Appareils à plusieurs chaudières

De Wikignôle.

Nous avons vu, dans le chapitre précédent, combien Vite augmente la consommation de-cha- leur, à mesure que le liquide de la chaudière s'appauvrit, quand on tient à recueillir un pro- duit alcoolique d'un titre constant et relative- ment élevé. Le problème devient même prati- quement irréalisable en fin d'opération. L'appareil français d'Adam et l'appareil alle- mand de Pistorins ont permis de tourner cette difficulté. Ils consistent en une série de chaudières (l'appareil de Pistorins n'en contient générale- ment que deux), dont l'une, placée en contre-bas, reçoit le chauffage soit directement d'un foyer, soit indirectement par de la vapeur provenant d'un générateur. Sur cette chaudière est assemblé

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à l'aide de boulons un gi-and chapiteau, d'où- part un large tube muni d'un reniflard; sur ce tube est branché également un serpentin qui amène les vapeurs à un petit refrigérant pour indiquer si l'opération est terminée. Les vapeurs produites clans cette chaudière pénètrent jusqu'au fond de la seconde. Le tuyau, partant du chapiteau de celle-ci, amène les vapeurs autour du chauffe-vins, puis au système de lentilles refroidies extérieurement qui constitue le déflegmateur; elles s'y con- densent partiellement, comme nous l'avons vu ci-dessus, et passent au iéfrigérant, tandis que les liquides condensés retournent à la chaudière supérieure. Pour mettre l'appareil en route, on charge d'abord le chauffe-vins, et les deux chaudières, puis on commence à chauffer la chaudière infé- rieure. Les vapeurs qui se dégagent passent à ti-avers le moût de la seconde où elles se con- dense-nt et ne lardent pas à le porter à l'ébulli~ tion, tout en l'enrichissant. Les vapeurs de la seconde chaudière arrivent au chauffe-vins, au déflegmateur et au réfrigérant comme dans le cas étudié dans le chapitre précédent. La chaudière inférieure soumise à la distilla- tion simple, s'épuise rapidement : quand il n'y

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a plus d'alcool, on vide cette chai4dière, on la çharge de nouveau avec le contenu de la se~ conde en pailie épuisée, celle-ci avec le liquide bouillanl~ du phauffe-vins et l'on est prêt à re- commencer. Considét-ons l'opération à son début, c'est-à- dire quand l~s deux chaudières sont chargées d'un liquide identique à io ~ par exemple, d'alcool en poids soit ia ~ ei~ volume, comme dans Vexemplo précédent ; et supposons que la chaudière supérieure contienne un liquide à a5° C., et, pour simplifier le calcul, admettons que la capaçité de chaque chaudière soit assez grande pour qtoe l'extraction de quelques kilogrammes d'alcool ne change pas sensiblement 1a composi- tion du contenu. - Chaque kilogramme de vapeur produite par un liquide à io ~J> en poids, titrera d'après notre ipbIe 48,9 o/~ d'alcool en poids et apportera une quantité de chaleur depuis o° représentée par

3~i,6 ± [- 7,2 ± 9i,25 (o~947 ±

-I- 0,0028 91~25)] = 4G5,5.

- Mélangeons ee~ç vapeur avççà kilogratnrnes>

- - APPLICATION A L'ALCOOL 107

par exemple, de liquide à 10 ~ en p~iUs, nous aurons un liquide ayant pour richesse

48,q ±5 X 10 = j6,i5 0/0 = 19°85 G.L

qui bout à 88°,36. Les 5 kilogrammes de liquide possédaient à 25° une chaleur de : -

5 [- 5,4 ± 25 (i~o6O ±

± 0,002 = 108,60 calories

P~rtés à l'ébullition, les 6 kilogrammes du mélange possèdent une qualltité de chaleur de

G [-7,4 ± 88,36 (~~oos ±

- - 88,36\1 - + o,ooeoa -i---)] = 367,9 calories

il reste 465,5 + io8,Go - 567,9 = 6,2 calo- ries disponibles. On arrive donc non seulement à porter le con- tenu de la chaudièi-e supérieure à l'ébullition, Inais même à en commencer la vaporisation très rapidement. Quand une fois l'appareil est en marche nor- male, le contenu du chauffe-vins étant presque à l'ébullition, la chaudière supérieurà contient

168 APPAREILS A PLUSIEURS CHAUDIiOIES

au début un liquide à 10 0/ bouillant, et la chaudière inférieure un liquide à 5. 0/~ environ, au début de chaque reprise. i kilogramme de vapeur fournie par un li- quide à 5 0/~ en poids (60,2 G.L.) possède depuis 0° 5a3,5 calories, et titre 33,37 0/0 d'alcool (39°,97 G. L.). Mélangeons cette vapeur avec 100 kilogrammes de liquide ~ 10 0/~,, nous aurons un liquide ayant pour titre pondéral

33,37 ± 100 X 10 = 10,23 0/0 = ia°,6o G.L loi

qui bout à 91°,32. Les ioo kilogrammes d'alcool k >0 ~ possé- daient à leur tempél-ature d'ébullition 910,33.

100 [__5~4 ± 91,33 (1,060 ±

- qi,33\1 ± 0,002 ~-)j 9971 calories Les iom kilogrammes à 10,23 0/0 possèdent à l'ébullition

loi [_s~4 ± 91.32 (1,060 ±

± 0,002 -~--~)] = 10073 calories

APPLICATION A L'ALCOOL 109

Il reste donc 523,5 ± 9971 - 10075 = 319,5 calories dis- ponibles qui sont employées à vaporiser du li- quide de la chaudière supérieure; comme la chaleur de vaporisation de l'alcool fourni par un

liquide k 100,23 est 371, on voit qu'un kilo-

gramme de vapeur de la chaudièl-e inférieure suffit pour extraire de 100 hulogi-ammes de la

chaudière supérieure ~ = o'~,8Gi d'alcool à 5 7°, 17. Si l'on prend l'opération à un point où elle est plus avancée, comme la chaleur totale cédée par la vapeur de la chaudière inférieure croît plus rapidement que la chaleur enlevée par la vapeur plus riche de la chaudière supérieure, on voit que plus l'épuisement avance, plus la quantité d'alcool éliminée de la chaudière su- périeure est grande pour i kilogramme d'alcool enlevé à la chaudière inférieure. L'épuisement est donc très rapide, e-lia quan- tité de chaleur nécessaire pour achever d'extraire

l'alcool de la chaudière inférieure est non seule- ment suffisante pour permettre la distillation d'une partie de l'alcool de la chaudière supé- rieure, mais pour qu'on puisse concentre-l- la vapeur produite après qu'elle a traversé le

chau Ire-vins. -

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Outt-e l'appareil Pistorins, nous citerons, comme fondés sur le même principe, l'appareil Laugier, l'appareil Schwartz très employé dans l'Allemagne du Sud, l'appareil Siemens, etc. Pour assurer une plus grande régularité de marche, ou peut recourir, comme dans l'appa- reil d'Adam à plusieurs chaudières en eascade,ou -

à l'appareil de GalI à trois chaudières, dont deux plongées dans la chambre à vapeur d'un généra- teur agissent alternativement comme chaudière à épuiser, envoyant leur vapeur alcoolique fai- ble clans la voisine et de là dans une chaudière extérieure faisant fonction de la première chou-- dière de Pistoi-ins. Dans tous les genl-es d'appareils basés sur ce principe, comparés au système étudié dans le chapitre précédent, l'économie repose sur ce qu'une grande partie de la chaleur est utilisée à ha distillation du contenu des chaudières plus élevées, à l'échauffement des vins, ainsi qu'à la concentration, eu lieu d'ètre entraînée inutile- ment par l'eau servant à la concentration.