TPE SUR L'INDUSTRIE DU SUCRE

« de culture complémentaires .

la première est un légume-racine bisannuel qui se cultive dans les climats tempérés de l'Amérique du Nord, de l'Asie et de l'Europe alors que l'autre est une graminée cultivée dans les régions tropicales et subtropicales.

Toutes deux contiennent 16 à 18% de saccha rose .

la prem ière dans ses mdes ,la seconde dans sa tige.

les processus industriels arrivent à extraire 80% du sucre de la betterave et 96% de la canne à sucre.

les procédés industriels utilisés pour extraire le sucre de la canne et de la betterave diffèrent peu.

De manière générale, la sucrerie est une industrie de séparation : elle isole le sucre des autres constituants des plante.

En voici les différentes étapes pour la betterave et la canne.

Il faut noter que la canne à la particularité d'être traitée dans deux usines différentes .

le moulin qui produit du sucre brut au voisinage des champs de culture puis la raffinerie dans les pays importateurs où le sucre devient blanc et vraiment pur.

STOCKAGE, RtCEPTION n LAVAGE le stockage des betteraves comme de la canne est une phase délicate du procédé , car ce sont des plantes qui se détériorent facilement après récolte .

En effet la perte en sucre de la betterave après arrachage est de l'ordre de 200 à 400 g par tonne et par jour et celle de la canne peut atteindre 50% deux à trois jours après la coupe.

De plus , il faut les protéger de tout événement qui peut empêcher l'extraction du sucre en le modifiant : fermentation , gel, échauffement etc.

C'est pourquoi les usines sont implantées à proximité des champs de culture.

Quand le camion arrive à l'usine , il est pesé à plein et à vide .

On évalue alors la teneur en sucre des plantes qui viennent d'arriv er.

les betteraves et les cannes sont ensuite versées dans une fosse d'où elles vont partir pour différentes phases de nettoyages (séparation de la terre , des pierres , des herbes , etc.) .

Une fois lavées, les plantes sont prêtes pour la phase réelle de séparation du sucre et de la plante.

les betteraves vont subir la diffusion et les cannes le broyage .

DIFFUSION n BROYAGE En sortant du lavoir , les betteraves tombent dans un coupe-racines qui les débite en cassettes (lanières de 5 à 6 cm d 'une épaisseur de 0,9 à 1,3 mm), ceci afin qu'elles offrent une large surface d'extraction du jus par diffusion .

la diffusion consiste à faire migrer le jus sucré des cellules de la betterave dans de l'eau en évitant au maximum que d'autres composés cellulaires s'échappent.

le proce ssus de diffusion s'appuie sur la migration naturelle des molécules d'une zone à concentration élevée (les tissus cellulaires de la betterave) vers un zone à faible concentration (eau chaude dans laquelle on fait circuler les betteraves ).

la phase de diffusion se passe dans un diffuseur d'où les cassettes épuisées sortent vers une presse pour être valorisées.

les cannes, quant à elles, sont broyées dans des moulins .

le liquide brun sucré ainsi récolté est appelé le vesou .

Il contient entre 10 et 18% de saccharose .

les résidus fibreux qui restent sont appelés la bagasse et servent traditionnellement de combustibles pour la chaudière à vapeur qui alimente le moulin .

buunoN L'épuration consiste à supprimer les impuretés restantes.

Pour les betteraves, après la phase de diffusion, on obtient un jus qui se colore rapidement en noir-grisatre au contact de l'air.

Ce jus acide contient de l'eau bien sûr, mais aussi 13 à 14% de sucre et 1 à 2% d'impuretés organiques et minérales .

On élimine les impuretés grace à un traitement à la chaux (précha ulage et chaulage massif) qui va précipiter les acides, les matières azotées, laire floculer ou coaguler les protéines et dégrader les sucres réducteurs.

Après cette étape, il faut enlever la chaux en excès.

On procède alors à deux carbonatations successives pour précipiter la chaux sous forme de carbonate de calcium .

le jus final est alcalin.

Après chaque carbonatation le jus est filtré .

Un four à chaux équipe l'usine et permet de produire à partir de la pierre calcaire la chaux et le dioxyde de carbone nécessaire à l'épuration .

Pour la canne, la phase d 'épuration se fait aussi par chaulage puis par ébullition.

le vesou rejette ainsi ces impuretés qui sont appelées « boues ».

Cependant , le vesou contient encore de nombreux sucres réducteurs , c'est pourquoi il garde sa coloration.

tvAPORATION Comme son nom l'indi que, cette phase consiste à évaporer l'eau contenue dans le jus.

la quantité d'eau à évaporer est tellement importante que la vapeur produite permet de générer l'énergie utile à la fois à l'évaporateur et à l'usine elle-même .

Après évaporation on obtient un sirop dont la concentration est proche de la saturation (68,5 g de matière sèche pour 100 g).

Il est intéressant de noter que les sucreries ont très vite appris à recycler leur eau et leur énergie.

L'eau des betteraves étant ainsi réutilisée dans les presses de diffusion .

CRISTALLISATION Cette phase est la phase ultime de purification du sucre, elle va permettre de séparer les impuretés contenues dans le sirop .

Pour cela on va faire en sorte que le saccharose cristallise pendant que les impuretés restent diluées dans le jus.

En usine, la cristlllllsllllon est généralement réalisée en trois étapes appelées « jets ».

Chaque jet se décompose lui­ même en cristallisation, malaxage et centrifugation.

On ajoute dans le jus déposé dans de grandes chaudières quelques très fins cristaux de sucre qui vont servir à ensemencer le jus et former les premiers cristaux .

le sirop se transforme en une « masse cuite » formée de multiples petits cristaux en suspension dans un sirop coloré, la mélasse.

Celle-ci est composée pour moitié de son poids par du sucre (saccharose et autres sucres non cristallisables).

On la sépare des cristaux de sucres par centrifugation et on la recycle pour d'autres applications industrielles ou agricoles.

LE RAFFINAGE POUR LE SUCRE DE CANNE Souvent consommé brut dans les pays producteurs , le sucre de canne quand il est exporté, est entreposé plusieurs jours ou semaines avant d 'être transporté par navires et acheminé vers des raffi neries .

là , il sera affiné : imprégné d'un sirop saturé il est malaxé afin de dissoudre la couche superficielle des cristaux -la plus impure.

la masse cuite ainsi obtenue est centrifugée pour retirer la mélasse résiduelle.

Ce sucre d'affinage est ensuite dissout dans de l'eau chaude puis alcalinisé par chaulage et filtré .

Ensuite on le décolore à l'aide de «noir animal » (particules d'os de bœuf calcinées) et de colonnes de résines .

le sucre resubit alors à nouveau une phase de cristallisation .

LE StCHAGE n LE CONDITIONNEMENT le sucre cristallisé récolt é est alors blanc.

Il est évacué et séché par de l'air chaud puis refroidi de manière à obtenir du sucre dont la teneur en eau est de l'ordre de 0 ,03 et 0,06 %.

Il est ensuite tamisé, classé, pesé et dirigé vers les ateliers de conditionnement ou vers des silos de stockage où il peut continuer à maturer (l'eau encore contenue dans sa partie non cristallisée va achever de s 'évaporer et créer de nouveaux cristaux) .

lorsqu 'il est conditionné enmon:e11ux, le sucre est réhumidifié à 2 % pour mouler les morceaux puis à nouveau séché et mis en boites.

LES ALTERNATIVES AU SACCHAROSE Si le saccharose a fait l'objet de l'industrie sucrière pendant si longtemps , c'est que ses propriétés sont bien particulières : il cristallise, ce qui permet de le conserver facilement.

En cuisine, en patisserie tant artisanale qu'industrielle ,les recettes ont été historiquement établies sur les qualités nutritionnelles , organoleptiques et fonctionnelles du saccharose .

On connaît bien son pouvoir sucrant, ses qualités de conservateur et d'absorbeur d'humidité , etc.

Cependant avec le développement de la chimie, l'industrie a trouvé des alternatives au saccharose brut.

Que ce soit des dérivés du saccharose, des sucres issus d'autres plantes ou des sucres synthétiques, ils ont tous moins de 50 ans mais leurs applications ne cessent de croître et d'engendrer une nouvelle industrie autour du sucre.

LES DtRivtS DU SACCHAROSE le sucre inverti est le principal dérivé du saccharose produit et utilisé dans l'industrie .

Il est obtenu par l'hydrolyse du saccharose qui produit en proportions égales un mélange de fructose et de glucose.

le sirop de sucre inverti permet d'obtenir des produits plus moelleux et de réduire les temps de cuisson des produits céréaliers.

Il permet aussi de stabiliser les glaces et sorbets .

Il possède un pouvoir sucrant supérieur au saccharose.

LES PRODUITS DU MAIS les sucres obtenus à partir du maïs sont issus de l'hydrolyse de l'amidon du maïs.

On en tire notamment du sirop de maïs , un sirop riche en glucose, du sirop de glucose pur présenté sous forme liquide, cristallisé ou déshydraté et des sirops de glucose /fructose, désignés sous l'appellation angle­ saxonne de HFCS (High-frudose corn syrup) .

Ces derniers sont des sucres invertis dont la proportion en fructose est supérieure à celle du glucose .

Ils sont très utilisés et demandé s dans les industries agroalimentaires , surtout dans les boissons gazeuses.

le maïs permet aussi de produire du fructose pur sous forme liquide ou en poudre ainsi que des maltodextrines .

LE STtviA le stérl11 est une plante qui produit des sucres hypocaloriques mais au très fort pouvoir sucrant.

Elle commence à être cultivée à grande échelle au Brésil et en Chine.

Son industrie débute mais devrait rapidement se développer .

LE XYLITOL C'est un sucre issu de l'écorce de bouleau .

Il a l'avantage d'avoi r le même goût et le même pouvoir sucrant que le saccharose mais avec un apport calorique presque deux fois inférieur.

LEs tDuLcoRANTS DE SYNTHtsE la chimie s 'est aussi attaquée à la synthèse des sucres .

les deux édulcorants chimiques les plus répandus sont l'aspartame , aujourd'hui assez décrié et le sucralose.

Ce dernier est un saccharose de synthèse au pouvoir sucrant 600 fois supérieur à celui du saccharose naturel et qui résiste à des températures élevées et peut donc être utilisé dans l'industrie agroalimentaire (boulangerie, pâtisserie ...

).

LES DÉRIVÉS DE L'INDUSTRIE DU SUCRE les industries sucrières sont depuis leur création très au fait de la réutilisation des énergies et des produits dérivés qu'elles engendrent.

À commencer par les surplus de sucre qui sont à la base d 'une industrie chimique : la sucrochimie .

Celle-ci permet des applications très diversifiées dans la plasturgie, les adhésifs, les cosmétiques, les détergents ou les vernis .

le sucre est aussi à l 'origine de la filière des bloctlrbul'tlnts ou l::=::ïl de la production d'alcool ménager ou alimentaire .

À chaque phase du procédé, les résidus sont traités et utilisés sur le site ou dans d'autres secteurs d'activité .

Ainsi , les résidus issus du lavage des betterave s sont recyclés : la terre est renvoyée en épandage, les pierre s sont lavées et réutilisées , les herbes et les feuilles servent au compost ou à l'alimentation animale.

les pulpes, issues de la phase de diffu sion, qui contiennent 92% d'eau sont d'abord pressées pour extraire une partie de leur eau.

Quand , elles atteignent 20 à 30% de matière sèche, on peut les ensiler (c'est-à- dire les stocker de manière à assurer une fermentation lactique ) ou alors les déshydrater pour obtenir des granulés de 8-10 mm de diamètre avec un taux de matière sèche final de 90 %.

Quelle que soit leur forme, ces pulpes servent à l'alimentation animale , particulièrement aux ruminants car elles sont très digestes , riches en éner gie et en minéraux (7 %).

la mé lasse sert à la production d'alc ool.

On la fait fermenter et distiller pour obtenir du ma• quand elle provient de la canne .

la mélasse peut aussi servir directement à l ' alimentation du bétail.

Elle a l ' avantage de contenir des sels de potasse et diverses mati ères organiques et azotées dont un des plus connues est la bétaine (utilisé sous forme de citrate pour calmer les irritations gastriques et protéger le foie).

la mélasse est aussi utilisée dans la fabrication de levures de boulangeries ou pour d 'autres ferm entations industrielles (production de m édicaments ou d'acides divers ...

).

le résidu qui reste de la fabrication d'alcool à partir de la mélasse est appelé vinasse .

Il est riche en azote et sert à fertiliser les terres agricoles ou l'alim entation du bétail après déshydratation.

Il peut aussi être recyclé en biogaz par méthanistaion.

Dans l'industrie de la canne, la bagasse qui sert traditionnellement de combustible ou de fourrage a trouvé d'autres applications : ses fibres sont transformées en papier, c11rton ou panneaux agglomérés.

la bagasse peut aussi être matière première d'industrie chimique .

Elle permet en effet de produire du furfural , un liquide qui sert de solvant ou qui entre dans la synthèse des laques et résines et qui peut aussi servir à produire de la mousse isolante pour le bâtiment.. »