1840년대 이전에 루이지애나와 카리브해의 설탕 농장에서는 "자메이카 트레인" 방식으로 사탕수수 즙을 정제했다. 대부분 노예였던 노동자들이 끓는 즙을 손으로 국자로 떠서, 불 위에 걸린 하나의 큰 뚜껑 없는 무쇠 솥에서 점점 작아지는 일련의 솥들로 옮겼고, 설탕 결정이 마침내 형성될 때까지 각 솥에서 더 많은 물이 끓어 증발했다. 이 작업은 혹독하고 위험했으며, 연쇄의 모든 솥은 끓는 상태를 유지하기 위해 각자의 별도 연료 공급이 필요했다. 어느 솥이든 만들어낸 열과 증기는 제 역할을 마친 뒤 그저 공기 중으로 빠져나갔기 때문이다.

설탕 수요가 증가함에 따라 농장주들이 실제로 추구한 이용 가능한 해결책은 같은 무쇠 솥 공정을 더 큰 규모로 계속 운영하는 것이었다. 즉 더 많은 솥, 더 많은 노동자, 더 많은 연료였다. 끓이는 과정 자체가 솥당 연료를 덜 쓰게 만드는 확립된 방법은 없었기 때문이다. 각 솥의 불은 연쇄의 다른 어떤 솥이 하는 일과도 연결되지 않은, 그 자체로 완결된 별도의 열원이었다.

더 낮은 압력의 밀폐된 진공 챔버를 연쇄시키고, 각 챔버의 증기를 열로서 다음 챔버로 보내, 한 번의 열 투입으로 여러 단계를 끓게 했다.

각 챔버의 낮은 압력은 끓는점을 낮추었고, 그래서 더 뜨거운 단계의 증기가 다음 단계를 끓일 수 있었다.

공정을 진공 챔버에 밀폐함으로써 같은 열이 빠져나가는 대신 여러 끓임 단계를 수행할 수 있었다.

무쇠 솥을 없앰으로써 노동자들이 끓는 즙을 국자로 뜰 필요가 없어져 안전성이 향상되었다.

연료 소비가 줄어 공정이 더 저렴하고 효율적이 되어 생산이 증가했다.

어떤 공정이 에너지 집약적인 단계를 반복한다면, 각 단계의 폐기물 출력이 다음 단계의 입력이 되도록 재구성하고, 그것이 가능하도록 조건을 조정하라.

각 단계의 폐증기가 다음 단계의 연료가 되었기 때문에, 이 시스템은 각 솥을 독립적으로 가열하는 것보다 총 연료를 극적으로 적게 사용했으며, 동시에 더 높고 더 일관된 품질의 설탕을 생산하고 무쇠 솥 사이로 끓는 즙을 수작업으로 옮기는 극히 위험한 작업을 없앴다. 릴리외의 초기 고객 중 한 명인 주다 벤저민은 1846년에 이 공정으로 만든 설탕이 "우리 북부 정제소들의 최고급 이중 정제 설탕"과 동등하다고 썼으며, 이 기술의 효율성 향상은 미국이 세계 설탕 생산에서 선도적 위치로 나아가는 데 기여했다.

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출처

  1. The Free Man of Color Who Revolutionized the Sugar Industry The Historic New Orleans Collection · hnoc.org
  2. Norbert Rillieux — Automated Sugar Refining National Inventors Hall of Fame · invent.org