BIBLIOTHÈQUE DES INDUSTRIES BIOLOGIQUES,

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1 Octave DOIN et FILS, éditeurs, 8, place de l Odéon, Paris ENCYCLOPËDIE SCIENTIFIQUE Publiée sous la direction du Dr TOULOUSE BIBLIOTHÈQUE DES INDUSTRIES BIOLOGIQUES, Directeur: Gabriel BERTRAND Professeur à la Faculté des Sciences et à l'institut Pasteur La vie peut être considérée, dans l'état actuel de nos connaissances, comme un ensemble coordonné de phénomènes en vertu duquel des êtres, d'une organisation et d'une composition complexes, sentent, assimilent et se reproduisent. Parmi ces phénomènes, il en est, tous les jours plus nombreux, qui sont accessibles à nos moyens d'investigation, que nous pouvons définir et même mesurer. Ces phénomènes sont relatifs à la matière et à l'énergie. La Chimie biologique, ou Chimie de la vie, étudie principalement la matière des animaux et des plantes. Dans cette étude, elle se place à un double point de vue. Tout d'abord elle examine, comme le ferait la Chimie des corps bruts en présence d'un minéral, la composition de la matière vivante; elle détermine les corps simples, puis les principes immédiats, de plus en plus complexes, qui entrent dans sa composition. C'est le point de vue statique. Ensuite, elle recherche les liens qui unissent toutes ces substances, les réactions diverses qui leur donnent naissance ou leur permettent de se transformer les unes dans les autres. C'est le point de vue dynamique. Ainsi comprise, la Chimie biologique possède un vaste programme. Rien que l'étude de la composition élémentaire, la plus simple cependant, comporte des chapitres variés et présente des applications nombreuses. Qualitative, elle suffit déjà à montrer la complication et aussi l'unité de la 1

2 matière vivante, animale ou végétale. Quantitative, elle permet d'établir certains parallélismes entre la composition chimique et l'organisation. La toxicologie, l'agriculture utilisent ses résultats; la Chimie analytique elle-même profite de ses exigences pour perfectionner ses méthodes. Le nombre des chapitres et des applications augmente quand on passe de l'étude de la composition élémentaire à celle de la composition immédiate. Celle-ci s'occupe, en effet, d'un grand nombre de combinaisons purement minérales (eau, gaz, sels) et de principes organiques les plus divers: des sucres et des polysaccharides, des glucosides, des acides, des matières grasses et des cires, des composés terpéniques, des amides, des alcaloïdes, des matières protéiques, des substances colorées, etc., principes dont la plupart possèdent, à côté d'un grand intérêt théorique, une importante valeur pratique. Le point de vue dynamique soulève, de son côté, les problèmes les plus passionnants. Après avoir abordé l'étude des diastases, qui sont les véritables réactifs de la cellule vivante, il nous conduit à examiner comment la matière organisée prend naissance aux dépens de la matière brute, par quelle série de transformations apparaissent successivement tous les principes immédiats, de quelle manière, enfin, tous ces principes qui, au cours de leur synthèse, ont servi à emmagasiner l'énergie extérieure, venue, du soleil, servent à entretenir la vie et font ensuite retour au réservoir minéral. Toutes les questions d'assimilation, de nutrition, de fermentations sont du domaine de la Chimie biologique, et l'on peut trouver, en cultivant cette partie de la science, aussi bien des arguments de haute portée philosophique que des faits d'application directe à la médecine, à l'agriculture et à l'industrie. La Bibliothèque de Chimie biologique, pure et appliquée, essayera de faire connaître à tous ceux qui, sans but intéressé, aiment à s'instruire des choses de la nature ou qui, en raison des besoins de leur profession, doivent entrer quelquefois en rapport avec elle, toutes les questions théoriques et tous les faits acquis relatifs à la matière vivante, depuis les éléments de discussion concernant l'origine des espèces terrestres ou la nature des diastases, jusqu'aux données analytiques sur la composition d'une essence ou l'industrie d'un produit naturel. On trouvera plus loin la liste complète des volumes: suivant les besoins, il pourra y être apporté quelques modifications. 2

3 Les volumes sont publiés dans le format in-l8 jésus cartonné; ils forment chacun 350 pages environ avec ou sans figures dans le texte. Le prix marque de chacun d'eux, quel flue soit le nombre de pages est fixé à 5 francs. Chaque volume se vend séparément. Voir, à la fin du volume, la notice sur L'ENCYCLOPÉDIE SCIENTIFIQUE, pour les conditions générales de publication. 3

4 TABLE DES VOLUMES ET LISTE DES COLLABORATEURS Les volumes publiés sont indiqués par un * *1. La fabrication du sucre, par M. D. SIDERSKY, ingénieur- chimiste. 2. La bière et le malt. 3. Le vin. 4. Le cidre et le poiré. 5. Les liquides fermentés des pays chauds. 6 La fabrication industrielle des levures et des alcools. 7. Le vinaigre et l'industrie des acides organiques naturels. 8. La boulangerie et les industries de l'amidon. 9.a. Industrie des parfums naturels. Les principes odorants des végétaux, par M. Eug. CHARABOT, docteur ès-sciences, inspecteur de l'enseignement technique. 9. b. Industries des parfums naturels. Les huiles essentielles, par M. Eug. CHARABOT. 10. Les industries du lait et la fromagerie. 11. La conservation des matières alimentaires, par M. A. VILA, préparateur à l'institut Pasteur. 12. Le tabac, l'opium, le café, le thé et les produits analogues. 13. La préparation et la conservation des peaux. 14. Les industries complémentaires des substances protéiques. 4

5 ENCYCLOPÉDIE SCIENTIFIQUE PUBLIEE sous LA DIRECTION du Dr TOULOUSE, Directeur de Laboratoire à l'école des Hautes-Études. Secrétaire général : H. PIÉRON. Agrégé de l'université. Bibliothèque DES INDUSTRIES BIOLOGIQUES Directeur: Gabriel BERTRAND Chef de service à l'institut Pasteur Professeur de Chimie biologique à la Faculté des Sciences LA FABRICATION DU SUCRE 5

6 DU MÊME AUTEUR I. Traité d'analyse des matières sucrées. Paris, Bernard et Cie (épuisé). In-8. II Constantes physico-chimiques. Paris, Gauthier Villars et Masson. In-16. III. Aide-mémoire de sucrerie. Paris Baudry et Cie. In-16. IV. Analyse des engrais (Recueil international). Paris, 1901, Ch. Béranger, In-16. V. Usages industriels de l'alcool (Prix agronomique de la Société des Agriculteurs de France). Paris, J.-B. Baillière et fils. In-16. VI. Essais des combustibles. Paris, Gauthier-Villars et Masson. In-r6. VII Consommation des chaudières à vapeur. Paris, Gauthier-Villars et Masson. In-16. VIII. Polarisation et saccharimétrie. Deuxième édition revue et augmentée. Paris, Gauthier Villars et Masson. In-16. IX. Production hygiénique du lait. Paris, Charles Amat. In-16, Edition portugaise, parmm.de ANDRADE et JUNQUEIRA Saint-Paul (Brésil), Casa Vanorden. In-8. X. Les densités des solutions sucrées à différentes températures. Paris, 1908 H. Dunod et Pinat. ln-4. Xl. La distillerie agricole. Paris, 1909 Charles Amal. In-16. XII. La Réfractométrie et ses applications pratiques. Paris, Gauthier-Villars et Masson. In-16. XIII. Manuel du Chimiste de sucrerie. Paris, J.-B. Baillière et fils: In-16. XIV. Les sécheries agricoles. Paris, 1910 Lucien Laveur. In-8. 6

7 LA FABRICATION DU SUCRE PAR D. SIDERSKY INGÉNIEUR-CHIMISTE Avec 37 figures dans le texte PARIS OCTAVE DOIN ET FILS, ÉDITEURS 8, PLACE DE L'ODÉON, Tous droits réservés 7

8 PRÉFACE La technologie sucrière étant l'une des branches les plus intéressantes des sciences appliquées, nous ferons ressortir dans les pages qui suivent, combien l'essor si considérable de cette industrie est la conséquence directe des remarquables progrès de la chimie et de la mécanique. La culture des diverses matières premières et les procédés modernes d'extraction de sucre sont redevables à la Science, de leurs améliorations successives et des perfectionnements apportés dans la construction du matériel employé. Le cadre restreint d'un volume de l'encyclopédie Scientifique ne nous permettra pas d'exposer dans toute son ampleur un sujet aussi important. Nous serons donc obligé de passer rapidement en revue la chimie des sucres, l'historique, les différentes matières premières, les diverses phases de la fabrication, le raffinage, ainsi que le contrôle chimique en traçant une image réduite mais fidèle de l'état actuel de cette industrie, laquelle occupe une place énorme dans la vie économique de tous les peuples civilisés. L'index bibliographique placé à la fin du volume permettra aux lecteurs intéressés de compléter leurs connaissances en se reportant aux nombreux ouvrages dont se compose cette liste. Les procédés de fabrication que nous décrirons se rapportent principalement au travail des betteraves, matières premières utilisées en Europe. Nous indiquerons brièvement, dans les chapitres spéciaux consacrés à la canne et à l'érable, les systèmes de fabrication appliqués au travail de ces matières premières exotiques. D'ailleurs, à part la préparation du jus, la fabrication est effectuée de la même façon dans les sucreries de betteraves et dans celles de cannes. D. SIDERSKY 8

9 FABRICATION DU SUCRE CHAPITRE PREMIER LES PRINCIPAUX SUCRES Sous le nom collectif d'hydrates de carbone on désigne généralement un ensemble de substances organiques non azotées, très répandues dans le règne végétal, dont la molécule, composée exclusivement de carbone, d'hydrogène et d oxygène, renferme ces derniers dans la même proportion que celle de l'eau, répondant ainsi à la formule générale: C m H 2n O n Cet ensemble de matières organiques se subdivise en deux groupes distincts comprenant l'un - les matières féculentes, peu solubles dans l eau, et l'autre. - les matières sucrées solubles dans l'eau. Nous nous occuperons principalement du groupe des sucres, le plus important des deux, et dont le principal représentant est le saccharose ou sucre de canne, fabriqué industriellement, sur une vaste échelle, et qui joue un rôle prépondérant dans l'alimentation humaine. On divise généralement les sucres en trois groupes, suivant la complexité plus ou moins grande de leurs molécules, soit 1 groupe des monosaccharides, dont la molécule n'excède pas six atomes de carbone; 2 groupe des disaccharides, dont la molécule possède plus de six atomes de carbone, allant jusqu'à douze; 3 groupe des disaccharides, dont la molécule possède plus de douze atomes de carbone. Cette division toute conventionnelle d'ailleurs, a l'avantage de classer les matières sucrées suivant leurs propriétés caractéristiques, cc qui facilite beaucoup l'élude théorique de l'un des chapitres les plus importants de la chimie organique. Au point de vue spécial de la technologie sucrière qui fait l'objet de notre livre, ce classement théorique offre également quelque intérêt, mais nous sommes obligé d'en intervertir l ordre, en mettant en avant le groupe des disaccharides, représenté principalement par le sucre de canne. Nous étudierons ensuite les autres sucres suivant leur importance au point de vue industriel. 9

10 1. DISACCHARIDES A. Saccharose ou sucre de canne. - Le saccharose ou sucre de canne est désigné fréquemment par le mot "sucre" seul, parce qu'il est le seul sucre industriellement extrait de plantes et cristallisé, pour servir d'aliment. Il est très répandu dans le règne végétal, et la plupart des végétaux supérieurs en renferment au moins dans certains organes, à certaines phases de leur végétation. On le trouve en quantités notables dans un grand nombre de plantes tropicales, telles que la canne à sucre, le sorgho, l'érable, le palmier, etc., ainsi que dans certain es racines, telles que la betterave, la carotte, le melon, et dans les fruits sucrés. Préparation. - L'extraction industrielle du sucre des diverses plantes fera l'objet des chapitres suivants. Pour préparer du saccharose chimiquement pur, on prend comme point de départ le sucre raffiné du commerce, dont on fait une dissolution aqueuse concentrée, qu'on filtre et qu'on mélange ensuite avec son égal volume d'alcool à 96 G.L. Le précipité cristallin formé est séparé par filtration au bout d'un quart d'heure, lavé à l'éther, étalé en couche mince sur du papier buvard et séché à l'étuve à très basse température. Propriétés physiques du saccharose. Cristallisation. - Le sucre de canne pur forme des cristaux anhydres, bien développés, du système clinorhombique qui sont quelquefois hémiédriques. I1s sont durs, transparents, à surfaces brillantes, incolores, inodores, inaltérables à l'air, d'un poids spécifique de 1,588; ils deviennent phosphorescents, même sous l'eau, lorsqu'ils sont soumis il des chocs. La forme et les dimensions des cristaux dépendent des conditions de la cristallisation. En soumettant un sirop de sucre pur à une évaporation lente et spontanée, on obtient des gros et beaux cristaux, des sucres candis; par une évaporation vive et en mouvement on obtient des petits cristaux plus ou moins agglomérés. La présence de certaines substances étrangères influence quelquefois assez sensiblement, la forme des cristaux du sucre de canne. Le sucre extrait des mélasses par les procédés des sucra tes forme des cristaux d un aspect particulier se présentant en tablettes aplaties et prolongées en aiguilles. En brisant dans l'obscurité des cristaux de sucre il se produit des lueurs bleuâtres. Solubilité. - Le sucre de canne se dissout dans la moitié de son poids d'eau, à la température normale, et sa solubilité augmente notablement avec le degré de la température. A la suite 10

11 d'expériences minutieuses et étendues, HERZFELD a établi la formule suivante, indiquant la solubilité y du sucre dans l'eau de la température t : y = 64, , t + 0, t 2 et il a calculé la table suivante, dans laquelle CLAASSEN a introduit les indications donnant la quantité de sucre dissous dans une partie d'eau, et qu'on appelle "coefficient de solubilité".. Solubilité du sucre dans l eau a différentes températures (HERZFELD ET CLAASSEN) Température en centigrade Sucre % gr ; Sucre pour 1 d eau Température en centigrade Sucre % gr. Sucre pour 1 d eau 0 64, ,20 2, ,87 1, ,18 2, ,58 1, ,48 3, ,33 1, ,22 3, ,09 2, ,27 3, ,89 2, ,36 3, ,70 2, ,46 3, ,55 2, ,61 4, ,42 2, ,77 4, ,32 2, ,97 4, ,25 2,60 La présence dans le liquide de matières étrangères, impuretés minérales ou organiques, augmente notablement la solubilité du sucre. Ce phénomène joue un rôle très important dans la fabrication industrielle du sucre et nous aurons l'occasion d'y revenir dans le chapitre IX, consacré à la cristallisation. Le rapport entre degré de saturation d'un liquide sucré impur et celui d'une solution sucrée pure de la même température est appelé "coefficient de saturation» alors qu on désigne par «coefficient de sursaturation» le rapport entre la quantité de sucre réellement dissoute par unité d'eau et le coefficient de solubilité relatif à la température finale de 1'expérience, la solution refroidie ayant la tendance de garder en solution, pendant un moment, le sucre dissous à une température supérieure, jusqu'à l'instant où l'excédent du sucre se sépare à l'état de cristaux. 11

12 Densités. - Les densités de solutions sucrées pures augmentent avec les concentrations. Plusieurs expérimentateurs ont étudié cette question avec beaucoup de soins et les résultats qu'ils ont publiés, sont très rapprochés entre eux. Nous résumons dans le tableau suivant (page 8) les données expérimentales de la Commission impériale allemande des Poids et des Mesures, sur lesquelles nous reviendrons dans le chapitre XI, consacré au contrôle chimique de la fabrication. Table de concordance de la commission impériale allemande des poids et mesures Densités réelles des solutions du sucre pur à 20 C Sucre % en poids Densités réelles à 20 C Sucre % en poids Densités réelles à 20 C Sucre % en poids Densités réelles à 20 C Sucre % en poids Densités réelles à 20 C Le sucre de canne est soluble dans l alcool absolu, mais il se dissout dans l alcool aqueux d autant plus que le liquide en renferme plus d eau. Schrefeld 1 a indiqué les quantités suivantes de sucre dissoutes à 14 C dans l alcool aqueux de différents degrés. 1 V. SCHREFELD. Zeitschrift des vereins der deutschen zuckerindustrie, 1894, p

13 Solubilité du sucre de canne dans l alcool de différents degrés à 14 C Alcool % en poids Sucre % de solution Sucre pour 1 de solution 0 66,20 1, ,25 1, ,20 1, ,55 1, ,05 1, ,75 0, ,55 0, ,70 0, ,25 0, ,05 0, ,95 0, ,15 0, Pouvoir dissolvant. - Le sucre de canne favorise la solubilité dans l'eau d'un grand nombre de substances qui ne s'y dissolvent que fort difficilement, tels que certains sels calcaires: sulfite, sulfate, carbonate, phosphate, oxalate et citrate, le carbonate de magnésie, etc. Il y a donc une action simultanée du sucre sur les matières étrangères et de celles-ci sur le sucre, augmentant le coefficient de solubilité du sucre et du non-sucre. La mélasse de sucrerie, c'est-a-dire le dernier sirop-égout de cristallisation, renferme une quantité notable de sucre en dissolution dans une proportion d'eau relativement faible, grâce à la présence d'un ensemble de matières minérales et organiques qui forment le non-sucre. Dans les quelques tableaux suivants nous indiquons la solubilité dans les solutions sucrées de différentes concentrations des terres alcalines et de quelques unes de leurs combinaisons insolubles dans l'eau: 13

14 Solubilité de la chaux (D après BERTHELOT 2 et PELIGOT 3 ) Sucre % de la solution Pour 100 d extrait sec chaux sucre 5 15,3 84, ,1 81, ,5 81, ,8 81, ,8 80, ,1 79, ,5 79, ,0 79,0 Solubilité de la baryte (D après H. PELLET 4 ) Sucre % cm Baryte % cm 3 Baryte % de sucre 3 2,5 4,59 18,3 5 5,46 10,9 7,5 6,56 8,7 10 7,96 7,7 12,5 9,41 7, ,00 6,6 20 0,90 5,4 25 2,90 5, ,68 4,9 2 V. BERTHELOT. Annales de chimie et de physique, t. XLVI, p V. PELIGOT. Même revue, t. LIV, p V. PELLET, 2, p

15 Solubilité de la strontiane (D après SIDERSKY 5 ) Sucre Strontiane (Sr o) % de solution Sucre Strontiane (Sr o) % de solution % à 3 C à 15 C à 24 C à 40 C % à 30 C à 15 C à 24 C à 40 C 1 0,45 0,65 0,70 1, ,30 1,57 2,01 3,75 2 0,53 0,75 0,83 1, ,38 1,66 2,14 3,96 3 0,62 0,84 0,96 2, ,47 1,75 2,28 4,16 4 0,70 0,93 1,09 2, ,55 1,84 2,41 4,37 5 0,79 1,03 1,22 2, ,64 1,94 2,55 4,58 6 0,87 1,12 1,35 2, ,72 2,03 2,69 4,79 7 0,96 1,21 1,48 2, ,81 2,12 2,83 4,99 8 1,04 1,30 1,61 3, ,90 2,21 2,97 5,20 9 1,13 1,39 1,74 3, ,99 2,30 3,11 5, ,21 1,48 1,87 3, ,08 2,39 3,25 5,62 Solubilité de quelques sels de chaux et de magnésie (D après JACOBSTHAL) Dissolution dans 100 cm 3 5 % 10 % 15 % 20 % 25% d une solution sucrée de Sulfate de chaux en gramme 2,095 1,946 1,593 1,539 1,333 Carbonate. 0,027 0,036 0,024 0,022 0,008 Oxalate. 0,033 0,047 0,012 0,008 0,001 Phosphate 0,029 0,028 0,014 0,018 0,005 Citrate.. 1,813 1,578 1,505 1,454 1,454 Carbonate de magnésie 0,317 0,199 0,194 0,213 0,284 Températures d'ébullition. -Le degré d'ébullition des solutions sucrées est d'autant plus élevé qu'il y a plus de sucre, et la présence de matières étrangères augmente encore ce degré. Claassen et Fenzel 6 ont publié le tableau suivant : 5 V. SIDERSKY. Bulletin de l Association des chimistes, 1885, p V. FRENZEL. - Zeitschrift des vereins der deutschen zuckerindustrie, 1893, p

16 Degrés Brix Température d ébullition à 760 millimètres de pression I II III Solution de sucre pur Jus et sirop Bas produits « «« ««Nous reviendrons sur ce point dans le chapitre consacré à la cristallisation du sucre. Contraction.- En dissolvant du sucre dans l'eau on observe une contraction du volume dont le maximum se trouve vers 56 % de sucre. Ce phénomène étudié d'abord par GERLACH, a fait l'objet de recherches minutieuses de ZIEGLER, dont il déduit le tableau suivant : Sucre % Volume de la solution Contraction du volume ,7218 0, ,4732 0, ,2822 0, ,1103 0, ,0219 0, ,9 99,0055 0, ,0 99,0042 0, ,1 99,0055 0, ,0121 0, ,0921 0,

17 Pouvoir rotatoire. - Le sucre de canne est dextrogyre, c'est-à-dire que ses solutions aqueuses dévient à droite le plan de la lumière polarisée. Son pouvoir rotatoire spécifique varie légèrement avec les concentrations et les températures, et est en moyenne (ά) 20 D =66,5 Les nombreuses études faites sur ce sujet par TOLLENS, SCHMITZ, NASINI et VILLAVECCHIA, ont conduit à des résultats concordants, que LANDOLT a résumés par la formule suivante [x] D 20 = 66,67 0,0095 c c = concentration ou sucre pour 100 centimètres cubes de solution. L'influence de la température sur le pouvoir rotatoire du sucre de canne fut étudiée récemment par WILLEY, WICHMAN, HERZFELD et SCHOENROCK. Elle est exprimée par la formule suivante : [x] t D = [x] 20 D (0, (t-20)) Nous renvoyons le lecteur à notre livre «Polarisation et saccharimétrie" pour l'élude détaillée de cette importante question physique 7. Propriétés chimiques du saccharose. Action de la chaleur. - Le sucre cristallisé pur et sec peut être chauffé doucement à 100 C., et même au-dessus, sans subir la moindre décomposition. A 160 C., il fond en une masse amorphe, transparente, qui redevient cristalline au bout de quelques temps et la masse perd sa transparence. Chauffé plus fort, le sucre se brunit, se boursouffle par suite d'une décomposition accompagnée de la production de gaz divers (carbure d'hydrogène, oxyde de carbone et acide carbonique) et des vapeurs (acétone, aldéhyde, furfurol et des acides gras volatils) et finit par laisser comme résidu un charbon dur qui se consume difficilement. En interrompant le chauffage, on peut en extraire par l'eau et par l'alcool divers produit caramélisés. En solution; le sucre est plus sensible à l'action de la chaleur, et même un chauffage modéré à une température relativement basse occasionne la disparition d'une partie de la molécule du sucre, phénomène qu'on appelle improprement caramélisation, les produits qui en résultent étant fort complexes et encore insuffisamment étudiés. HERZFELD a démontré par des essais nombreux et minutieux que les pertes en sucre- sont proportionnelles aux températures et à la durée de chauffage; elles sont plus élevées en solutions étendues qu'en solutions concentrées. Les acides chlorhydrique et sulfurique concentrés carbonisent le sucre déjà à basse température, tandis que le sucre se dissout sans brunissement dans l'acide sulfurique glacé. A l'ébullition, les 7 V. SIDERSKY, 2, p. 25, 28 et

18 acides minéraux même étendus décomposent le sucre, en produisant d'abord son inversion (voir plus loin), ensuite de l humus, de l'acide lévulinique et une notable quantité de furfurol. Inversion. - Chauffé en présence d'un acide minéral étendu, le sucre de canne s'hydrolyse et se transforme en un mélange de parties égales de dextrose et de lévulose. Mélange dénommé «sucre inverti", parce que la solution obtenue tourne à gauche le plan de la lumière polarisée, le pouvoir rotatoire lévogyre du lévulose étant plus élevé que celui du dextrose. L'acide employé à l'inversion, n'agissant élue par sa seule présence, n'est pas modifié, et la réaction s'accomplit suivant l équitation C 12 H 22 O 11 + H 2 O = C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 saccharose + eau = dextrose + lévulose Les acides organiques produisent également l'inversion du sucre, mais leur action est plus lente que celle des acides minéraux. L'inversion du sucre de canne peut être réalisée également par l'action de l'invertine (ou l'invertase), substance obtenue par décoction de la levure de bière. Fermentation. - Le sucre de canne ne fermente pas directement, mais il peut néanmoins servir de matière première pour la fabrication de l'alcool, après inversion préalable, soit par les acides dans le travail des mélasses, soit par l'inverti ne secrétée par la levure, dans le travail des betteraves, dans lequel l'inversion par l'acide est très faible 8. En présence de certains microorganismes, le sucre de canne subit quelquefois des décompositions particulières, des fermentations mucilagineuses, qu'autrefois, avec l'extraction du jus des betteraves au moyen de presses, on observait assez fréquemment. Les produits de ces fermentations sont connus sous le nom de «frais de grenouille" ; ils sont le résultat d'action de certains ferments particuliers, dont le plus connu est leuconostoc mesenlerioicles. Il se forme en m0me temps de la mannite de l'acide lactique, ainsi que du cellulane, une espèce de gomme incolore insoluble dans l'eau, se transformant en dextrane (C 6 H 10 O 5 ) sous l'action des acides. Réduction et oxydation. - Les oxydants énergiques tels que: chlorate de potasse, bioxyde de 8 SIDERKY, 5, p

19 plomb, chlorure de chaux, sont réduits par simple trituration avec du sucre solide. En solution, le sucre est oxydé par les acides chromique, permanganique et nitrique, mais il ne réduit ni la liqueur cuivrique de Fehling, ni la solution ammoniacale d'argent. Sucrates. - Le sucre de canne forme des combinaisons avec un grand nombre de bases alcalines, notamment avec les alcalis-terreux: chaux, baryte et strontiane, auxquelles on a donné le nom de "sucrates" ou "saccharates". Ces sucrates, dont quelques-uns sont insolubles, gardent la réaction alcaline des bases, sont d'un goût amer et se décomposent facilement par l'acide carbonique, en mettant le sucre en liberté. Les sucra tes les mieux connus sont: a) Les sacrâtes alcalins (C 12 H 21 KO 11 ) et (C 12 H 21 NaO 11 ) sont des masses gélatineuses très solubles dans l'eau et insolubles dans l'alcool, obtenues par l'addition de lessives de potasse et de soude à une solution sucrée alcoolique. L'absorption à froid, du gaz ammoniac par une solution sucrée dans la proportion de 44 à 46 d'ammoniaque pour 171 de sucre fait supposer la combinaison C 12 H 12 KO AzH 3. b) Sacrales de chaux monobasique (C 12 H 22 O 11, CaO) bibasique (C 12 H 22 O 11, 2 CaO et tribasique (C 12 H 22 O 11, 3 CaO). La chaux se dissout facilement dans les solutions sucrées et cette solubilité dépend de la température et de la concentration; on admet généralement qu'il y a formation de sucrate monobasique en solutions étendues et dé sucra te bibasique en solutions concentrées. En introduisant de la chaux caustique en poudre très fine et tamisée dans une solution sucrée de concentration moyenne et en maintenant la température assez basse, la chaux s'y dissout sans s'hydrater, en formant un sucra te monobasique qui est précipité par l'alcool absolu à l'état d'une masse amorphe blanche, soluble dans l'eau et dans l'alcool de faible degré. La solution aqueuse se décompose à l'ébullition en sucrate tri basique insoluble, avec la mise en liberté de deux mo1éculés de sucre, selon l équitation 3(C 12 H 22 O 11, CaO) = (C 12 H 22 O 11, 3 CaO) +2 C 12 H 22 O 11 En ajoutant à la solution aqueuse de monosucrate encore une molécule de chaux en poudre fine et en agitant rapidement, il se forme un sucrate bibasique de chaux qu'on peut obtenir en beaux cristaux par refroidissement avec de la glace. Ge sucrate se dissout dans 33 parties d'eau froide, plus facilement dans l'eau sucrée, et la solution se décompose à l'ébullition en surate tribasique insoluble et une solution sucrée. 19

20 Le sucrate tribasique est obtenu par l'ébullition de solutions des sucrates précédents. On l'obtient également en introduisant de la chaux en poudre dans une solution sucrée a1coolique, dans le rapport de trois molécules de chaux pour une molécule de sucre, et en l'abandonnant pendant 16 heures, au bout desquelles on obtient le sucrate à l'état d'une masse cristalline, répondant a la formule (C 12 H 22 O 11, 3 CaO + 4 H 2 O), perdant une molécule d'eau par dessiccation dans le vide. On obtient également ce sucrate en introduisant, à basse température, clans une solution aqueuse de monosucrate, de la chaux fraîchement calcinée réduite en poudre très fine et en agitant vivement la masse. Sur cette réaction est basé le procédé Steffen (la séparation) pour extraire le sucre des mélasses de sucrerie. La précipitation n'est complète qu'à la condition que les eauxmères soient entièrement saturées de chaux. Le sucrate tribasique de chaux est très peu soluble dans l'eau bouillante (1 : 200), un peu plus soluble dans l'eau froide (1: 100), presqu'insoluble dans l'alcool absolu, mais l'alcool aqueux en dissout un peu, surtout en présence d'alcalins; l'ammoniaque n'influence pas la solubilité du sucrate. Le sucrate se décompose dans une solution sucrée avec précipitation de chaux hydratée. Ce phénomène est utilisé industriellement dans le travail de sucraterie dont nous parlerons plus loin. c) Sucrate de strontiane bibasique (C 12 H 22 O 11, 2 SrO) et monobasique (C 12 H 22 O 11, SrO). En dissolvant dans une solution sucrée chaude des cristaux d'hydrate de strontium (SrO, 9H 2 O) et en portant la solution à l'ébullition, pendant une dizaine de minutes, on obtient un précipité grenu de sucrate bibasique de strontiane, qui se sépare facilement des eaux-mères par filtration. Ce sucrate est très peu soluble dans l'eau (I: 84) et presqu'insoluble en présence d'un excès de strontiane ou d'autres alcalins. On utilise ce sucrate pour extraire le sucre des mélasses, la précipitation étant presque quantitative, d'après SCHEIBLER, si l'on opère avec une solution sucrée de 15 %, additionnée de strontiane dans le l'apport de trois molécules pour une molécule de sucre, et qu'on lave le sucrate avec une eau strontiannée chaude. En humectant le sucrate et en le refroidissant, on le dédouble en hydrate de strontiane cristallisé et en un sucrate dissout de composition intermédiaire. A la longue et surtout en agitant, la solution laisse déposer le sucrate monobasique sous forme d'une masse cristalline à l'aspect de choux fleurs. La même combinaison s'obtient en mélangeant, dans le rapport de leurs molécules respectives, une solution concentrée de sucre avec une solution saturée chaude de strontiane hydratée, et en laissant refroidir lentement le mélange, surtout en amorçant par un peu de sucrate monobasique la formation de celui-ci en une bouillie épaisse, renfermant 70 à 75 % du sucre de la solution. Il est nécessaire de bien agiter le mélange, car au repos, c'est l'hydrate de strontium (SrO, 9H 2 O) qui se sépare en cristaux. 20