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306 FABIUCATION DV SUCHE.
8A3. L'iagénieux appareil d'Howard, maaifestement inspiré par le célèbre Leslie, a reçu, depuis, de nombreux perfectionnements, dont il est nécessaire de donner une description, non pas seulement par reconnaissance envers les inventeurs, mais encore pour Futilité d'une revue capable de susciter de nouvelles améliorations. Examinons-les rapidement :
FiG. 173.
Le premier dispositif employé dans l'industrie avec avantage a été celui de Roth. Ce qui le caractérise, c'est la méthode pour produire le vide; au lieu d'une pompe, dont les effets n'étaient pas trèsgrands dans l'appareil Howard, on emploie la vapeur, sans instrument spécial, ni dépenses plus grandes. La chaudière est représentée figure 173: sa forme est encore à peu près la même : les moyens de chauffage sont augmentés. Outre le double fond, où la vapeur du générateur, est introduite, par le robinet M, du tube branché sur la conduite principale DG, avec retour parle tube M', nous avons le chau£Eage Lampadius, un serpentin horizontal, où la vapeur arrive par le robinet E, avec retoui* H, donnant une surface de chauffe au moins égale à celle du double fond. Pour manœuvrer l'appareil, on ferme tout, excepté les deux robinets D et R. La vapeur, amenée
par le premier, chasse tout Tair de la chaudière d*abord, du condenseur ensuite, et, au bout de quelques instants, s'échappe à peu près pure en R. On ferme les deux robinets, et il est facile de comprendre ce que le . refroidissement ne tarde pas à produire : une condensation de la vapeur de plus en plus grande, un vide partiel, descendant, plus ou moins rapidement, à la tension maximum de la vapeur d'eau pour la température conservée. On peut donc ouvrir le robinet A d'un tube plongé au fond du réservoir de jus ou sirop. Ce liquide est absorbé, monte dans la chaudière jusqu'au moment où la différence de niveau dans le réservoir avertit de remplissage et de la convenance de fermer A. Aussitôt on ouvre E M, pour donner la vapeur de chauffage, H M', pour les retours et le liquide sucré ne tarde pas à bouillir. Alors on ouvre le robinet F du tube J. L'eau froide du réservoir L, aspirée à son tour, déverse dans le condenseur, au travers du diviseur U, assemblage de tôles perforées où l'eau, tombant en filets nombreux au milieu de la vapeur, en détermine la condensation très-active, et réduit la tension intérieure au maximum correspondant à la température de l'eau froide. On peut lire cette tension sur Ife manomètre P, et voir la hauteur de l'eau condensée au travers du tube de verre, ou tube de niveau, N. Les autres détails de l'opération peuvent être suivis avec facilité. Quand le liquide mousse trop, on l'apaise en introduisant un peu de graisse, par le robinet I. Et, lorsque la cuite est terminée, on feime F,E,H, laissant la vapeur continuer seulement en M, M', pour chauffer le sirop à 80^— •OO', et le rendre assez fluide pour sortir î\isément par le robinet 1, dans l'entonnoir 0, sous l'impulsion de la vapeur, amenée alors par le robinet D. Puis on procède à una autre cuite, en répétant les mêmes manœuvres.
L'auteur avait espéré dépenser moins, avec la vapeur, qu'avec la pompe pneumatique Howard; mais l'expérience a montré le contraire; cela tient, pour beaucoup, aux fuites de l'appareil et à la rentrée de l'air; en pareil cas, il devient nécessaire d'arrêter et de recommencer à faire le vide, par une deuxième injection de vapeur : cette fois la présence du liquide en évaporation détermine une con-r
densation abondante d'eau pure à la surface du sirop : il faut évaporer cette eau avant de continuer utilement le travail du sirop lui-même : ces pertes de temps et d'argeût dépassent les frais occasionnés par la pompe.
864. Un moyen très-ingénieux d'éviter et la vapeur et la pompe, au moins dans sa ^êne principale, afin d'obtenir le vide et de le conserver presque sans dépense, fut bientôt proposé par deux Français, Trappe et Loûvrier-Gaspard. Une pompe à air sec aspire l'air
FiG. 174.
du condenseui^ AB (fig. Mi), par un tuyau lié à la tubulure M, Cette aspiration, produite dans la chaudière, amène l'air et les vapeurs des jus sucrés par le tube VV, évasé à sa partie inférieure, et les appelle contre les obstacles CC, PP, où ils se heurtent à des chutes
d'eau froide, alimentées par un réservoir dont le tube est attaché à la tubulure E. L'eau fournie, avec l'abondance nécessaire, ne peut dépasser le niveau NN'; elle tombe par cascades en DIX et, par le tube FL, jusque dans un cuvier déversoir K.
Il faut donner au tube FL une longueur assez grande pour ne permettre à l'eau, dans aucune circonstance atmosphérique, de s'élever au-dessus d'un niveau F I situé au-dessous de la base du condenseur. Le vide est souvent presque complet dans l'appareil, et le maximum de la pression atmosphérique pouvant atteindre 790 millimètres de mercure ou 790 X 13.6 = 10".744 d'eau, le niveau F doit être réservé à cette hauteur, représentée par IH; en d'autres termes, il est bon de donner au tube FL à peu près H mètres de longueur.
Cette disposition sufQt pour entretenir le vide, dans le condenseur et dans la chaudière, sans exécuter, dans la pompe à air, le travail coûteux de l'aspiration d'une masse d'eau énorme. Malgré cet avantage, le condenseur de nos deux Français n'est pas, à ma connaissancç, employé en France : nous avons laissé aux étrangers le mérite de rendre justice à nos compatriotes.
On objecte à cette méthode de faire d'un côté ce qu'elle parait économiser de l'autre; elle évite l'aspiration de l'eau dans la pompe à air; mais elle force à exécuter le même travail, pour alimenter le réservoir, puisque ce réservoir doit être placé au-dessus du niveau FI, c'est-à-dire à 12 ou 15 mètres au-dessus du sol de la fabrique. Cela est vrai dans tous les cas où l'eau ne peut être obtenue, par son écoulement naturel, à une hauteur sufQsante; cependant il existe des fabriques où cette condition peut être réalisée. Celles-là ne doivent pas ignorer cequedîtWalkhoff: <t La disposition > de Trappe et Louvrier-Gaspard est « adoptée d'une manière générale en Allemagne et depuis longues années. »
86K. Un peu plus tard fut faite une invention dont la fabrication du sucre n'a pas profité directement, mais qui pourrait lui devenir utile, à elle et à l'industrie en général, comme l'a montré récemment une application remarquable faite par l'ingénieur Lasne.
Celte invention est celle de Vaspirateur PelletaUy faisant le vide par une injection de vapeur latérale. On comprend sans peine l'idée de Pelletan après un coup d'oeil sur la figure 175.
C'est une tubulure de l'obturateur AB, appliquée sur la chaudière où l'on veut faire le vide. A, une deuxième tubulure, attachée à la conduite générale de vapeur. B, une troisième tubulure liée au ^ tube de dégagement de la vapeur au dehors.
Aussitôt la vapeur lancée de A en D, son injection entraîne l'air par B, puis celui de la chaudière, aspiré peu à peu par C. L'effet se continue jusqu'au vide complet. Théoriquement la pression peut être réduite à zéro dans la chaudière. Il suffit d'établir un rapport déterminé entre le diamètre de l'ouverture D et celui du tuyau de vapeur, dont CD est l'ajutage, et de placer D à une distance de E fixée d'avance. Pelletan employait de la vapeur à 3 atmosphères et un diamètre de D réduit aux 2/5 de celui de A. Il obtint seulement une réduction à 50 centimètres de mercure, ou 2/3 d'atmosphère. La dépense de vapeur parut trop forte en raison du résultat, et l'appareil fut abandonné.
866. On vit ensuite essayer une autre idée, non pas pour faire le vide, mais pour remédier à la perte de chaleur occasionnée dans les méthodes d'Howard et Roth, par l'entraînement de la vapeur condensée avec l'eau de condensation. Degrand imagina de produire la condensation sans mélange d'eau, et en utilisant la chaleur latente de la vapeur. 11 aspirait cette vapeur dans un condenseur à très-grande surface, un énorme serpentin, dont il produisait le refroidissement en arrosant ses replis avec du jus, ou du sirop, La figure 176 représente son appareil. A est la chaudière, un peu - plus sphérique que celle d'Howard et Roth; elle est encore à double fond et à serpentin. Son chapiteau B communique, par un tuyau U, avec le serpentin de condensation YV, terminé par un condenseur C, avec robinet intermédiaire tt. Le condenseur peut être vidé par le tube D S. On fait le vide, comme dans le système Roth, au moyen de
la vapeur. On ouvve l'une des deux voies du robinet f (inlroducleur de la vapeur, à volonté, dans la chaudière, ou dans le serpentin de chauffage, la première d'abord. La vapeur emplit la chaudière, le serpentin de condensation, le condenseur C, le tube D', par lequel a lieu son échappement dans l'air. Au bout de quelques instants, elle sort pure; on ferme les robinets s et /*, puis on ouvre l'une des voies du robinet i, servant aux deux tubes MM, par lesquels est
. FiG. 176.
aspiré le sirop, tantôt de droite, tantôt dé gauche, de celui des deux bacs inférieurs où a été rassemblé le sirop, déjà échauffé par son voyage à l'extérieur des plis du grand serpentin. Aussitôt la chaudière pleine, on ferme i, on ouvre f (voie du serpentin de chauffage), et g pour le double fond; en même temps, les retours G, I. Bientôt le sirop commence à bouillir. Alors on ouvre le robinet q
du réservoir Y, où est contenu du jus, ou du sirop : ce liquide coule d'abord dans le manchon G', autour du tube U, puis dans le tube H', qui le conduit à une k*émie métallique^ annulaire, percée d'un grand nombre de petits trous au travers desquels il tombe sur le serpentin de condensation : il en parcourt tous les plis, et, après une concentration activée par le tirage de la cheminée de tôle EE, se rassemble dans une rigole circulaire A' A', d'où le tube X'v le conduit aux bacs des tubes M, M. La condensation puissante du serpentin W emplit rapidement le condenseur G ; pour vider ce réservoir, on ferme le robinet w, on ouvre «, et on amène de la vapeur du générateur par un tube (non dessiné) ouvert au sommet de la sphère. Le vidage fait, on tourne s, on rouvre m, et le travail peut continuer. Lorsque la cuite est au point convenable, ce qu'on voit avec la sonde J, en s'aidant des regards à lames de verre aa; on fait le vide dans un récipient 0 placé en contre-bas de la chaudière, par la vapeur, comme dans la chaudière elfe-même. On établit la communication entre les deux au moyen du robinet H, dont la clef est conduite par le levier au-dessous de J. On chauffe un peu la cuite, et elle s'écoule, ou d'elle-même, ou au besoin en la poussant avec un peu de vapeur, utile en même temps pour commencer le vide, où aura lieu l'opération suivante. Le vice de cet appareil, et de tous ceux où le vide est fait parla vapeur seule, a déjà été signalé. Dans celui de Degrand se présente un inconvénient nouveau, celui de l'exposition du sirop à l'air par de très-grandes surfaces : oxygénation, mélange avec des poussières, des cadavres d'insectes, etc.
867. La nécessité de remédier aux pertes de vide a exigé l'emploi d'une pompe à air. Une modification de l'appareil Degi^and a été faite, avec cette addition et plusieurs autres, par Derosne çl Cail ; je dis addition, pour réaddition, puisque la pompe à air était employée par Howard. L'appareil Derosne et Gail est essentiellement celui d'Howard avec le condenseur de Degrand. La ligure 177 en montre les dispositions nouvelles :
G est l'extrémité du tube placé au sommet du chapiteau de la chaudière, il se recourbe dans le cylindre D, vers le bas de ce cylindre,
pour empêcher tout entraînement du liquide, projeté par les bulles de vapeur, au delà du cylindre lui-même ; les gouttes de liquide sont retenues par les parois, le long desquelles elles coulent, pour se rassembler dans la colonnette n r, où leur niveau se voit au travers du tube n, et avertit de les extraire, par le robinet r, quand le vide
FiG. i77.
n'existe plus. La vapeur pure continue sa route par les deux branches E E conduisant, chacune, aux serpentins F F, développés dans deux plans verticaux parallèles, sans cheminée : elle passe par le tube X pour aller à la pompe. Les jus, ou sirops, amenés d'un réservoir, par le tube G, coulent dans deux caniveaux HH, triangulaires, percés de trous nombreux à l'arête inférieure, qui est dentelée en outre, comme une scie, pour les répandre uniformément sur les
3U FABRiaTION DU SUCRE.
plis des serpentins ; ils se réunissent dans les cuvettes K et s'écoulent, par les tubes N, dans un bac L, d'où ils sont aspirés dans la chaudière par le tube M.
868. Enfin se produisit la méthode actuelle, fondée sur le prin- . cipe indiqué et essayé dès 1829, par Pecqueur (1), le principe de l'utilisation des vapeurs d'une portion du liquidé pour porter une deuxième portion jusqu'à la température d'ébuUition. Celte méthode, dont l'appareil Degrand réalisait une variante, fut remise en honneur, dans son sens primitif, par Rillieux, ingénieur français, et importée par lui-même aux États-Unis, vers 1840. J.-F. Cail apporta aux appareils des améliorations d'une importance remarquable et, depuis i854, la méthode de Pecqueur est devenue la base de tout le système d'évaporalion universellement employé.
Pour apprécier l'importance de cette idée, les notions exactes des proportions entre la chaleur sensible de la vapeur et sa chaleur latente doivent être présentes à l'esprit.
Un kilogramme de vapeur, considérée par exemple à -f- 60 degrés, contient en réalité :
^ Chaleur sensible (tant qu elle reste vapeur) 60 calories.
Chaleur latente 537
Placée au contact d'un jus froid, — supposé à zéro, — dans des conditions où elle garderait son ét^t de vapeur, elle abandonnerait uniquement sa chaleur sensible, 60 calories; placée dans les conditions où elle serait entièrement condensée, elle abandonnerait chaleur sensible et chaleur latente, 60 -f- 537 = 597 calories, c'està-dire 597/60=;: 9.95 fois davantage.
860. Voici la description de l'un des appareils à triple effet récemment construits par la maison Cail : la figure 4 78 permet de saisir tous les détails et d'apprécier la méthode dans son ensemble : C,G',G" sont les trois chaudières destinées à utiliser, en trois fois, les effets de la chaleur; le chauffage a lieu dans les trois de la même manière mécanique, et comme on le voit dans la coupe de la chau-
(i) Bulletin de la Société d* encouragement.
FiG 178. — Appareil à triple-effet. - ^ '
dière C : deux.plaques de bronze forment deux cloisons horizontales, AA', entre lesquelles est contenue la vapeur de chauffage ; cette chambre à vapeur est traversée de tubes verticaux, Tun très-large en bronze au centre, les autres plus petits en laiton, de 5 centimètres de diamètre extérieur et au nombre de mille environ. Le jus remplit ces tubes et est entretenu^ sensiblement, à 90 centimètres au-dessus de la plaque supérieure. On comprend l'activité d'un chauffage produit sur d'aussi grandes surfaces, 225 mètres carrés à peu près, dans cette chaudière qui est la plus petite (4). Le jus, dont le volume n'est pas moindre que 43 , hectolitres, produit rapidement de la vapeur et c'est la chaleur latente de cette vapeur dont on évite la perle en la faisant servir au chauffage de la chaudière C. Elle y pénètre, par le tube TT, en traversant un condenseur, ou vase de sûreté, ST', dans lequel se condensent les gouttes nombreuses de jus projetées par rébullition vive de C, avec une partie de, la vapeur elle-même. , Nous reviendrons à cette condensation mais, poursuivons la route avec la vapeur non condensée. Elle entre dans la chambre de C, toute semblable à celle de C, fait bouillir le jus plus concentré de cette chaudière, en lui abandonnant sa chaleur latente, et après avoir subi, pour ce travail, une coiïdensation, plus ou moins grande, s'écoule avec l'eau condensée, par le tube U W, dans un ballon analogue à B (dont nous parlerons tout à l'heure), où se rassemblent plusieurs retours et où puise une pompe d'alimentation des générateurs. La vapeur produite en C est utilisée à son tour : elle passe, par le tube T', dans un appareil de sûreté tout semblable à S T, eh suivant la flèche T' (F est fermé) ; descendue au bas de ce cylindre, elle entre par M, dans la troisième chambre de la chaudière, où elle abandonne sa chaleur au jus contenu dans cette chaudière, la plus gi*ande des trois, et s'écoule, avec l'eau de condensation, par le tube U' W, dans le même ballon que la précédente.
La pompe à air est unique pouf les quatre parties du triple effet (ou du quadruple effet, car c'est le vrai nom de l'ensemble du
(1) Celle disposition a élé d'abord établie dans Tusine de Seelovilz dirigée par Robert, fabricant français.
triple effet et du réchauffeur). Elle tend à faire le même degré de vide dans les trois chaudières. Les vapeurs (du jus), provenant des \rois caisses, sont aspirées, avec l'eau de leur condensation, dans le condenseur de çptte pompe.
11 est important de le remarquer : si le chauffage a lieu, dans les trois chaudières, au moyen des mêmes dispositions mécaniques, il y a une différence indti^tnV//^ notable. La chaudière n" i est chauffée avec de la vapeur venant du générateur (plus ou moins directement). Les deux autres sont chauffées par les vapeurs du jus ; le n^ * par les vapeurs de 1 , le n" 3 par la vapeur de SJ, le réchauffeur pai' iij^\ les vapeurs de 3. Nous verrons plus loin {Installation des
fabriques) quelles conséquences peut avoir l'origine de l'eau formée par la condensation de ces vapeurs.
810. L'ébullition rapide, dans les trois chaudières, ne serait pas obtenue facilement si la chaleur seule était en action dans les trois chambres à vapeur; on aide cette action parcelle du vide, ou, si l'on veut, par une diminution de la pression sur le jus dans les trois chaudières au moyen d'une pompe pneumatique, ou pompe à air, comme le faisait Howard. Nous décrirons plus loin cette pompe, dont le jeu, compliqué par la présence des eaux de condensation, nécessite des dispositions particulières. Nous dirons uniquement, ici, comment cette pompe établit le vide dans nos trois chaudières et à quel degré. L'aspiration commence en A, par où la pompe amène l'air et les vapeurs de 3, de F' en A", de A" au travers des intervalles, entre les 120 ou 425 tubes ifi... du réchauffeur KA' (pour les jus hvuis destinés au travail de défécation ou de carbpnatation) (voy. § 791). 11 en résulte un vide où le mercure peut s'élever, en bonne fabrication, àO'^.GTS; en d'autres termes, une réduction de la pression atmosphérique de 675/760=89/100, à très-peu près (88.82). Sous cette pression réduite (85 millimètres) (760 — 675 1=85), le jus peut bouilUr à + 4'8^5. Il suffit donc que les vapeurs amenées du jus de *, dans la chambre tubulaire de 3, puissent élever le jus de 3 à celte température, pour en déterminer l'ébullition. Un excès de température notable ne suffirait pas à produire un
'iN
^orme subit, dans la pompe elle-même, une conden-
IHEI
FiG. 180.
salion partielle : la vapeur aqueuse revient à Tétat d'eau liquide^
directe d'une machine spéciale. Ce piston appelle Tair, et les
jj
FiG. 179.
vapeurs d'eau, de la chambre avec laquelle communique le tube A ;
le mélange aériforme subit, dans la pompe elle-même, une conden-
IHEI
FiG. 180.
salion partielle : la vapeur aqueuse revient à Télat d'eau liquide^
en grande partie, ce qui oblige le piston à fonctionner dans Teau. Les soupapes, destinées à un tel service, doivent être larges et peu oxydables, pour résister à Faction de Toxygène dissous; ce sont des plaques épaisses, de caoutchouc vulcanisé C,C', C,C', battant sur un gril incliné. L'air et les vapeurs exercent leur pression dans le sens des flèches, passent par Torifice K, pour entrer dans le vide
FiG. 181.
produit par la marche en arrière du piston, jusqu'au moment où la limite de cette marche est atteinte (c'est la position dessinée figure 179). L'air, la vapeur non condensée et l'eau de condensation refoulés pendant la même marche passent par K', tiennent la soupape C,C', bien fermée, s'élancent aii travers du gril horizontalr
ÏUIPLE-EFFET. 3^1
soulèvent D',D', jusqu'à son arrêt M',D', et se répandent dans la caisse X,Y, ou Teau peut atteindre le niveau de la ligne inférieure d'une bouche de déversement S; de là, par une nochère ou un tube, elle est conduite au dehors.
Le mouvement en avant, de T en T, exécuté par le piston P, donne évidemment les mêmes résultats généraux et l'aspiration du mélange d'air et de vapeurs est ainsi continu.
E,E' est un tube de dégagement pour l'air quand la bouche S, liée au tube d'écoulement pai' un joint, se trouve obstruée, ou à peu prés, par l'eau ne laissant plus à l'air un passage suffisant.
[ C'est à l'extrémité supérieure E' de ce tube qu'il est le plus facile d'observer Texistence des gaz dégagés, des sirops bouillants, par une des actions que j'ai expliquées § 258. Avec certaines betteraves, très-chargées d'azotates, on observe la formation du bioxyde d'azote ; lorsqu'on arrête l'évaporation dans le triple-effet, pendant quelques instants, ce bioxyde d'azote peut remplir en grande partie l'atmosphère des chambres; au premier coup de piston donné plus tard, ce gaz est amené presque pur et rejeté par E' dans l'atmosphère même de l'usine, où il peut former de la vapeur rouge, en deux ou trois colonnes de 8, 9 et 10 mètres de hauteur.
Une toile grossière tendue sur l'orifice E' y est très-promptement corrodée par l'acide azotique formé sous celte influence. ]
893. Voyons maintenant le parti dont ce puissant appareil est capable. Théoriquement, l'évaporation des jus pourrait y être complétée. Une bonne pompe à air, donnant un vide un peu supérieur à celui dont nous avons parlé (675 millimètres), 700 ou 710 millimètres, permettrait de terminer rapidement cette évaporation et de réduire le jus à l'état signalé plus haut (§ 857), 90 de sucre et 10 d'eau. Pourquoi ne va-t-on pas jusqu'à cette limite? Par un ensemble de motifs dont voici l'exposé :
Quelle que soit la pureté des jus sucrés, betterave, canne, etc.,
il est difficile, après les traitements par la chaux, défécation, carbo-
natation, même les mieux faits, de ne pas laisser dans les jus un
nombre de sels de chaux et magnésie, d'abord solubles, puis préci- II. 21
pitables après une concentration moyenne. Ces sels, à mesure de leur précipitation, rendent le jus louche, souvent un peu mousseux. En outre, les modifications presque inévitables du sucre inverti, par les influences nombreuses dont nous avons fait l'étude (§ 149 et suiv.), rendent les sirops plus ou moins colorés. On regarde comme certaine, aujourd'hui encore, la nécessité de débarrasser les sirops de ces impuretés; d'abord, pour rendre la dernière concentration, la cuite, plus facile ou même possible ; ensuite, pour ne pas laisser dans les sucres la majeure partie de ces substances qui lés rendent gras, visqueux, susceptibles d'une dépréciation notable, à cause de la faiblesse de leur coefficient de pureté, etc., etc.
Il y a beaucoup d'objections plausibles contre cette manière de voir : nous les examinerons plus loin en parlant du raffinage; pour le moment, tenons l'opinion admise comme démontrée : ne voyons rien de préférable à cette première réduction du jus à la densité 1160 ou 1210, ce qui est très-exactement, en moyenne, 1185, densité du liquide formé par 50 de sucre et 50 d'eau. Demandons-nou^ les meilleures règles à suivre pour obtenir le plus promptement possible ce degré déconcentration. Cherchons la meilleure marche du triple-eflet.
894. La vapeur de chauflage introduite dans la chaudière f , par le robinet à soupape D, ne possède ordinairement pas une pression supérieure à 1 atmosphère 1/4-, ou, ce qui est inséparable, une température de 108 degrés — 110 degrés. Elle est amassée dans le ballon B, où l'on recueille, par exemple : en V, les échappements de toutes les machines motrices de la fabrique; en V, les retours de chauffage direct des défécations ou carbonatations; enT', les retours des bacs à réchauflFer les sirops (nous y reviendrons) ; enfin, au besoin, par le robinet à soupape Vo, une proportion, plus ou moins forte, de vapeur directement prise aux générateurs. Cet ensemble, introduit en D, tend à entretenir le jus de la chaudière * à 108 degrés— 110 degrés. Il est naturel de rester un peu au-dessous de ce chiffre, surtout en marche continue. Dans ce cas, la température du jus lui-même est presque toujours à 106 degi'és— 108 degrés. La
vapeur de chauffage (1), en raison de ses origines diverses, amène de Tair avec elle : on admet, de la part de cet air, une elBcacité puis-
(1) L'évaporeur est tenu de ne jamais laisser monter la vapeur, introduite dans la chaudière â, au delà de 1.5 atmosphères ou 112<'.2; on lui en donne les' moyens par les dispositions représentées fi^re 182. — B est le ballon à vapeurs indiqué par la-méme lettre dans le dessin général du triple effet; h, le tuyau d'introduction unique pour VV V"; D, le robinet d'entrée dans la chaudière «. Au Tieu d'un simple tube pour donner la vapeur à ce robinet, on ajuste auprès de D un autre robinet à soupape équilibrée D' (fig. 182) dont nous n'avons pas
FiG. 182.
Fig. 183.
marqué la place dans le dessin général pour éviter une véritable surcharge, mais dont il faut parler maintenant : c'est le tube d" qui le porte avant d'arriver à D; ce robinet est représenté plus en grand figure 181; tant que les vapeurs mélangées du ballon B ne dépassent pas 1 .5 atmosphères, pression à laquelle sa soupape est équilibrée, elles passent librement en D sans pouvoir occasionner d'accident; mais, au cas où la vapeur directe amenée brusquement dépasserait cette limite, la soupape $ se lève et laisse passer l'excédant par x et W qui le mène aux emplis, etc. L'eau condensée en B s'écoule régulièrement par V H' au moyen de la soupape à flotteur V, qui s'ouvre aussitôt le niveau z dépassé. On règle d'ailleurs le robinet Vo. — Le manomètre m branché près de D est sous les yeux de l'évaporeur.
su FABRICATION DU SUCRE.
santé contre la rapidité du chauffage, en raison de sa mauvaise conductibilité. Je ne crois pas utile de m'arrêter sur cette objection, bien certainement inexacte. Le petit robinet a, destiné aux fonctions de ^purgeur d'air ^ est utile, mais seulement pour les mises en train, où il est bon d'avoir promptement de la vapeur à peu près pure, c'està-dire l'absorption la plus complète de chaleur latente. Les eaux formées par la condensation de ce chauffage «i la vapeur d'eau sont évacuées par le robinet D' et le tube D'Hl, dans le ballon d'alimentation des générateurs. En cas d'excès de pression dans le ballon B, on ouvre le robinet à soupape S, dont le tube SS' dégage dans l'atmosphère, en passant par les emplis, l'excédant accumulé.
Le jus entre aussi par la chaudière 1 ; mais il y est amené de plusieurs manières. Le plus généralement, il çst foulé par la pompe à jus dans un réservoir-ballon, d'environ 25 hectolitres, percé à sa partie inférieure en J, où il reçoit le robinet RK du tuyau K lié à cette pompe. Un tube de niveau, nn^ montre sans cesse la hauteur du jus dans le ballon; et, en cas d'oubli, le trop-plein retombe dans le bac de la pompe, par le tube PP. A-t-on besoin de jus dans le triple effet, on ouvre le robinet I ; le jus contenu dans le ballon, sous la pression atmosphérique, descend par le tube Ë El jusqu'à la fermeture du robinet.
Alimentation directe. — On peut gagner du temps, dans plusieurs circonstances, en faisant aspirer directement le jus dans le bac, sans passer par la pompe et le ballon : il suffit de fermer E, puis d'ouvrir E", robinet d'un tube J' plongé dans le jus du bac.
Aspiration indirecte. — Il arrive parfois manque de vide en f : si 1(? bac est placé trop en contre-bas, l'aspiration demeure insuffisante; mais, en un instant, on réduit la pression par l'établissement d'une communication temporaire de 1 avec 3. Le petit tube ftcd, partant du sommet de 1, est fixé sur l'un des bouts du robinet 0, dont l'autre bout porte un deuxième tube h'c'd' lié au sommet de 3 ; il suffit de tourner ce robinet (à trois voies), de d à d', pour donner rapidement en 1 le vide de 3, ce qui fait de suite arriver le jus en E"E'C. On peut encore tourner le robinet 0 de manière à mettre en communication d' et R' en fermant L Sur-le-champ le. vide de S
s'établit dans le ballon : l'aspiration directe a lieu» et quand le ballon est plein, on donne la communication des trois voies rf,0,d'; le vide de t s'établit dans 3, où le jus du ballon coule par son poids en suivant E, E', I (E" et R sont fermés).
Ces trois moyens d'alimentation permettent une arrivée régulièrement continue du jus dans 1 . H est ensuite facile de le faire passer de i dans *, et de * dans 3; voici comment :
89S. On peut tenir les trois chaudières séparées ou réunies. Prenons le travail au commencement : tout est fermé excepté les robinets zz' ; l'évaporeur commence à faire le vide ; il met la pompe à air en marche, ouvre lé robinet d'injection (fig. 178), de sa place auprès de l'appareil triple-effet. Il attend sur les baromètres ou indicateurs du vide l'arrivée de l'aiguille à 38 ou 40 centimètres pour pouvoir introduire le jus. 11 ouvre les robinets E, I ; le jus remplit la chaudière i ; sans attendre, il ouvre V ; une partie du jus passe dans * ; il ouvre I" ; le jus est aspiré dans 3, et bientôt arrivé à 20 centimètres au-dessus des plaques à tubes. Alors on ferme 1,1', I" et on ouvre D, en ayant soin de veiller au bon fonctionnement de s (fig. 183); elle doit toujours être ouverte quand D est fermé. Pendant que la vapeur entre en D, il faut, comme je l'ai dit, expulser l'air, en ouvrant le robinet a jusqu'à ce que la vapeur sorte pure, ce dont l'oreille est avertie, par le changement de son, lorsqu'elle en a acquis l'habitude. Maintenant, comment doit-on suivre l'opération? Bien évidemment, le jus va s'évaporer dans les Irois chaudières, et le niveau baisser très-promptement. Or, il est essentiel de ne pas laisser baisser jusqu'aux plaques, et le seul moyen d'obéir à cette règle pratique, c'est de se tenir au niveau primitif avec persistance. On peut obtenir ce résultat séparément dans chaque caisse ou chaudière. Par exemple, aussitôt le niveau baissé dans *, on alimente en ouvrant F, et refermant de suite, etc. Mais il est aisé de comprendre l'avantage d'arriver au même but, dans les trois caisses ensemble, en évitant une manœuvre continuelle des robinets, fatigante sans profit. On y arrive, en effet, en laissant les trois robinets ouverts, les réglant d'après la densité (ou la température) fixée d'avance pour
chaque caisse, et veillant à la perfection du réglage pendant Tévaporation.
890. Les densités à atteindre sont fixées très-simplement. Kn général, on veut obtenir à la sortie du triple-effet de la caisse 3 un maximum de H80 ou 1220. On part d'un jus à 1050, je suppose ; il est naturel de diviser par tiers l'augmentation à obtenir :
Dans le premier cas, on doit arriver, pour chaque caisse, à augmenter la densité 1050 de 130/3 = 43, et, dans le second, de 170/3=: 57. On devra donc obtenir, dans les trois caisses :
Pour le minimum. . . .
Pour le maximum
Il n'est pas difficile d'obtenir ces résultats avec de si grandes masses; les jus ne cessent de couler dans l'appareil : ils bouillent sans interruption, et il sort un lilet continu du triple effet par le robinet N au-dessous de la troisième caisse, où on l'aspire avec la pompe à sirops (très-analogue à celle des jus § 814).
8ÏÏ. La densité est rapidement examinée au moyen de Yéprouvette ou tâte-jus, q,q, représentée plus en grand (fîg. 184) ; g est un cylindre de bronze effilé aux deux bouts : on le place verticalement contre les chaudières, de façon à faire correspondre l'extrémité supérieure a du tube a b avec la chambre à vapeur au-dessus du jus, et le robinet latéral c, avec le jus, près de la plaque à tubes supérieure. Le robinet d étant fermé, l'ouverture simultanée de b et de c permet à une dose de jus de descendre, par exemple, jusqu'au , niveau i. Ferme-t-on alors les deux robinets 6,c, puis ouvre-t-on rf,
(1) Ou plus simplement... 109, 114, 118 du densimèire : — lli, 116, 122 —
Plus simplement encore. ... 9% 14", 18**. — 11», 16% .22».
la dose di peut tomber, à rinstant, et être recueillie dans une éprouvette de verre, E, où le densimèlre est en permanence (une éprouvette en cuivre est préférable : Tévaporeur doit en avoir une à chaque caisse). La chute est complète, grâce à un petit tube creusé dans la clef du robinet fc, en équerre, pour faire entrer Tair audessus de î, quand b est fermé (comme o,p, fig. 186).
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Fig. 187.
Fig. 184. Fig. 185. Fig. 186.
L'éprouvetle a Tinconvénient de donner une densité plus faible que la moyenne des densités du jus. Malgré la fluidité du sirop même dans la chaudière 3, tout le monde s'accorde à regarder la densité du liquide inférieur comme plus forte que celle du liquide supérieur. Il semble difficile de comprendre cette différence quand lOn est témoin de la vivacité de circulation du liquide par le gros
tube et les petits. Il semble naturel de croire à un affaiblissement de la densité dans Téprouvette par le mélange du sirop cueilli le dernier avec l'eau produite par le froid du bronze sur la vapeur admise la première. Quoi qu'il en soit, on trouve en général 20 ou 25 unités de plus pour la masse du sirop après sa sortie. L'éprouvette donnet-elle1i64, on trouve ensuile le sirop à 1184, 1185. En comptant de 1*7 en 10, comme il est bon de le faire, et appelant degrés chaque dizaine (§ 122), on peut dire : le sirop marquant I6\i àl'éprouvelte, marque 18'.4 ou 18".5 après sa sortie de l'appareil. Feut-èlre n'est-ce pas autre chose qu'un effet du prolongement de l'évaporation après l'essai dans l'éprouvelte.
818. Les éprouvettes peuvent avoir d'autres formes; par exemple, celle de la figure 185. Les robinets sont réduits à deux, A, B; on leur donne successivement les positions 1, 2, 3 (fig. 187). Le robinet A est à double voie; la première, en, transversale, ordinaire; la seconde, od, en équerre, du devant de la cl^f à l'extrémité d'une ligne perpendiculaire au milieu de la précédente. En tournant dans le sens des flèches, il est facile de voir :
Position i tout fermé,
Position 2 le niveau N s'établit,
Position 3 le sirop descend dans le tube D.
Le robinet est représenté, en coupe et plus en grand, dans la figure 186.
