Calcul du rendement
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Calcul du rendement
J'ai déjà dit que 1a meilleure manière de se rendre compte du travail de la distillerie, c'était de rapporter le rendement en alcool à la quantité totale d'amidon mise en oeuvre. Après avoir dans ce qui précède établi numériquement la comparaison entre le rende-ment en alcool théoriquement possible et les pertes qui se produisent même avec le meilleur travail, il nous reste encore à élucider la question suivante : Comment calcule-t-on la quantité d'amidon mise en oeuvre dans chaque opération? ou plus simple-ment : Combien a-t-on mis d'amidon en oeuvre ?
D'abord, pour ce qui concerne la distillation des céréales, les grandes usines établissent leurs calculs exclusivement d'après les résultats de l'analyse chimique à laquelle a été soumise la matière première à travailler, par exemple le maïs ou le seigle. La teneur en amidon du malt vert est évaluée dans le calcul à 40 p.100, celle du malt touraillé à 68 p.100.
Dans ce cas, le calcul s'établit très simplement de la manière suivante:
Il a été mis en oeuvre, par exemple :
2 500 kg. de maïs avec 62,5 p.100 d'amidon.... 1562,5kg. d'amidon. 500 kg. de malt vert avec 40 p.100 " .... 200 " ------------------- Soit en totalité.... 1762,5kg. d'amidon.
On a retiré 1049,472 litres d'alcool.
Si l'on divise par la somme de l'amidon - c'est-à -dire par 1762,5 dans le cas en question - le nombre des litres d'alcool obtenus à ; la distillation - qui dans notre cas est égal à 1049,472, on apprend que 100 kg. d'amidon ont donné 59,5 litres d'alcool. Mais comme' le rendement théoriquement possible s'élève à 71,6 litres pour 100 kg. d'amidon, on n'aurait obtenu dans notre exemple que 83,1 p.100 du rendement théorique.
Comme on le voit, le calcul est extraordinairement simple et en même temps exact, dès que l'on peut y introduire la quantité de l'amidon de la matière première du moût sous la forme de nombres déterminés par une analyse chimique.
Mais lorsqu'il n'en est pas ainsi, c'est-à -dire lorsqu'on est oblige de calculer la proportion de l'amidon des matières misés en oeuvre avec des nombres moyens, le calcul est plus ou moins entaché d'inexactitude ou même sans valeur. Voici, abstraction faite des pommes de terre, les valeurs moyennes généralement admises pour les principales matières amylacées employées pour la préparation des moûts :
Maïs..................... 63 p.100 d'amidon. Seigle................... 63 " " Orge..................... 60 " " Avoine................... 53 " " Froment.................. 65 " " Malt vert................ 40 " " Malt touraillé........... 68 " "
A la page 21 de cet ouvrage j'ai donné une série d'analyses de seigles, afin de montrer par cet exemple à quelles importantes variations est soumise la composition des céréales. Les mêmes variations s'observent aussi dans la composition du maïs ; si donc on ne veut pas se mettre dans l'erreur, on calcule non pas avec les valeurs moyennes qui ne sont qu'approximatives, mais avec les nombres fournis par l'analyse. Mais celui qui a la précaution de n'acheter le maïs que d'après sa teneur en amidon et en eau déterminée analytiquement, ce qu'on ne saurait trop recommander, ne sera pas seulement en état d'éviter un mécompte lors de l'achat de ce grain, non, il pourra aussi calculer exactement quel rendement il doit chaque jour attendre du maïs travaillé.
Lorsqu'on travaille des pommes de terre, on est obligé d'adopter pour le calcul les teneurs en amidon pour cent qui peuvent être déduites du poids spécifique déterminé à l'aide de la balance de REIMANN. Les nombres ainsi obtenus ne sont pas absolument exacts puisque, ainsi que nous l'avons déjà dit, on peut avec la méthode de REIMANN commettre des erreurs de 2 p.100 en plus ou en moins, ce qui toutefois n'arrivera que rarement, car la teneur réelle en amidon est généralement déterminée de cette façon avec une approximation de 1. p.100 en plus ou en moins. Malgré cela, on doit reconnaître que ce mode de calcul du rendement pour le travail des pommes de terre est beaucoup moins exact que celui dont il a été question à propos des céréales.
En partant, pour le calcul du rendement des moûts de pommes de terre, des degrés saccharométriques marqués par les moûts sucrés, on obtient, bien que cela ne soit pas aussi simple, des résultats plus exacts qu'à l'aide du poids spécifique et de la teneur en amidon déduite de ce dernier ; il faut en outre connaître les données suivantes:
- Le volume du moût sucré avant l'addition de la levure ;
- La quantité d'amidon employée pour la préparation de la levure.
Comme le saccharomètre indique le poids pour cent de la substance sèche, mais non le poids pour cent du sucre et que la substance sèche des moûts se compose de sucre et de non-sucre en proportions variables, le degré saccharométrique marqué par le moût sucré doit être corrigé à l'aide de quotients, c'est-à -dire converti en la teneur en sucre ou en amidon.
Relativement à l'expression quotient, nous renverrons à la partie du Chapitre XI où il est question de l'analyse des moûts sucrés et nous nous bornerons à dire ici que l'on nomme quotient ou mieux encore quotient de pureté du moût le rapport, exprimé en unités saccharométriques pour 100, entre les substances fermentescibles contenues dans un moût et les substances non fermentescibles.
Il est évident que le quotient des moûts est d'autant plus élevé que les pommes de terre qui ont servi à le préparer sont plus riches en amidon ; nous baserons donc nos calculs sur les valeurs suivantes :
Degrés Quotients Moûts de pommes de terre saccharométriques très riches en amidon................. 22 à 24° 90 riches en amidon...................... 18 à 22° 85 moyennement riches en amidon.......... 16 à 18° 82
Il y a aussi une autre correction à apporter pour la teneur en drèche, parce qu'on a déterminé les degrés saccharométriques dans le moût filtré, par conséquent débarrassé de la drèche. Ici, on admet les valeurs suivantes :
Les moûts de pommes de terre très riches en amidon, à peau mince, contiennent... 2 vol. p.100 de drèche. moins bonnes contiennent... 3,5 " " " " pauvres en amidon contiennent... 5 " " " "
Enfin, il faut encore tenir compte de la température du moût, lors de la détermination de son degré saccharométrique. Dans nombre de cas, cette détermination ne peut pas être effectuée à la température normale de 17°,50C. (= 14°R.), pour laquelle le saccharomètre est gradué ; elle a lieu au contraire à des températures beaucoup plus élevées ; une réduction à la température normale est donc aussi nécessaire dans certaines circonstances. C'est à cela que sert la table suivante, qui est basée sur la dilatation d'une solution de sucre de canne à 20 p.100, avec laquelle celle des moûts sucrés ne présente qu'une différence à peine sensible.
Dette table indique quel volume de moût à 17°,50, fournit 1 litre de moût aux températures comprises entre 65 et 18°. Si une quantité de moût mesurée à , une température quelconque doit être convertie, on la multiplie par le facteur correspondant à la température à laquelle a eu lieu la mensuration. Un exemple rendra plus facile l'exécution de ces calculs :
Degrés saccharométriques du moût filtré.......... 26° Balling. 26°saccharom. X le quotient 0,90 = 23,4 p.100 de sucre ........................................ 21,06 kg. d'amidon. Volume du moût sucré mesuré à 20°.............. 5000 litres. Volume corrigé à 17°,50.......................... 4997,5 " Après déduction de 2 p.100 de drèche............. 4897,5 " 4897,5 litres à 26° Balling = poids spécifique de 1,111 ................................. 5441,12 kg. d'amidon. 5 441,12 kg. de moût dépelé avec 21,6 p.100 d'amidon.................................. 1175,25 " " 200 kg. de malt vert pour la levure à 40 p.100... 80,00 " " --------------------- Soit en totalité..... 1255,28 kg. d'amidon.
On a retiré...................................... 765,72 litres d'alcool.
Ce qui correspond à un rendement par 100 kg. d'amidon de 61 litres d'alcool.
La méthode dont nous venons de donner un exemple fournit, si l'on a soin d'effectuer les corrections nécessaires, des résultats d'une exactitude suffisante ; comme on l'a déjà dit précédemment, elle se recommande surtout pour les calculs de rendement des moûts de pommes de terre.
Le calcul de l'amidon des moûts se fait encore plus simplement d'après les indications du saccharomètre avec l'aide de la table suivante (p.253) :
La capacité de la cuve s'élève, par exemple, à 2300 litres. On a laissé 8cm. d'espace libre (1cm.=20 litres). L'espace libre s'élève par conséquent à 160 litres et la quantité du moût à 2300 - 160 = 2140 litres. En admettant une teneur en drèche de 3 p.100, il faut, de la quantité de moût 2140 litres, retrancher encore 64,2 litres. Il reste par conséquent 2075,8 litres de moût filtré.
Le moût sucré marquant au saccharomètre 20 p.100, l'amidon du moût filtré avec un quotient :
Dans 100 litres. Dans 2 076 litres. a) de 90, c'est-à -dire si l'on travaille des pommes de terre moyennement bonnes ou du maïs très cuit, est égal à ................17,54 kg. 364,1 kg. b) de 80, c'est-à -dire si l'on travaille des pommes de terre très pauvres en amidon, mélangées avec du seigle, est égal à ..........15,59 kg 323,6 kg
Par conséquent, le rendement s'élève :
- pour a à 364,1 X 60 = 218,46 lit. = 9,5 lit. par 100 lit. de capacité de cuve, :pour b à 323,6 X 60 = 194,16 lit. = 8,44 lit. par 100 lit. de capacité de cuve.
On peut se baser sur les indications contenues dans le tableau suivant relativement aux rendements que, dans l'état actuel de l'industrie de la distillation, on peut attendre des différentes matières amylacées mises en oeuvre :
Pour la détermination des rendements probables, on peut se servir des tables que nous donnons plus loin.
Si des degrés saccharométriques du moût sucré on retranche ceux du moût fermenté, on obtient le nombre des degrés saccharométriques fermentés. A ce nombre correspond une certaine teneur en alcool, qui dans les moûts épais, avec leur fermentation relativement plus pure, est plus élevée que dans les moûts clairs. Ainsi, d'après la table I, 20° saccharométriques fermentés correspondent à une teneur en alcool du moût filtré de 10,96 p.100 en volume, tandis que 40° indiquent une richesse alcoolique de 5,22 volumes p.100 dans le liquide filtré, ce qui fait par degré saccharométrique dans le premier cas 0,548 vol. p.100 d'alcool et dans le second 0,522 vol. p100.
Dans ces tables, il faut bien faire attention de ne pas confondre les expressions capacité de cuve, moût et moût filtré. Le moût = la capacité de cuve moins l'espace perdu. Le moût filtré = le moût moins les drèches.
Remarques relatives aux tables II Ã IV :
Capacité de la cuve de fermentation.......... 2300 litres. Espace perdu................................. 200 " ------------- Volume du moût............................... 2100 litres. Degrés saccharométriques. Moût sucré..................................... 21 Moût fermenté.................................. 1 ---- Degrés saccharométriques fermentés............. 20
Le moût contient d'après cela :
- a) Avec 2 p.100 de drèches, c'est-à -dire si l'on travaille des pommes de terre très riches en fécule ou du maïs à enveloppe corticale mince, 10,74 p.100 d'alcool en volume ;
- b) Avec 3,5 p.100 de drèches, c'est-à -dire si l'on travaille des pommes de terre moins bonnes ou du maïs à enveloppe corticale très épaisse, 10,58 p.100 d'alcool en volume ;
- c) Avec 5 p.100 de drèches, c'est-à -dire si l'on travaille des pommes de terre mauvaises, de l'orge à enveloppe épaisse, etc., 10,41 p.100 d'alcool en volume.
Le rendement est donc :
Pour a : <math>1$10,74 X \frac{2100}{100}</math> = 225,54 litres = 9,80 p.100 de la capacité de cuve.
Pour b : <math>1$10,58 X \frac{2100}{100}</math> = 222,18 litres = 9,66 p.100 de la capacité de cuve.
Pour c : <math>1$10,41 X \frac{2100}{100}</math> = 218,51 litres = 9,50 p.100 de la capacité de cuve.
Le moût sucré marquait avant sa fermentation 21 degrés saccharométriques et après celle-ci 1 degré. Il a donc fermenté de 21-1= 20 degrés. Le moût filtré contient alors, d'après la table I, 10,96 d'alcool en volume.
