareil d'évaporation. Pour atteindiv ce but, on a imaginé les bacs dècanteurs.

DÉCANTATION. 285

846. Décantation. — Bacs décanteurs, — Les jus soumis à la f^aibonalation contiennent une masse de carbonate de chaux mêlé de sels organiques calcaires, capable de se déposer facilement, en grande partie, et de donner, sans aulre travail, une première partie de jus clair, convenable pour Tévaporation immédiate, le reste devant être soumis à une filtration et à certaines opérations ultérieures. Nous allons examiner d'abord la décantation :

Nous supposerons un jus traité, en une ou deux fois, par :i centièmes de chaux pure,* CaO. Ces 3 centièmes deviennent : d'abord du carbonate hydraté GaO. CO* (HO)^; en prenant le poids total 3 X 95/28=: 10,2. Un peu plus tard, de floconneux, ce carbonate passe à J'élat grenu, en perdant de PeauCaO.CO*(HO)*=CaO.CO* -4-5HO et se réduit à 3 X 50/28 = 5,35. Le premier état subsiste jusqu'à la température 80*^ — 90' dans la liqueur alcaline : il disparaît à 100", ou par l'excès de CO*. On peut donc avoir dans 100 litres de jus (en négligeant la densité) :

10^'', i de carbonate floconneux CaO.CO^ (HO)^ jusqu'à SCV-OO*» 5k",35 de carbonate grenu CaO.CO*^ à 100*

La densité de ce carbonate = 2,72. Les 5'^'',35 ont donc un

5 35 volume vW==l"',97. CVst-à-dire que le dépôt de carbonate pur

et sec occuperait en une seule masse V'\\)T, En grains innombrables, le volume appanmt serait d'au moins d/2 en sus, soit donc :î litres dont les interstices sont remplis par du jus. — D'ailleurs le carbonate est mêlé d'un peu de sels organiques calcaires, volumineux, retenant plus de liquide, ce qui peut porter le volume total à 3"S5.

Ainsi le dépôt de carbonatalion dans 1 hectolitre de jus traité à :l centièmes de chaux occupe, à son plus petit volume ^ 3 à 3,5 litres.

Il n'est pas possible d'obtenir par la décantation, en très-peu de temps, une séparation du jus en ces deux parties :

Jus clair hmpide 97 à 96,5

Dépôt le plus réduit. 3 à 3,5

iOO 100,0

286 FABiUCATlOX DU SLCRE.

Mais on peut, en 30 minutes, obtenir sans peine :

Jus clair 80

Dépôt très-liquide 20

Les décanteurs employés jusqu'à présent sont des bacs peu profonds ou de grandes rigoles où l'on amène la partie trouble du jus pour l'abandonner à elle-même pendant 20, 30, 60 minutes. On fait écouler du mieux possible là plus grande partie du jus clair : le reste est envoyé aux filtres-presses.

Le travail de décantation ainsi exécuté constitue d'assez grandes dépenses de temps et d'ai^gAt. Le jus clair est obtenu par la série d'opérations assez compliquées dont nous devons bien préciser le détail : on fait couler d'un seul coup le jus de la chaudière de carbonatation dans un bac de même capacité, placé en contre-bas : le bac décanteur. Après 30 minutes, la psulie du jus clair est envoyée, par des rigoles et des tubes, dans des bacs réservoirs, bacs d'attente, où ce jus perd souvent toute sa chaleur avant d'être aspiré dans le triple effet (:2* évaporation). Le jus trouble est envoyé, par une autre rigole, au monte-jus des filtres-presses, dont nous parlerons dans un instant, et le jus clair provenant de ces filtres est réuni au premier dans les bacs d'attente, pour alimenter l'évaporation.

H faut donc, pour celte seule partie du travail : un bac décanteur, les rigoles et tubes de communication aux bacs d'attente, le bac d'attente, les rigoles et tubes communiquant à un monte-jus, le montejus et les filtres-presses. Voilà un ensemble d'appareils assez coiitcux; mais, en outre, on perd toute la chaleur du jus, dans un grand nombre de cas au moins, et celte perte est forte. 1000 kilogrammes de jus ramenés de 100 à 20 degrés perdent 80000 calories ou 11 kilogrammes de charbon à peu près, soit 33 centimes au moins.

Perret a essayé de rendre l'opération plus simple, moins coûteuse, par un décanieur continu dont nous parlerons tout à l'heure. C'est un grand bac divisé en plusieurs compartiments entre lesquels on peut établir une communication pour permettre au jus de passer de l'un à l'autre el opérer une décanlation continue.

DECANTATlOiN. 287

849. On ne peut laisser la décantation se produire dans les chaudières elles-mêmes : il est préférable de placer un bac d'égale capacité en conlre-bas de chacune d'elles et, aussitôt la carbonatalion achevée, de faire couler dans ce bac tout le liquide à décanter. Telle est en général la position des décanieurs. Quelle forme doit-on donner à ces vases? Le but visé est double : il faut conserver le plus possible la chaleur du liquide, pour faciliter le dépôt et par économie ; de plus il faut pouvoir évacuer les dépôts, après décantation, le plus rapidement et lé plus complètement possible. La forme sphérique serait la meilleure à tous ces points de mic, mais le prix des instruments en serait trop augmenté; les bacs sont c<irrés et on se rapproche, autant que possible, des avantages de la fonne sphérique en les construisant de manière à donner au liquide une hauteur égale à ses deux autres dimensions. Pour rendre l'évacuation des dépôts très-facile, on incline le fond d'un côté, ou vers son centre, et on tjuste le robinet de décharge au point le plus bas.

848. La décantation proprement dite peut être faite de bien des manières: l'une des plus simples consiste à prendre le liquide clair, par sa surface, au moyen d'un siphon flotteur, dès que ce siphon peut aspirer le jus éclairci. L'instrument est formé d'un tube de caoutchouc ajusté, d'un bout, au centre d'un disque creux en tôle galvanisée assez grand pour flotUr sur le jus, malgré le poids du tube, et tenir les bords de rorilicc horizontalement, à deux ou trois centimètres au-dessous de la surface du liquide : ajusté, de l'autre bout, à un robinet de bonne ouverture fixé par un collier à la paroi extérieure du bac. L'ouvrier décanlcur amorce le siphon, ouvre le robinet et laisse couler le jus clair dans le caniveau général conduisant au réservoir d'alimentation. On comprend le facile usage de cet instrument; l'ouvrier règle l'ouvertuie du robinet sur la rapidité du dépôt ; le flotteur descend à mesure et tient l'orifice du tube toujours baigné de môme dans le liquide : lorsqu'il atteint la partie trouble, l'ouvrier tourne le col de cygne ajusté sur le robinet et dirige le jus trouble dans le second caniveau, puis il ferme le robinet du siphon ; et. si la décantation ne prut être poussée plus loin, il ouvre le robinet

288 FABRICATION Dl SUCPiE.

de décliai"ge, aussi dans h» second caniveau, pour envoyer le dépôt aux filtres-presses. — Le flotteur et le siphon sont accrochés pendant le repos au-dessus du bac. — 11 ne faut jamais couler une deuxième chaudière dans le décanteur, si la couche mince du dépôt, restant après la décliarge, a été laissée longtemps à elle-même et rst le moins du monde en fermentation. Un balayage et un lavage attentifs doivent précéder, en pareil cas, la décantation suivante.

849. Au lieu d'un tube de caoutchouc, on peut faire usage d'un tube métallique T, figure 1t)7 ; on soude ce tube au boisseau S d'un

FiG. 167.

robinet à clef fixe, creuse et percée de trous I, destinés à tenir le tnbe en communication constante avec l'intérieur de la clef, qu'il soit droit T T, ou incliné T' D', en tournant de T vers T*, etc. — Lorsque le jus est devenu clair à une profondeur de quelques cenli-

DÉCANTATION. 289

mètres, au-dessous du niveau primitif N, on adapte, aux deux oreilles D, la fourche DG solidement fixée, en H, au flotteur F. La fourche, ou étrier, possède une élasticité suffisante pour laisser écarter sess deux branches, engager les oreilles, ou tourillons, D, et les serrer ; elle peut tourner autour de ces tourillons, à mesure des mouvements du tlotteur, entraîné par rabaissement du liquide. L'ouvrier fait d'abord incliner le tube vers la droite, pour y introduire le liquide clair; il ouvre le robinet R M, le jus s'écoule dans le caniveau J, conduisant au bac d'attente, avant l'admission au triple effet. L'écoulement continue, le flotteur descend, entraîne le tube dont l'orifice est maintenu par lui toujours près de la surface; tant que le jus est clair, on laisse le nez mobile Y dans le caniveau J; mais lorsqu'on arrive aux écumes, l'ouvrier, sans même fermer le robinet R, fait brusquement passer le nez dans le caniveau K, ou même en U dans un troisième caniveau L, conduisant les dépôts au filtre-presse. La décantation terminée, l'ouvrier vide le bac, en ouvrant une vanne de fond (non représentée), qui laisse arriver les dépôts dans le même caniveau L. — L'ouvrier enlève aloi's le flotteur, en écartant les branches de la fourche, et prenant ensuite l'anse P, pour suspendre l'instrument à une place convenable.

8ISO. Perret, fabricant disiingué de Roye, a fait un décanteur continu par la réunion de plusieurs bacs disposés de manière à obtenir un écoulement continuel de jus limpide. Il divise un grand bac en quatre, six, huit compartiments égaux, établit, sur chaque bord supérieur des cloisons, une vanne poor verser le jus d'un compartiment dans l'autre, ou le retenir, et, au fond de chaque compartiment, un tube métallique à peu près semblable au tube tournant décrit dans le précédent article. Au-dessus du bac est amené le jus trouble par un robinet, à nez tournant, qui le verse, à volonté, dans le compartiment n* 4, n* 2, n** 3, etc. — Supposons dans le n' 1 . Pendant le temps nécessaire à son emplissage, le jus commence à s'éclaircir, s'il est conduit jusqu'au fond du compartiment par un tube ajusté sur le nez du robinet. On ouvre la vanne entre 1 et 2 ; le jus

montant, déjà presque clair, coule dans le compartiment n*'2, remplit H. 19

peu à peu ce deuxième décanteur, en se clarifiant davantage, passe ensuite dans le n* 3, puis le n** 4, etc., et arrive au dernier complètement éclairci. Le tube tournant de ce dernier décanteur peut être conduit par un flotteur, comme dans le décanteur simple du précédent paragraphe, et donner, pendant un temps assez long, du jus très-clair bon pour l'évaporation. L'écoulement dure jusqu'à cornplète obstruction du compartiment n" i . Alors on ferme la vanne de 1 à 2, on tourne le nez du robinet au-dessus du n" 2, et Ton y fait arriver directement les jus troubles ; on vide le n" i et l'on envoie ses dépôts au filtre-presse ; on le lave et il devient le dernier décanteur, celui où vient le jus le plus clair. Le n** 2 devient n" d ; le n* 3 le n" 2, et ainsi de suite. Un tel ensemble fait gagner du temps et économiser de la chaleur. L'appareil n'est pas adopté partout, cependant; il faut attribuer son délaissement à l'habitude prise, de plus en plus, de filtrer la totalité des jus dans les filtres-presses et d'éviter tout décanteur.

8K1 . Examinons maintenant les filtres-presses :

Imaginés par Howard en 1814, perfectionnés par W. Needham et J. Kite en 1853, puis par Jacquier, Daneck, Trincks et un grand nombre de constructeurs, ils peuvent être représentés aujourd'hui par les deux types suivants :

1* Filtre-presse Durieux et Rœttger, — Il est représenté figures 167, 168, 169. C'est un assemblage de cadres en fonte, constituant chacun un filtre Taylor, avec celte importante addition de parois assez fortes pour supporter une pression de plusieurs atmosphères, ce qui permet d'accélérer la filtration et de la rendre plus complète, en faisant agir la vapeur.

Cette série de cadres, ou plateaux annulaires en fonte AA'i BB', figure 167, munis chacun de deux appendices, destinés à les soutenir et à les faire glisser sur deux tiges horizontales très-fortes, CC', en avant de la figure, et BB', en arrière, remplit bien les conditions

FILTIŒS-PUESSES. 291

générales que nous venons d'indiquer : il est facile de le comprendre.

Examinons le détail d'un cadre : chaque plateau, ou cadre, est représenté en détail figures 468 et 169 ; dC, sont les coupes des tiges

FiG. 168.

horizontales, B l'anneau de fonte : il est creusé, perpendiculairement au plan de son cercle, d'un trou perforant J, qui réuni, par le serrage de tous les cadres, avec les autres trous semblables, forme un tube de distribution des jus troubles dans tous les compartiments à la fois. Chaque cadre est une sorte de filtre Taylor(ou, mieux, sert à construire une sorte de filtre de ce genre, comme nous allons le dire) : chaque anneau est fondu avec un grand nombre de barrettes verticales YY, à section rectangulaire, formant un gril, moins épais que l'anneau : sur ce gril solide, on applique, des deux côtés, une feuille de tôle perforée, destinée à soutenir une toile épaisse circulaire, servant de filtre. Cette toile est d'une belle quîililé : on la coupe

292 FABRlGATfOiN DU SUCRE.

un peu plus {grande que le cercle intérieur du cadre. On l'ourle avec soin, en faisant une coulisse dans laquelle on passe un bon filin : elle î'.doit, en cet état, posséder i diamètre de 5 centimètres plus grand J^ue celui de l'anneau sur lequel on veut la tendre : cet anneau est ui\gros fil de fer d'environ 1 centimètre de diamètre, courbé en un cerole juste assez grand pour entrer dans le creux du gril, en avant, ou en arrière; La toile étant étendue sur une table, on pose sur elle le premier anneau de fer, on tire doucement le filin en rabattant la coulisse en dessus, et l'on fait un nœud. La toile est tendue et peut être appliquée sans peine sur la tôle perforée (fîg. 169). On

FiG. 169.

en met une de .chaque côté. Lorsque les cadres, ainsi munis de leurs toiles, sont pressés les uns contre les autres, le jus trouble remplit les intervalles entre la toile d'arrière d'un cadre, et la toile d'avant de celui qui le suit; les parcelles solides sont retenues par la toile et le jus clair, extravasé, peut couler dans les intervalles des barrettes et par un certain nombre de conduits L|L| (percés dans l'épaisseur de l'anneau, symétriquement de chaque côté de l'axe vertical), jusque dans le tube horizontal NN, au bout duquel on le recueille par l'orifice Gs en ouvrant le robinet G* (ou celui de la fig. 170). Les cadres, pressés les uns contre les autres, forment

joint hermétique et ne laissent perdre aucune trace de jus, même sous pression, d'abord parce que les faces intérieures, bien exactement tournées, s'appliquent rigoureusement l'une sur l'autre, et, enr second lieu, parce que le joint est rendu bien étanche, au moyen d'un anneau de caoutchouc logé dans une rainure à section trapézoïde (la grande base au fond), et saillant de 2 millimètres : à chaque montage on passe un peu de graisse à la surface du caoutchouc, et l'on obtient une complète herméticité.

Le jus recueilli sous les robinets dans des rigoles est conduit aux bacs à jus.

En bonne marche le fonctionnement des filtres-presses est, comme on voit, assez simple ; mais il se présente des difficultés dont il nous resie à parler : lorsqu'une filtration est accomplie, on doit opérer le démontage. On tourne le volant DD' placé sur la tète d'une vis d'étau qui serre le plateau A', mobile sur les barres BB', GC, mais ne pouvant les quitter. On fait revenir ce plateau de quelques centimètres en arrière et, par ce seul écartenient, on fait tomber le tourteau calcaire, formé entre sa toile et la première du premier cadre. Ce tourteau, plus ou m oins brisé, est reçu dans le wagonnet P : l'ouvrier, à Taide d'une raclette en bois, détache les parties adhérentes à la toile et, avec une brosse, nettoie le mieux possible la partie inférieure du cadre, où les fragments du tourteau laissent des traînées, plus ou moins terreuses, qui obstrueraient le joint au prochain montage; il est bon, même, de passer ensuite une éponge humide, pour bien enlever les dernières traces calcaires, et un peu de graisse sur l'anneau de caoutchouc : de pareils soins valent toujours plus qu'ils ne coûtent. On tire ensuite, successivement, chaque cadre pour détacher les tourteaux et faire à chacun le même nettoyage; puis on remonte l'appareil, en rapprochant tous les cadies sur le plateau fixe A A, figure 468, et on serre le plateau mobile en tournant le volant DD'.

Avant de remettre en marche, on s'assure du bon état des joints ; on fait couler un peu d'eau pure, amenée d'un réservoir, par. l'un des robinets B destiné à cet usage, et on ouvre tous les robinets pour voir le liquide filtré, dont la limpidité doit être parfaite. Si

-294 ^ FAHRICATION DU SUCUE.

Tune des loiles, sans avoir montré de défaut sous la raclette, au démontage, avait pourtant faibli jusqu'à déchirure, on est averti, par le trouble du liquide au robinet correspondant, et on tient ce robinet fermé pendant la filtration suivante. Si l'accident se présente à plusieurs Joiles, on remplace les cadres par d'autres.

Après un nombre de ûltrations plus ou moins gi^nd, le lav;i^o à l'eau froide peut ne pas suffire; il est bon d'employer de iVau chaude. Le moyen le plus naturel est d'amener de la vapeur, en ouvixmt le troisième robinet Tf adapté sur un luyau spécial : nii\

FILTHES-PRESSES. • 295

premières parties condensées en succèdent d'autres, de plus en plus chaudes. Les toiles sont lavées en place et, peu à peu même, arriveraient à filtrer de la vapeur seule, qui s'échapperait par les robinets. Les ouvriera pouiTaient être surpris et blessés par cet échappement brusque, surtout si l'un de ces robinets venait à laisser sauter sa clef. On a voulu remédier à cette chance d'accident, en remplaçant les robinets ordinaires de la figure lé8 par les vis à mouvement rapide de la figure 169. La largeur des cadres n'est pas assez grande pour permettre le jeu des clefs dans un même plan : on est obligé d'établir les clefs, de deux en deux, à deux hauteurs assez distantes, ou de placer les vis Gi Ga dans des positions rectangulaires, aussi de deux en deux. Si, malgré toutes les précautions, une obstruction gênante est établie dans le tube de distribution J J, on peut dévisser un robinet placé en A', et passer une tige dans toute la longueur du tube sans démonter les cadres (1).

8KS. On conçoit sans peine combien l'utile instrument qui nous occupe a dû recevoir de modifications. Depuis les premiers modèles, dus à Jacquier, jusqu'à ceux d'aujourd'hui, toutes les parties ont été maniées et remaniées. Appareils en bois, puis en fer, plateaux ronds et carrés, mode d'assemblage et de pressage des serviettes par deux vis ou par une seule, disposition des robinets, etc., tout a reçu les perfectionnements ou, au moins, les changements les plus nombreux. En somme il est difficile de faire un instrument très-supérieur â celui dont on vient de lire la description. Je ne crois pas nécessaire d'en donner d'autres de ce type.

8tt3. Un mot seulement sur les filtres du deuxième type : 2* Filtre Trincks. — Il diffère du précé(Jent, surtout par la manière d'introduire les dépôts et jus troubles ; au lieu du tube supérieur, c'est par un tube central que les liquides, plus ou moins

(1> Un auteur croit pouvoir recommander les toiles en amiante : ce minéral, si remarquable par sa résistance au feu, n'est pas indestructible dans les liquides; un jus alcalin, par la chaux et surtout la potasse et la soude^ Taltérerait certainement, et peut-être aussi vite , ou même plus vite , que les toiles végétales.

épais, sont distribués dans chaque comparlimeal; Tun des grands inconvénients de ce système, celui qui saute aux yeux, oa peut le dire, c'est la difficulté d'ajuster des toiles découpées en leur milieu, sansêtre exposé continuellement à des luites; en outre la dépense des toiles est plus grande. En second lieu, le serrage des cadres ne peut plus avoir lieu au centre; il faut serrer par deux vis. Tune sur la droite, l'autre sur la gauche, qui prend plus de temps et de maind'œuvre. J'ai cru devoir indiquer ce second tj'pe plutôt comme renseignement que comme exemple.

8K4. Ajoutons seulement quelques détails sur l'emploi le plus économique :

Les serviettes peuvent être en lin ou en jute. Les premières sont les meilleures ; elles ne cèdent pas aussi facilement à l'action des jus alcalins. Ce sont des toiles à chaîne double comme pour les voiles de navires. Avec des jus bien carbonates, elles peuvent durer trente-cinq à quarante jours. Celles en jute ne dépassent pas huit jours. — Dans les filtres à ajustage central on les renforce par une toile annulaire de 10 à 12 centimètres de largeur.

Les toiles neuves doivent être débarrassées des substances étran- ^^cres à leur fibre, avant de les mettre en place : on les trempe dans Teau, pendant vingt-quatre ou quarante-huit heures, puis on les savonne au savon mou (savon noir, vert, gras, etc.), on les rince et on les fûulonne dans un bain de une partie de bonne argile et six ou huit d'eau. On les rince de nouveau et on les fait sécher. Le peu d'argile restant dans les mailles s'imprègne, même dans l'eau, des traces de corps gras dont le savon n'a pu débarrasser la toile et le retient, même pendant la filtration.

L'usure des toiles, dans les filtres-presses, est bien moins grande que dans les appareils des autres systèmes destinés à la filtration et au pressage des écumes (presses à vis, hydrauliques, etc.). Elles ne supportent aucune pression capable de les tendre et de les déchirer. Elles dureraient presque toute une campagne si l'on parvenait à éviter l'artion des liqueurs chaudes et alcalines, alcaHnes surtout. — Lorsqu'une serviette faiblit et présente la moindre rupture, elle doit

FILÏRES-PRESSES. 297

être immédiatement remplacée, ou doublée par une neuve. Sans cette précaution, il coule du jus trouble par le robinet du cadre où elle est fixée, ce qui force à rester privé du travail de ce cadre.

Après un travail d'une longueur déterminée, le nettoyage des toiles devient nécessaire ; on fait ce lavage en place, sans démonter les toiles ; on serre tous les cadres et on fait couler de Teau pure d'abord, au lieu de jus, dans le filtre ; au bout de quelques minutes on donne de la vapeur, sans pression. — Tous les cinq ou six jours, il est bon de faire un lavage plus complet ; on détache les toiles et on les baigne, pendant dix ou quinze minutes, dans un bain d'eau, acidulée par l'acide chlorhydrique ordinaire, à 5/100; on juge de la fin du lavage par la cessation du dégagement d'acide carbonique dés profondeurs de la toile entre les mailles. On les passe du bain acidulé dans un bain d'eau pure, où on les brosse doucement en frottant comme pour savonner, pais dans un bain de carbonate de soude et d'eau des retours, à 20 grammes de sel par litre, enfin dans un nouveau bain d'eau pure, après quoi le séchage à -|- 50 degrés au plus termine l'opération. — Dans les localités où l'acide acétique à 10 degrés (densimètre) est à bon marché, l'on doit en faire usage de préférence : on fait alors évaporer l'acide de lavage en achevant de le saturer par la chaux, ce qui donne de l'acétate de chaux dont le prix compense les frais d'achat de l'acide acétique. Et l'on a le très-sérieux avantage de conserver les toiles beaucoup plus longtemps. Les écumes obtenues pendant l'évaporation de l'acétate de chaux sont un très-bon engrais, dit-on.

Les toiles sont parfois doublées d'uuQ toile métallique; le lavage de cette dernière est plus facile et peut être fait dans l'appareil même.

L'ajustage des toiles dans les cadres exige quelques soins : le principal est de ne laisser subsister aucun pli : les tourteaux, en tombant, laissent une croûte plus ou moins épaisse : il faut trèsexactement l'enlever à la brosse et rendre la toile bien lisse. — Pour certains jus, il est bon de doubler la toile à voile d'un madapolam, ou d'un autre tissu très-fin.

8KK. Une précaution essentielle, c'est d'éviter l'inlroduction d'aucun solide un peu volumineux, et surtout un peu dur, dans les compartiments entre les toiles; un tamiseur placé sur le tuj-au d'arrivée des monte-jus remplit cet office exactement et à peu de frais. Il est tout semblable à celui dont nous avons parlé pour le chaulage (i).

Cet appareil seul permit de filtrer les écumes de carbonatation et de développer ma méilwde restreintSy avec la facilité connue. Beaucoup de variations ont été proposées ; mais l'appareil Durieux Rœttger peut être considéré comme remplissant les conditions principales, aveô un succès dont on n'a pas beaucoup étendu les limites.

(i) C'est une passoire cylindrique en tôle de 3 millimètres (fig. 171), perforée d'un grand nombre de trous de 2 millimètres de diamètre ; ses bords sont renforcé^ d'un anneau et d'une anse, au moyen de laquelle on l'établit au centre

Fig. 171.

d'un entonnoir A F en forte tôle ou en fonte, d'un diamètre plus grand de 10 à 12 centimètres, sous un couvercle, C, solidement assemblé avec les deux cylindres par la vis de pression I B; le jus, amené par la tubulure J, traverse la tôle perforée, laisse dans la passoire tous les solides d'un diamètre supérieur a celui des trous et se répand dans l'entonnoir, dont le bec inférieur est lié au tuyau J' d'arrivée au Oltre-presse. Lorsqu'il est rempli ou obstrué, on le remplace par un deuxième et on l'envoie au netto^^age.

8K6. La quantité des écumes, récueillies en tourteaux dans les filtres-presses, est grande. On peut l'évaluer, d'une jnanière générale, à trois fois le poids de la chaux employée pour l'épuration des jus. On aurait donc :

Chaux CaO \ 33.3

Acide carbonique CO^, etc \ 33.3

Humidité 1 33.4

Il est entendu que ces nombres sont relatifs aux écumes les plus sèches, à celles dont le degré d'humidité ne dépasse pas 35/000. 28 de chaux absorbant 22 d'acide carbonique, c'est-à-dire un poids presque égal, qui le devient par l'entraînement des matières étrangères; on peut dire que l'écume théorique est formée de

Défécallon avec 0.5 à 0.1 de chaux.' 1.5 à 3.0

Carbonalation avec 2.0 à 3.0 de chaux 6.0 à 9.0

La proportion d'humidité est celle qui varie le plus : elle peut atteindre 50 ou même 52/100, Voici quelques analyses :

* Teircich. Vivien (1).

Wicko. Bodenbcildcr. Scliulz. ^^ — -"*- ^ ■**' — -^ - — ^^-^— -'"^^

Carbonate de chaux.. 38.43 30.00 37.25 48.09 52.03 8.32 37.00

SuUatedefer 0.45 0.51 ( ^ ^

Phosphate 1.49 1.05 1.46). 1.80 1.90

Chaux libre 5.66 4.80 9.02 1

Magnésie 1.58 1.761 1.08 0.50

Potasse 0.34 l'.33j ^ >

Soude 0.29 • ; 0.191 0.85 0.51 3^^ ^^3^

Alumine et ox. de fer. 1.19 »

Argile et sabJe 166 3.00 0.08 1.33 0.62 2.00 2.30

Phosphate de fer 0.71

Sels org. de chaux 15. 90 9.18

Sucrâtes insolubles 2.80 0.00

Sucre 3.15 2.94 2.70 3.68

Perte 0.30 0.11

Chlore 0.95

Matières organiques.. 11.67 19.82 11.18 15.90 12.15

Humidité 37.27 40.00 36.96 40.53 38.00 49.20 32.80

100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 DontAz= 0.37 0.43 0.63 0.30

( I ) Cours de. sucrerie, p. 361 .

Scliulz a donné encore :

Dëfûcation ancienne

sans saturation. avec salivation. Carbonalation troable.

Pression Pression Pression

Vapeur, hydraulique hydraulique hydraulique

des écumes. des écumes. des écume:».

Épaisseur du tourteau. . . 1 pouce .» 3/i pouce i » »

Carbonate de chaux, etc.. 32.93 52.93 i2.18 60.02 50.51 65.94

Sucre 4.31 2.98 3.75 2.90 3.07 2.08

Humidité 62.76 44.09 54.07 37.08 46.42 31.98(1)

J'ai trouvé pour les écumes de défécation à froid, séchées à + 120 degrés :

3/iOO de chaux. 5/100 de chaux, employée, ai h. 10 jours. 360 jours. 21 h. 3G0 jours.

Carjionate de chaux O.il 2.11 2.14 2.68. 2.10 3.17

Sulfate — .» > > 1 1 0.20

Phosphate — 0.16 1.20 1.31 1.79 1.29 2.34

Carbonate de magnésie 0.26 0.42 0.50 0.56 0.36 0.67

Chaux libre 96.12 86.97 84.02 80.31 84.47 76.03

Potasse

Soude

.\luminc etoxydedefer, etc.. 1.64 2.94 2.99 3.26 2.43 2.85

Argile et sable 1.13 2.14 2.22 3.51 1.81 2.46

Sols organiques »»»»>»

Sucrale de chaux » » »» ^ » *

Sucre *. » é > » > >

Matières organiques » 3.26 5.40 7.31 6.70 10.5!

Humidité, perte 0.20 OaO 0.61 0.15 0.34 0.69

100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Dans lesquels azote. = » 0.44 0.81 1.21 0.82 1.88

8K1. En terminant, je crois devoir ajouter un mot sur l'histoire des filtres-presses.

L'invention ou, si Ton veut, le grand développement pris par la construction de ces instruments, vraiment précieux, a été la conséquence de l'usage du travail à forte dose de chaux, établi pour profiter des avantages sur lesquels j'ai appelé l'attention des fabricants, en 1855, par mon brevet de conservation et les expériences

(1) Pour toutes les analyses allemandes, ZeiUchrift fur Mbcnzucker.

doDt j'ai rendu témoiDS, dans les laboratoires et dans les fabriques, Cail père d'abord, puis Périer et un grand nombre d'autres fabricants. La beauté des jus fouillis par la défécation à froid, même après quelques heures de conservation avec une forte dose de chaux, était tellement frappante que la nécessité de ce travail, sans construction de citernes, devint évidente à tous les hommes doués d'un coup d'oeil sûr. Cail et Périer s'adjoignirent, à ma place, un parent de l'un d'eux, Possoz, et lancèrent mon procédé, diminué de la dépense des citernes, sous les noms très-étudiés de carbonatation troubley de carbonatation double où multiple, etc. Tout le monde sait quel succès a obtenu cette application partielle de mon système! Le seul inconvénient, très-grave alors, c'était la production d'une énorme quantité d'écumes, dont on ne pouvait débarrasser les jus par un moyen simple. Tous les efforts se portèrent à la recherche de ce moyen et aboutirent, en 1864, à l'invention du filtre-presse (1).

8K8. Les jus sortant des filtres-presses, et purifiés auJant que possible sont prêts pour l'opération définitive de l'extraction du sucre, c'est-à-dire pour l'évaporation et la concentration de ce sucre dans un liquide de moins en moins aqueux, jusqu'à la saturation à chaud. Ce liquide concentré, ce sirop visqueux abandonne la plus grande partie du sucre par le refroidissement, ou même pendant l'évaporation, malgré la chaleur, par l'effet de la sursaturation. L'excès de sucre est éliminé en poussière cristalline, en grains plus ou moins volumineux dans cette méthode appelée cuite en grains.

Examinons cette opération principale de l'évaporation et des cuites, en sirops ou en grains :

(1) Jacquier, brevet du ^janvier 1864; — Danek, brevet du ^janvier 1864; — Trincks, brevet du 15 avril 1864; — Purieux et Rœttger, brevet du 19 février 1866.