День рождения Норберта Рилье

17/03/2022

Сахар повсюду: от выпечки и домашних блюд до бесчисленных готовых упакованных продуктов и напитков. Он существует уже много веков, но революция в переработке сахара произошла менее 200 лет назад. Кто стоял за этой революцией? Норберт Рилье. Независимо от того сладкоежка вы или нет, вам будет интересно почитать о жизни и работе этого инженера и изобретателя.

Интерес к инженерии и паровой двигатель

Норберт Рилье родился 17 марта 1806 года в Новом Орлеане, штат Луизиана. Его отец, Винсент Рилье, был зажиточным владельцем плантации, инженером и изобретателем (он разработал паровой пресс для изготовления тюков хлопка). Мать Рилье, Констанс Виван, ранее находилась в рабстве, но была освобождена ещё до рождения сына.

Изображение бронзового бюста Норберта Рилье.
Бронзовый бюст Норберта Рилье с табличкой и надписью "Он сделал все наши жизни немного слаще". Это одна из многих скульптур, созданных художницей Рут Инге Хардисон, которая часто чествовала важных фигур на протяжении всей истории в своем искусстве. Фотография доступна по лицензии CC BY-SA 4.0 через Wikimedia Commons.

Благодаря статусу своего отца Рилье получил всестороннее образование, что было необычно для темнокожих людей того времени, не зависимо от того, были они свободными или находились в рабстве. В детстве он ходил в частную католическую школу в Новом Орлеане, где рано начал проявлять способности к инженерному делу. Чтобы продолжить его образование, отец отправил его учиться в престижную Центральную школу в Париже, Франция (L'École Centrale in Paris, France). Там он прослушал курсы по физике, механике и инженерии. Окончив учёбу в возрасте 24 лет, Рилье стал самым молодым преподавателем L'École Centrale Paris. На протяжении всей своей карьеры Рилье преподавал прикладную механику и опубликовал множество высококвалифицированных работ на тему паровых двигателей. Исследование технологии паровых двигателей, вероятно, вдохновило его на создание многокорпусного вакуумного испарителя — изобретения, которое навсегда изменило процесс переработки сахара.

Революция в переработке сахара

В 1800-х годах процесс рафинирования сахара обычно основывался на неэффективном и дорогостоящем методе, известном как "Сахарный поезд" или “Ямайский поезд”. Это был трудоёмкий и опасный процесс, который часто проводился непосредственно на плантациях. С помощью этого метода рабочие, которые в основном находились в рабстве, выжимали сок из собранного сахарного тростника и кипятили его в больших открытых чанах. Затем они использовали длинные ковши для переноса кипяченого сахарного сока из одного чана в другой. Согласно Национальной программе исторических химических объектов Американского химического общества (National Historic Chemical Landmarks program of the American Chemical Society), “На каждом шаге процесса сок становился всё более концентрированным; в последнем чане кипящая масса начинала образовывать кристаллы сахара".

Во время этого утомительного процесса рабочие часто получали сильнейшие ожоги, переливая горячие жидкости из одного чана в другой. Кроме того, этот метод не позволял контролировать источник тепла, используемый для кипячения тростникового сока, что часто приводило к возникновению жжёного, непригодного для использования сахара.

Изображение крупным планом стопки срезанного сахарного тростника.
Крупный план изображения срезанного сахарного тростника. Фотография доступна по лицензии CC BY-SA 2.0 через Wikimedia Commons.

Зная об опасностях и неэффективности метода под названием "сахарный поезд", Рилье хотел создать более безопасную и надёжную альтернативу. Так родилась идея многокорпусного вакуумного испарителя. На веб-сайте Королевского химического общества изобретение Рилье подробно описано следующим образом:

"Серия вакуумных камер или почти вакуумных камер, соединённых вместе. В первой камере нагревается сахарный сок, и происходит испарение воды. Водяной пар передается во вторую камеру, где он используется для нагрева следующей партии сахарного сока. Испаряется ещё больше воды, и пар дальше передается в третью камеру, где он используется для нагрева большего количества сахарного сока. Третья и последняя камера соединена с конденсатором, и поэтому водяной пар охлаждается и конденсируется обратно в жидкость. Этот метод работает, потому что вторая камера находится под более низким давлением, чем первая, а третья камера находится под более низким давлением, чем вторая. Это означает, что пар будет "вытягиваться" в следующую камеру. Теоретически количество камер в системе не ограничено, но на практике ограничение количества связано с тем, что температура каждой следующей ниже."

По сравнению с другими методами переработки сахара эта система, запатентованная в 1846 году, предлагала более эффективный, экономичный и безопасный рабочий процесс. Испаритель был принят на вооружение производителями сахара по всему миру, что сделало Рилье одним из самых востребованных инженеров-химиков 19го века. Сегодня основополагающие принципы этой системы всё ещё используются для производства сахара, а также при производстве множества других товаров, включая клей, желатин, мыло и сгущённое молоко.

Изображение крупным планом белого рафинированного, нерафинированного, коричневого и необработанного тростникового сахара (продемонстрированы по часовой стрелке от левого верхнего рисунка).
Крупным планом показаны четыре различных вида сахара, включая белый рафинированный, нерафинированный, коричневый и необработанный тростниковый (продемонстрированы по часовой стрелке от левого верхнего рисунка). Изображение в открытом доступе через Wikimedia Commons.

Замедление распространения вирусной инфекции

В 1850-х годах Новый Орлеан подвергся вспышке жёлтой лихорадки, вирусной инфекции, распространяемой болезнетворными комарами. Стремясь замедлить распространение этого потенциально смертельного вируса, Рилье разработал план осушения болот, окружающих город, и улучшения существующей канализационной системы. Это уничтожило бы места размножения насекомых, что, в свою очередь, уменьшило бы их способность распространять болезнь. Однако план Рилье был проигнорирован законодателями штата. Чувствуя себя неуслышанным и отвергнутым в Соединенных Штатах, Рилье вернулся во Францию в конце 1850-х годов, где продолжил изучение египтологии и иероглифики. Однако случаи заболевания жёлтой лихорадкой продолжали расти по всему Новому Орлеану, и законодатели штата были вынуждены разработать план действий. План, который был реализован, был очень похож на метод, предложенный Рилье ранее.

Фотография болота в Новом Орлеане с аллигатором в правом нижнем углу.
Болото в Новом Орлеане с большим моховым деревом в левой части изображения.

Вид болот в Новом Орлеане, штат Луизиана, сегодня.

Наследие

Изобретённый Норбертом Рилье многокорпусный вакуумный испаритель модернизировал сахарную промышленность во всём мире, превратив рафинированный сахар из особого штучного продукта в товар, доступный каждому. Но важнее, что он предложил более безопасный и предсказуемый метод рафинирования сахара. Это изобретение часто считают одним из величайших в истории химической инженерии.

В ознаменование многочисленных достижений Рилье в Государственном музее Луизианы был установлен бронзовый мемориал с надписью: "В честь Норберта Рилье, родившегося в Новом Орлеане, штат Луизиана, 17 марта 1806 года и умершего в Париже, Франция, 8 октября 1894 года. Изобретатель многократного выпаривания и его применения в сахарной промышленности."

Давайте все поздравим Норберта Рилье с днём рождения!

Дополнительные материалы

Рубрики блога


Комментарии (0)

Оставить комментарий
Войти | Регистрация
Загрузка...
РУБРИКАТОР БЛОГА COMSOL
РУБРИКИ
ТЕГИ