Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Martine DECLOUX : Professeur en Génie des procédés à l’École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (ENSIA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le sucre (saccharose) est produit à partir de la betterave sucrière ou de la canne à sucre. Ainsi, par exemple, la production mondiale, qui se chiffrait à 130,5 millions de tonnes en 2000-2001, se répartit pour environ 72 % à partir de la canne à sucre et 28 % à partir de la betterave. Dans les deux cas, du début de la filière à la production du sucre final, l’objectif des sucreries est de partir d’une matière première la plus pure possible et de produire, avec un rendement optimum, un sucre de qualité. La sucrerie est donc principalement une industrie de séparation et de purification. Un grand nombre d’opérations unitaires de séparation sont ainsi mises en œuvre, par exemple, en sucrerie de betterave :
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l’atelier de lavage élimine les impuretés extérieures à la matière première ;
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l’extraction par diffusion limite le transfert des impuretés dans le jus ;
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l’épuration calco-carbonique précipite une partie des impuretés dissoutes ;
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la concentration par évaporation multiple-effet élimine une partie de l’eau du jus ;
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et enfin la cristallisation permet de séparer le saccharose sous forme d’un cristal pur à partir d’un sirop contenant encore des impuretés.
Cet article sur les procédés de transformation dans l’industrie sucrière a pour principal objectif d’illustrer l’intégration d’un grand nombre d’opérations unitaires dans le cadre d’une filière spécifique.
Les procédés de production du sucre à partir de la betterave et de la canne à sucre diffèrent sur plusieurs points. Nous avons choisi, pour plus de clarté, de centrer cette présentation sur la production de sucre à partir des betteraves (la France en étant le premier producteur mondial en 2001) en nous appuyant plus particulièrement sur les réglages pratiqués dans les usines françaises. La première partie de l’article situe rapidement quelques notions sur la production de la betterave et la composition de celle-ci, ainsi que les critères qui permettent de juger de la qualité des jus au fil du procédé. Les paragraphes suivants sont dédiés chacun à une des grandes étapes du procédé.
Enfin, le dernier paragraphe Procédés de transformation en sucrerie (partie 2) exposera les principales différences entre la sucrerie de betterave et la sucrerie de canne.
Cet article fait l’objet de trois fascicules :
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F 6 150 - Procédés de transformation en sucrerie (Partie 1) ;
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Procédés de transformation en sucrerie (partie 2) - Procédés de transformation en sucrerie (Partie 2) ;
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- Procédés de transformation en sucrerie (Pour en savoir plus).
L’abréviation bett. sera utilisée pour betterave dans les unités des indications chiffrées.
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Épuration du jus de diffusion3. Extraction du sucre
3.1 Choix du mode d’extraction
La betterave dont on extrait le sucre est formée d’une multitude de cellules (figure 5a ) constituées :
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d’une paroi cellulaire (cellulose, hémicellulose et produits pectiques : acide pectique, protopectine, pectinates, pectates...) ;
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d’un ectoplasme (membrane semi-perméable qui ne laisse pratiquement passer que l’eau, contrairement à la paroi cellulosique qui est totalement perméable) ;
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d’un cytoplasme (matière protéique très complexe, analogue au blanc d’œuf) ;
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d’un noyau qui joue un rôle important dans la multiplication des cellules ;
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et d’une vacuole remplie de jus cellulaire.
Le jus cellulaire est une solution impure qui contient 12 % à 20 % de saccharose (sucre), 6 % à 8 % d’impuretés (non-sucre), et 72 % à 80 % d’eau. Le non-sucre est composé de matières minérales (acide phosphorique, chlorhydrique, sulfurique, silicique, potasse...), de sels mixtes (combinaison de bases minérales avec des acides organiques tels que l’acide oxalique, malique, acétique, citrique), de matières organiques azotées (avec une molécule d’azote : matières albuminoïdes, asparagine, glutamine, bétaïne...) et non azotées (pectine, sucre inverti, raffinose et matières colorantes...). Pour que la production du sucre pur soit possible avec un rendement acceptable, il est important, dès l’étape d’extraction, de réduire la quantité d’impuretés contenues dans le jus extrait. Le broyage ou le pressage des betteraves n’est donc pas le mode qui convient.
L’extraction est réalisée par diffusion en plongeant les betteraves, découpées en cossettes, dans de l’eau chaude afin de dénaturer la membrane ectoplasmique empêchant la diffusion des solutés. Au-delà de 60 oC, les albumines de la membrane coagulent. Le cytoplasme se rassemble au centre, tandis que la vacuole prend sa place au contact de la membrane cellulosique (cf. figure ...
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Extraction du sucre
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - International commission for uniform methods of sugar analysis (ICUMSA) - Methods book. - Colney Norwich, ICUMSA Publications department (1994).
-
(2) - * - Syndicat national des fabricants de sucre (SNFS). – Enquête sur les résultats techniques des sucreries françaises 2001 (2002).
-
(3) - VAN DER POEL (P.), SCHIWECK (H.), SCHWARTZ (T) - Sugar technology beet and cane manufacture. - Berlin, Verlag Barters.
-
(4) - Raffinerie Tirlemontoise R - Manuel de Sucrerie - (1984).
-
(5) - Centre d’études et de documentation du sucre (CEDUS) - Le sucre : mémo statistique 2001 - (nov. 2001) (publication annuelle).
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