L’utilisation de la poudre de chromite pour colorer les bouteilles de bière fait principalement appel au chrome (généralement sous forme de trioxyde de chrome (Cr₂O₃) ou de bichromate), qui confère au verre une teinte verte caractéristique. Voici une explication détaillée de ses principes et procédés d’application :
1. L’effet colorant du chrome
Source de la teinte verte : Lorsque le chrome existe dans le verre sous forme de chrome trivalent (Cr³⁺), il absorbe des longueurs d’onde spécifiques de la lumière (comme le violet rougeâtre) et réfléchit la lumière verte, ce qui donne la teinte vert émeraude classique (couramment observée dans les bouteilles de bière).
Contrôle de l’état de valence : Lors de la fusion du verre, l’état de valence du chrome (Cr³⁺ ou Cr⁶⁺) est affecté par la température et les conditions redox. Lorsque le Cr³⁺ est stable, il produit une teinte verte, tandis que le Cr⁶⁺ (hautement toxique) doit être évité, ce qui nécessite une atmosphère réductrice contrôlée pendant le processus.
2. Traitement et ajout de poudre de chromite
Forme de matière première : la poudre de chromite doit être purifiée et traitée chimiquement pour la convertir en un composé adapté aux formulations de verre (comme Cr₂O₃ ou la chromite FeCr₂O₄).
Rapport de formulation : Dans les lots de verre, la poudre de chromite est généralement ajoutée à un taux de 0,1 % à 2 % (ajusté en fonction de la profondeur de couleur) et mélangée à d’autres matières premières (sable de quartz, carbonate de sodium, calcaire, etc.).
Processus de fusion : Dans un four à haute température (environ 1 500 °C), le composé de chrome réagit avec d’autres composants et est uniformément dispersé dans la masse fondue du verre, formant une couleur verte stable.
3. Les caractéristiques uniques de la couleur verte des bouteilles de bière.
Exigence traditionnelle : À l’origine, la poudre de minerai de chrome était principalement utilisée pour son faible coût et la capacité de sa couleur verte à bloquer efficacement les rayons ultraviolets, protégeant ainsi la bière de la dégradation par la lumière. (De nos jours, d’autres colorants, comme le bleu de cobalt et le vert de chrome, sont également utilisés dans les mélanges.)
Protection et sécurité de l’environnement : Le chrome hexavalent (Cr⁶⁺) est toxique, les procédés modernes nécessitent donc un contrôle strict de la température et l’ajout d’agents réducteurs (tels que le carbone ou les sulfates) pour garantir que le chrome existe sous la forme non toxique Cr³⁺.
4. Substitution et optimisation
Autres colorants : L’oxyde de fer (Fe₂O₃) et le soufre (S) peuvent désormais être combinés pour créer des couleurs ambrées, ou le cobalt (Co) et le chrome peuvent être combinés pour créer des verts plus riches.
Recyclage : Le verre brisé (clinker) des bouteilles de bière vertes peut être refondu, réduisant ainsi l’utilisation de nouvelle poudre de chromite.
Résumé : Le minerai de chrome fournit des ions Cr³⁺, qui confèrent au verre sa couleur verte classique. Son application repose sur des procédés de fusion à haute température et des états de valence contrôlés. Bien que les exigences environnementales aient favorisé l’émergence d’alternatives, des colorants à base de chrome sont encore utilisés dans certaines bouteilles de bière.
