Fabrication De Sucre

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LAVAGE BETTERAVE

 Débarrasser les betteraves des matières étrangères: terre, pierres, herbes, radicelles, autres corps étrangers fers à cheval, Ces matières étrangères provoqueraient des difficultés de fonctionnement des machines, des fermentations et des usures. Les eaux de lavage subissent un traitement antiseptique et une correction de pH. Pour la désinfection l'eau de javel et ou le chlore sont les plus utilisés : les antiseptiques sont ajoutés dans les eaux de rinçage pour éviter leur destruction par la matière organique.

Cl2 + H2O HClO + H +Cl HClO : oxydant énergique HClO H + ClO ClO : ion hypochlorite moins énergique que l'acide hypochloreux, le ClO est vendu sous forme d'eau de javel : NaClO. 2Cl + H2O 2ClH + 1/2 O2 O2 milieu oxydant.  Les pertes de sucre dans le lavoir varient entre 0,10 et 0,15 en prenant toutes les précautions.  Le pH de l'eau de lavage doit se situer entre 9,5 et 11.  La densité de l'eau de transport doit se situer entre 1,005 à 1,015  L'appoint d'eau propre doit compenser les boues extraites du décanteur.

EXTRACTION

1-DECOUPAGE Les betteraves sont découpées en fines lanières appelées cossettes. La qualité de découpage doit être aussi nette que possible. Cette qualité est jugée par le nombre de SILINE, mesuré par la longueur en mètres de 100 gr de cossettes. En principe l'optimum se situe entre 12 et 15 m % gr de cossettes et pour le type de diffusion RT.

2- DIFFUSION Son but est d'extraire le maximum de sucre tout en extrayant un minimum de non sucres. Notamment les matières azotées et les pectines. Principe de la diffusion : Phénomène d'osmose et d'osmose inverse. Schéma d’une cellule de betterave avant et après chauffage.

Membrane ectoplasmique

Noyau + Mitochondrie

Membrane cellulosique

Jus sucré (16-20%)

A la sortie de la diffusion, les pulpes contiennent environ 92 % d’eau. Ces pulpes humides, de conservation médiocre, sont pressées pour extraire une partie de l’eau. Elles prennent le nom de pulpes pressées et contiennent entre 20 et 26% de matières sèches. Pour assurer une bonne conservation déshydratée. La déshydratation est obtenue par séchage, avec un taux de matières sèches final d’environ 87 à 89% ; ces pulpes sèches sont agglomérées en pellets, granulés de 22 mm de diamètre. D’une digestibilité élevée, riches en énergie, contenant environ 10% de matières azotées et 7% de minéraux, les pellets conviennent bien à l’alimentation animale, en particulier aux ruminants.

L’extraction du sucre par diffusion permet d’obtenir une solution diluée de couleur noir grisâtre, opalescent à environ :  15 % MS. (ou 15° Brix).  pH = 6  13 à 14 % de sucre  1 à 2 % d’impuretés : organiques (protéines, pectines, autres sucres, acides organiques, colloïdes) et minérales : sels de Na+, K, Ca, Mg, etc…  Le reste est de l’eau.

EPURATION

L’épuration des jus de diffusion consiste d’une part, en un traitement à la chaux qui précipite un certain nombre d’impuretés et d’autre part à deux carbonatations successives qui précipitent la chaux en excès à l’aide du gaz carbonique. Les sucreries fabriquent elles-mêmes les deux agents de l’épuration : chaux et gaz carbonique dans un four à chaux à partir de la pierre calcaire et de coke pour la combustion :

CaCO3 énergie  O2  CaOCO2



Composition des non sucres du jus de diffusion:  Matières minérales dissoutes: – Potassium, Phosphates, Sodium, Sulfates, Calcium, Chlorures, Magnésium, Fer, Silice, Alumine  Matières organiques non azotées dissoutes: – Acide lactique, Acide oxalique, Acide citrique, Acide malique, Sucres réducteurs, Colorants (polyphénoliques), Etc.  Matières organiques azotées dissoutes: – Amines, Amides, Bétaïne, Colorants (mélanoïdines), Etc.  Matières organiques: – Protéines, Gommes, Pectines, Etc. Précipitation Acides (carbonique, oxalique, lactique, tartrique, etc.) Cations2+ et 3+ Anions (sulfates, phosphates) Coagulation Protéines, Saponines, Colorants polyphénoliques, Etc. Dégradation Amides, Amines, Sucres réducteurs Adsorption Colorants, Acides organiques, Produits de condensation

Action de l’épuration sur les différentes impuretés (en %).  Substances minérales 15  Substances organiques azotées : Azote total 35 dont : – protéines 92 – amides 85 – bétaïne 4 – autres 10  Substances organiques non azotées 50  Épuration moyenne 35 à 40

EVAPORATION

L’atelier d’évaporation permet de concentrer le jus épuré ou jus avant évaporation (JAE) de 13 -14 % de MS. jusqu’à obtenir un sirop à une concentration proche de la saturation, soit 65 à 72 % de MS. L’évaporation a lieu dans un évaporateur multiple effet, sous pression pour les premiers et sous vide pour le dernier. Seul le 1er effet utilise de la vapeur vive produite dans une chaudière à fuel et ramenée à 3 bars après passage dans un turbo alternateur qui génère l’électricité nécessaire à l’usine.

CRISTALLISATION

Dernière étape de purification du sucre. Elle permet de séparer les impuretés contenues dans le sirop. Cette opération est réalisée à l’inverse de l’épuration calco-carbonique, puisqu’on élimine le saccharose sous forme de cristaux alors que les impuretés restent concentrées dans le liquide pour donner en final une solution résiduelle épuisée : la mélasse. A la fin de l’évaporation le sirop de sucre se trouve dans les conditions suivantes : Brix = 65 à 72 % Pureté = 90 à 93 % Dans ces conditions, le sucre ne peut pas cristalliser. Pour cristalliser, il faut atteindre une sursaturation nécessaire à l’apparition de germes cristallins et/ou à la croissance des cristaux existants.

SIROP (LS1) (p=94%)

LIQUEUR STANDAR D

MASSE CUITE 1 MALAXAGE 1 CENTRIFUGATION 1

SUCR BLAN E (p=100 %) C

EGOÛT RICHE 1 MASSE CUITE 2 MALAXAGE 2 CENTRIFUGATION 2

EGOÛT PAUVRE 1

SUCRE 2 (p=98 %)

SUCRE D’AFFINAGE EGOÛT D’AFFINAGE CENTRIFUGATIO N AFFINAG E EMPATAG E

EGOÛT R

ICHE 2

EGOÛT PAUVRE 2 MASSE CUITE 3 MALAXAGE 3 CENTRIFUGATION 3

SUCRE 3 (p=96 %)

MELASSE (p=60 %)

Cristallisation en 3 jets

Cuisson :

Phase de concentration : Le sirop est concentré et agité dans de grandes chaudières dites « cuites » fonctionnant sous vide partiel. La concentration de la liqueur standard (pied de cuite) est réalisée par évaporation jusqu’à atteindre la zone métastable. Cette zone est variable selon le jet considéré. Pour le 1er jet, la sursaturation est comprise entre 1,0 et 1,1 et entre 1,0 et 1,25 en deuxième et troisième jets. Grainage : Si l’on souhaite maîtriser la taille des cristaux obtenus, il est nécessaire de contrôler le nombre de cristaux formés. Ceci est réalisé par un ensemencement de fins cristaux dans le sirop sursaturé en zone métastable, il s’agit du « grainage ». En théorie, le nombre de cristaux de semence est le même que celui à la fin de la cristallisation. Les cristaux n’ont fait que grossir. Lorsque la sursaturation