Transformation de La Betterave Sucriere Suta

1

TRANSFORMATION DE LA BETTERAVE

SUCRIERE

SUTA

LES 19 ET 20 / 03 / 2009

COSUMAR

Driss Karim

Date de mise jour : 10/03/2009

2

Plan N page

Chapitre 1 : Matire premire et rappels

1-1 Introduction

1-2 Composition chimique de la betterave sucrire

1-3 Schma succinct du process sucrerie de betterave

1-4 Chimie sucrire

1-5 Proprits physiques du sucre

1-6 Proprits chimiques du sucre

1-7 Microbiologie en sucrerie

1-8 Valeur technologique de la betterave sucrire et les

conditions dextraction du sucre, voir chapitre process.

3 9

10 15

16 et 17

18 29

30 44

45 et 46

47et 48

49 57

Chapitre 2 : PROCESS

2-1 Centre de rception

2-2 Stockage et lavage

2-3 Dcoupage diffusion et pressage pulpe 2-4 Schage pulpe

2-5 Epuration - Dcalcification

2-6 Four chaux

2-7 Evaporation centrale chaufferie 2-8 Cristallisation

2-9 Schage et conditionnement sucre

2-10 Pains mouls

58 68

69 80

81 101

102 105

106 129

130 138

139 146

147 164

165 174

175et 176

ANNEXES :

1- Etude comparative de la valeur alimentaire de pulpe sche de la betterave sucrire, pour la

production du lait. Pages 177 et 178.

2- Utilisation des cumes obtenues aprs lpuration des jus, comme amendement calcique des terres. Pages 179 et 180.

3

1-1 INTRODUCTION

Le sucre saccharose est extrait lchelle industrielle, de la canne sucre et de la betterave sucrire. Ces plantes possdent la particularit davoir comme glucide de rserve le saccharose, rsultant de la synthse chlorophyllienne, qui consiste transformer lnergie lumineuse en nergie chimique (photosynthse : linverse de la fonction de respiration), et de le stocker sous forme de solution aqueuse dans les cellules, sans en modifier la composition.

Ces plantes accumulent le sucre, au niveau de la tige pour la canne sucre et au niveau de la

racine pour la betterave sucrire.

II. Plantes sucrires

Betterave sucrire

Canne sucre

4

Equations de formation des glucides

La canne sucre tait la premire plante sucrire, connue et utilise ds la plus haute antiquit

par les habitants du golf du Bengale. Vers 510 avant Jsus-christ, les perses, dcouvrent et

apprcient le roseau qui donne du miel sans le concours des abeilles.

Lextraction du sucre partir de la betterave a commenc partir de 1747, grace un chimiste allemand, Andr Marggraf. Et ce nest qu partir du blocus continental 1800 1811 que la betterave commence rivaliser avec le sucre de la canne.

Benjamin Delessert russit le premier clarifier le sucre de betterave. Immdiatement

prvenu par Chaptal, Napolon se rend au village de Passy, le 2 janvier 1812, pour visiter la

fabrique de Delessert. Enthousiasm, lEmpereur dcroche sa propre lgion dhonneur pour dcorer Delessert.

Actuellement la canne sucre reprsente plus que 75 % de la production mondiale.

La consommation mondiale en kg/habitant/an est de 21 (2006 : source CEDUS). Le Maroc

consomme 32 kg/habitant et par an.

6n CO2 + 5n H2O + h (C6H10O5) n + 6O2

Gaz carbonique + Eau et + Lumire Amidon + Oxygne

Sels minraux

6 CO2 + 6 H2O + Energie C6H12O6 + 6 O2

C6H12O6 + C6H12O6 + Lumire C12H22O11 + H2O

Glucose + Fructose Saccharose + Eau

En gnral : dioxyde de carbone + eau et substances minrales dissoutes + nergie

lumineuse, donnent des composs organiques + oxygne

6

Les rendements lhectare de chaque plante dpendent des varits, des conditions copdologiques et des techniques culturales.

Voir ci-dessous pour exemples:

Tolrance des cultures aux sels, graphe sur la production en fonction de la salinit du sol.

Composition moyenne dune eau dirrigation (oued oum rbii pont RP9 doukkala 1982) Elments dvaluation du sol. Appellations pdologiques usuelles des sols (SCET 1975 - Zemamra- Gharbia)

Eau dirrigation

Unit

mesure

cations Anions CE

mmhos

/cm

25 C

pH

Ca++ Mg++ Na+ K+ total Cl- SO4-- CO3

--

HCO3- total

mq / l 3.0 5.7 9.3 0.12 18.12 11.25 3.3 0.4 3.6 18.55 1.66 7.93

mg / l 60 69.3 213.9 4.7 347.9 399.4 158.4 12.0 219.6 789.4

7

Elments de classification des sols

Humidit

Equivalente

en %

Capacit

d'change

mq %gr

de sol

Matire

Organique

%

N

total

%

P2O5 K2O

total assimilable total assimilable

Trs

faible

< 6 < 5

Trs

pauvre

< 0.7 <

0.05

<

0.2

< 0.05 < 1 < 0.05

Faible 6 11 5 12

Pauvre 0.7 1.5 0.05

0.1

0.2

0.5

0.05 0.10 1 - 2

0.05 0.15

Moyenne 12 20 12 25

Moyenne 1.5 3 0.1

0.15

0.5

1.5

0.10 0.30 2 - 4

0.15 0.30

Eleve 21 30 25 40

Riche 3 6 0.15

0.30

1.5

- 3

0.30 0.80 4 - 8

0.30 0.90

Trs

leve

> 30 > 40

Trs

riche

> 6 >

0.3

> 3 >0.8 >8 >0.9

Appellations pdologiques usuelles des sols

HAMRI : sols chtains et rouges

Profonds, argilo sableux (40%argile) calcaire sur 50 cm

Horizon calcaire de 50 cm 1 m (nodules ou tuffes)

Structure cubique prismatique, stable permabilit bonne

pH 7.2 8, non sals RMEL : sols sableux forms de deux horizons sableux sur argileux

Sable de 30 cm 1 m : relief dunaire exclu pour lirrigation (vigne)

Sable de 30 cm sous sol chtain ou hydro morphe. Ncessitant un labour profond dhomognisation.

FAIDS : Sols sableux limoneux : irrigation dlicate

Profond lgers non calcaires

pH de 6.5 7.5

Structure massive de faible permabilit. TIRS : Vertisole : irrigation dlicate

Profond argileux (45 60%) noirs - non calcaires en surface (50 cm)

Structure grossire permabilit faible.

Bien pourvus en phosphore.

8

Digestion et assimilation du sucre par lorganisme humain : Lorganisme humain ne peut fonctionner que si on lui fournit le combustible qui en brlant se transforme en nergie et en mouvement. Lhomme puise lnergie dont il a besoin dans lalimentation compose par les protides, les lipides et les glucides solubles et insolubles. Cette nergie assure les fonctions vitales. (Voir schma ci-joint du cycle des composants de

sucre, canne, betterave et corps humain).

Le sucre de la canne est consomm sous diffrentes formes : sucre complet ou raffin blanc,

le sucre de la betterave est toujours consomm blanc.

Exemple de composition des sucres blanc et complet de cannes :

Sels minraux exprims en

mg % gr de sucre de cannes

Sucre blanc Sucre complet

Total sels minraux 30 50 1500 2800

Potassium (K) 3 5 600 1000

Magnsium (Mg) 0 60 130

Calcium (Ca) 10 15 40 110

Phosphore (P) 0.3 14 100

Fer (Fe) 0.1 4 40

10

1-2 Composition chimique de la betterave sucrire

La betterave, tout comme lpinard, appartient la famille des chnopodiaces, ordre des centrospermes, classe des dicotyldones.

Le genre de la betterave est la beta, qui comprend treize espces. La seule qui nous intresse

du point de vue conomique est Beta vulgaris. Cest delle que drivent toutes les varits cultives. Lespce qui nous intresse est la betterave sucrire. Le mot betterave est compos de deux mots latins de bette et rave (plante racine charnue).

La betterave sucrire est une plante bisannuelle. La phase vgtative dure toute la premire

anne, durant cette phase la racine senfonce dans le sol, le bouquet foliaire se dveloppe, le sucre form saccumule dans la racine. La phase reproductrice saccomplit normalement la deuxime anne en consommant ses rserves accumules.

11

Pour extraire le sucre quelle contient, on la rcolte la premire anne aprs un cycle de 220 240 jours aprs la leve (semis, germination et sortie des premires feuilles), suivant la varit,

les conditions de culture et les conditions climatiques (pluies, tempratures et ensoleillement).

Au Maroc la campagne dusinage de la betterave commence partir du dbut du mois de Mai et se termine vers fin Juillet de chaque anne.

12

COMPOSITION DE LA BETTERAVE SUCRIERESucreries des Doukkala

0 20 40 60 80 100

Eau 75 % Matires sches 25 %

Jus 96 % 4%

M.S du Jus 21 %

Saccharose 18,5 % N.S 2,5 % Marc 4 %

Non saccharose 2,5 %

Azo

te c

ollo

dal

Pro

tin

es 0

,6 %

Azo

te s

olu

ble

0,4

%

Sels

min

ra

ux

(cen

dre

s)

0,5

%

Cellu

lose,

hm

icellu

lose

Lig

nin

e (

peu

)

Mat.

pecti

qu

es

Mat.

gra

sses (

trs p

eu

)

Ac.a

min

s

Am

ides

bta

ne

Div

ers

:

M. azotes 1 %

Marc

Acid

es (

oxaliq

ue, cit

riq

ue, etc

..0,4

Pecti

nes s

olu

ble

s 0,1

Su

cre

no

n s

acch

aro

se (

rd

ucte

urs

,

raff

ino

se, sap

on

ines, etc

)

La composition en % betterave est donne en moyenne, pour des betteraves saines, loyales et

marchandes :

Matire sche insoluble et soluble (MS) : 25

Eau : 75

Matire sche insoluble :

- La partie des MS insoluble est compose de la cellulose, la lignine, la pectine, lhmicellulose, les matires grasses, lensemble est appel le marc de la betterave. Le marc, aprs extraction du jet en diffusion, est transform en pulpe (marc + eau + sucre

+ impurets dissoutes).

Matire sche soluble :

- Cest la partie des MS dissoutes en solution dans leau qui constitue le jus (sucre saccharose, sels minraux, les composes organiques azotes et non azotes, le sucre glucose).

13

Comparaison de la composition chimique en % de la canne sucre et de la betterave sucrire :

Constituant Canne sucre Betterave sucrire

Eau 70 71 75 77

Saccharose 13 15 15 18

Fibres ligneuses canne -

Marc betterave

12 14 4 5

Impurets minrales 0.3 0.6 0.5 0.8

Impurets organiques 2 2.5 2 2.5

Composition du marc de la betterave : pour betteraves normales et betteraves fibreuses

(source : VUKOV K. 1972).

Composition en % du

marc

Betterave normale Betterave fibreuse Diffrence entre les

valeurs moyennes

Cellulose 26.8 3.8 31.6 3.7 + 4.8

Lignine 2.7 2.1 4.4 2.8 +1.7

Pectines 16.3 5.9 12.2 7.7 - 4.1

Pentosanes 19.4 8.4 19.7 7.6 + 0.3

14

Exemple de composition en % Betteraves des non sucres et leurs effets sur la fabrication :

Partie des

non

sucres

Nature

des non

sucres

Effet sur la fabrication commentaires

soluble Elments

minraux

(cendres)

0.4

0.7 % B

Les cendres sont mlassignes (PM) =

pouvoir mlassigne = S/NS

K2O : 0.20 %B, Na2O : 0.05%B, MgO :

0.08%, CaO : 0.08, P2O5 : 0.08, divers :

0.01%B. Le PM dpend de la combinaison

du cation et de lanion prsent dans le jus ou provenant de la dgradation acide

(fermentations, hydrolyse,)

Teneur lie la

nature du sol, la

varit betteraves et

lapport dazote.

Fraction

organique

azote :

1.1 % B

Il y a deux groupes :

1- fraction azote soluble, 0.4 %B : sels ammoniacaux, gnants 0.1%B,

les amides et les acides amins :

deux composs sont surveiller :

Betane 0.2%B inliminable au

niveau de lpuration et se trouve dans la mlasse en entranant du

sucre. Tyrosine 0.05 % B donne lieu

une coloration suite une

oxydation enzymatique (oxygnase)

et nuit la qualit du sucre produit.

Le dgagement de lammoniac lvaporation fait baisser le pH du sirop.

2- Fraction collodale : essentiellement des protines 0.7 % B

Teneur lie la

nature du sol, la

varit betteraves et

aux techniques de

fertilisation.

Le sjour des

betteraves arraches

dans nos conditions

de temprature

dgrade la qualit,

suite lhydrolyse des sucres et des

protines, un lavage

et une diffusion mal

conduits dgradent la

qualit du

jus.(feuilles et

fermentations)

Fraction

organique

non

azote

0.9 %B

1- les oses : glucose, fructose : sucres rducteurs (SR) ou sucres invertis.

2- Trisaccharides : raffinose (1galactose+1glucose+1fructose),

Cestose (1saccharose+1fructose),

plantose (1galactose+1saccharose).

Des quantits leves nuisent la

cristallisation.

3- ttrasaccharides : Stachyose (2galactoses+1glucose+fructose)

4- les acides organiques : oxalique, citrique 0.5 %B.

5- Matires grasses : 0.03 %B

La dgradation des

sucres rducteurs en

milieu alcalin donne

des acides et des

colorants, avoir des

betteraves de faibles

teneurs en SR en

vitant le

sjournement

lextrieur et dans le process

15

Partie des

non

sucres

Nature des

non sucres

Effet sur la fabrication commentaires

Insolubles

(marc)

5%B

Substances

pectiques

2.4%B

Une betterave de bonne qualit possde

une pectine de faible solubilit dans leau froide. La pectine peut induire une erreur

lors de la dtermination de la polarisation.

Cette erreur est seulement ngligeable en

cas de bonne betterave vu linsolubilit de la pectine froid.

Localises au niveau

des parois cellulaires

et font la jonction

des constituants

cellulaires

Saponines

0.1 %B

Ces substances forment des mousses

pouvant gner la fabrication si elles ne

sont pas combattues par des anti-mousses

Substances

localises en dessous

de lpiderme et sont toxiques vis--vis

des microbes, ce qui

protge la racine

saine contre les

invasions

microbiennes.

Cellulose

1.3 %B et

hmicellulose

1.1 %B

Cellulose = polymre de glucose

Hmicellulose = mlange de polymres

plus ou moins complexes comme le

xylane, larabane, la mannane, lacide polyuronique.

La cellulose et

lhmicellulose sont des substances de

soutien.

Elments

minraux

0.1%B

Rentrent dans la composition des pectines

NB : volution des non sucres et produits mlassignes : voir chapitres ci-aprs du process, du

stockage betterave jusqu la production et le conditionnement du sucre.

16

1-3 SCHEMA SUCCINCT DU PROCESS SUCRERIE BETTERAVE

17

PROCESS SUCRERIE DE BETTERAVE

Centre de rception

des betteraves

Cour betterave

Lavage des betteraves Boues vers

bassins

Eau dappoint

du process

Dcoupage et diffusion

Eau chaude du

process et eau des

presses pulpe

Pressage

pulpe

Mlassage -

schage et

conditionnement

pulpe

Combustible

Pellets

Epuration

calcocarbonique et

dcalcification

Four chaux et

chaulerie

Jus

brut

Lait de chaux

et CO2

Pierre calcaire et

combustible

Ecumes

Evaporation Centrale

chaufferie

Jus pur

Combustible

Vapeur

Electricit

usine

Condensats

Eaux condenses

Sirop

Cristallisation

en 2 ou 3 jets

sucre roux ou

sucre blanc

Schage et conditionnement sucre

blanc ou schage et

stockage sucre roux Mlasse

Prlvements

rchauf. Cuites

Pulpe

Prlv. Cond.baro.

18

1-4 RAPPEL DE CHIMIE SUCRIERE

1-4-1 Brix (nom propre) :

Tout produit sucr (solution jus, sirop, ou solution et cristaux magma, masse cuite, ) est compos de matire sche et deau

Solution = MS + E

Le brix est le rapport entre la quantit de matires sches contenues dans leau et la quantit de solution.

Le brix est gnralement exprim en pourcentage, soit en brix poids (gr de MS % gr de

solution) soit en brix volume (gr de MS en solution % cm3 de solution), en raffinerie tous les

brix sont des brix poids, sauf indication contraire.

Quantit de matires sches

Brix = ---------------------------------------- x 100

Quantit de solution

Ce qui peut scrire galement :

MS

Brix = -------------------- x 100

MS + E

Mesure

Mthodes principales utilises en laboratoire :

- Schage ltuve 100 C ou sous vide jusqu poids constant (brix rel), mthode longue + de 4 heures. Elle est utilise surtout pour les produits granuls et les produits

insolubles,

- Utilisation des balances lampe infra rouge, pour les granuls et les insolubles, - Dosage par la mthode de Karl Fisher (brix rel), titrage de leau par iodomtrie, - Mesure de la densit, rapport entre la masse volumique de la solution et la masse volumique de leau en prcisant les tempratures de mesure, ou par lutilisation des aromtres de densit ou de baum, ce dernier nest plus utilis, (nom propre Mr Antoine Baum), qui sont bass sur le principe dArchimde (287 212 av JC), utilise pour les contrles rapides et de chantiers (lait de chaux, les boues .), (brix apparent) - Mesure de lindice de rfraction, par rfractomtre, directement proportionnel la concentration en MS en solution, le rfractomtre est gradu en indice de rfraction et en %

de MS pour des tempratures ambiantes soit 20 ou 30 C selon la situation gographique

tropicale ou non. (brix apparent).

19

Sinus i = n x Sinus r

O

i = angle de rayon incident

r = angle de rayon sortant

n = indice de rfraction, dpend de la longueur donde de la lumire utilise et de la temprature.

Le brix par rfractomtre, est mesur soit sur produit tel quel pour les solutions, soit sur

produit dilu pour les masse cuites (aprs la mise en solution des cristaux) et pour les produits

de forte concentration. Cette dernire mthode est la plus utilise, la prcision des mesures est

de lordre de 0.01 point. MS dissoutes apparentes = brix apparent = sucre + non sucre apparent

On a constat que le non sucre rel tait trs voisin des 9/10 du non sucre apparent. Les non

sucres agissent dune faon diffrente du sucre sur la densit et sur lindice de rfraction. Non sucre rel = (9/10) x non sucre apparent.

On en dduit ainsi :

Brix rel = Sucre + non sucre rel calcul

Eau relle = 100 brix rel.

Relation entre densit, brix apparent et baum des solutions sucres

La conversion du Baum en brix est faite aprs la correction de temprature pour ramener le

Baum 15 C.

Si le Baum est mesur une TC > 15 C, ajouter 0.05 Baum / C)

Baum 15C = Baum TC + 0.05 x (TC 15).

Brix poids = (Baum - 2,3) x 2

143,5

Densit (15C / 4C) = ------------------------

143,5 - Baum

Densit du jus en fonction du brix (B) et de la temprature (TC) :

B (B + 200) 0.036 (TC - 20)

d jus = [1 + ------------------ ] * [1 - -------------------------- ]

54000 160 - TC

A.N :

Brix dune masse cuite MC : MC = Cristaux + Sucre dissous + Non sucre + Eau

La MC est dilue 2 fois pour mettre les cristaux en solution, (le rfractomtre donne la

matire sche en solution), soit 52 gr de MC + 52 gr deau distille chaude 85- 90C. Aprs dissolution par agitation, rajuster le poids 104 gr avec de leau distille froide.

20

Lchantillon est mis la temprature ambiante et pass au rfractomtre avec compensation de temprature 20 C. Lecture rfractomtre : 48

Brix = 48 x 2 = 96 gr de MS % gr de MC. (2 = facteur de dilution).

Lchantillon de MC dilue servira pour les analyses ultrieures de sucre, du pH, des cendres,.).

Mesure du brix en usine par :

- Micro-ondes, mesure de lattnuation (variation niveau et brix) - conductivit - par balance densimtrique - par transmetteur de niveau, si niveau constant - gamma densimtres

1-4-2 Teneur en saccharose (polarisation)

Les matires sches en solution contiennent du sucre (S) et des non sucres (NS).

MS = S + NS

Quantit de solution = S + NS + E

La teneur en sucre dune solution est le rapport entre la quantit de sucre contenue dans la solution et la quantit de solution.

Elle est gnralement exprime en pourcentage :

Quantit de sucre

Teneur en sucre = ---------------------------- x 100

Quantit de solution

Mesure

Mthodes principales utilises en laboratoire

- Par voie chimique, dosage du saccharose par rduction qui donne des sucres rducteurs par hydrolyse acide, mthode longue,

- Par voie enzymatique, mthode donnant le saccharose rel, mais longue, - Par saccharimtrie optique ou polarimtrie, cest cette mthode qui est utilise en laboratoire de contrle. (ICUMSA, Commission International dUniformisation des Mthodes dAnalyse de Sucre)

Rappel du principe de la saccharimtrie optique:

Il est connu depuis longtemps la premire dcouverte est due Arago en 1811 que certains milieux transparents, interposs sur le trajet d'un faisceau de lumire polarise,

provoquent une rotation du plan de polarisation. C'est la polarisation rotatoire. Suivant que la

rotation se fait vers la droite ou vers la gauche pour l'observateur qui reoit le rayon lumineux,

le corps interpos est dit dextrogyre ou lvogyre.

Ce phnomne est li soit une dissymtrie des molcules disposes dans un cristal c'est le cas, par exemple du quartz ou du chlorate de sodium, et dans ce cas la proprit disparat si le

cristal est fondu ou mis en solution soit une dissymtrie dans la disposition des atomes dans la molcule, et en ce cas le phnomne persiste si le corps est mis en solution. C'est le

21

cas de nombreux composs organiques contenant du carbone asymtrique, et en particulier

des sucres. On parle alors d'activit optique.

Un corps produisant la polarisation rotatoire est dou d'un pouvoir rotatoire. Il a t reconnu

que le pouvoir rotatoire d'une solution d'un corps optiquement actif dans un solvant inactif

tait proportionnel la concentration du corps dans la solution, l'paisseur de solution

traverse par la lumire et un facteur caractristique du corps actif, son pouvoir rotatoire

spcifique.

C'est la loi de Biot. Si est l'angle de rotation produit, C la concentration en gr / cc et L l'paisseur de solution en dm, nous avons la rotation :

= [] x C x L

Est le pouvoir rotatoire spcifique. On l'exprime gnralement en degrs d'angle, affect du

signe + pour les corps dextrogyres et du signe pour les corps lvogyres.

Norme ICUMSA de 1966 du point 100:

Il correspond un poids de 26 gr du saccharose pur, pess l'aide de poids en laiton, l'air,

avec des conditions atmosphriques normales et dissous dans 100 cc 20 C, mis dans un

tube de mesure de longueur de 200 mm 20 C, pour une longueur d'ondes = 546.2271nm, polarise 100 S (Degrs Internationaux Sucre) et l'chelle est divise linairement entre 0 S

et 100 S.

Ce point 100 est dfini par la rotation angulaire qui lui correspond, ( ) :

( 20C et 546nm) = 40.765 = (pouvoir rotatoire)

(20C et 589nm) = 34.616 = (pouvoir rotatoire) la raie D (jaune) du sodium.

Pouvoir rotatoire spcifique (rapport 1 gr)

[] D20 = 100 x (0.34616 xS) / (C x l) = + 66. 59

C = 26 gr % cc

l = longueur tube en dm = 2.

L'effet de la temprature est corrig par la formule suivante :

[] Dt C = [] D20 x [1- 0.000184 x (t-20)]

26 gr de sucre pur correspondent 100 S

Et 1S reprsente 0.26 gr de sucre

Le rglage du saccharimtre est considr comme conforme lorsque les mesures affiches

pour le zro et pour le quartz ne diffrent pas de 0.1

22

A.N :

De lchantillon de MC dilue qui a servi pour le brix, prendre 52g et les transvaser dans une fiole jauge de 200 ml, ajouter le dfquant (sous actate de plomb en solution sature) pour

clarifier lchantillon, agiter et complter 200 ml avec de leau distille froide, filtrer et passer le filtrat au saccharimtre talonn sur un poids normal de 26 gr % ml et maintenu

une temprature de 20 C.

Lecture saccharimtre = 47

Sucre % MC = 47 x 0.26 x 200/26 = 94

1-4-3 Puret

La composition dun jus est la suivante : jus = Eau + Sucre + Non Sucres

La puret dfinit la quantit de sucre (S) contenue dans la matire sche (MS). Elle est

gnralement exprime en %. La puret se calcule.

Quantit de sucre S Pol

Puret = ----------------------------------- x 100 = ------------- x 100 = ---------- x 100

Quantit de matires sches S + NS Brix

S S

= --------------- x 100 = ------------ x 100

MS 100-E

Du fait que la puret est le rapport entre la quantit de sucre et la quantit de matires sches,

la dilution ou la concentration dune solution est sans effet sur sa puret. La puret permet de suivre lpuisement des produits. Ainsi, un jus avant vaporation et le sirop correspondant ont la mme puret. Dans ce cas

toute volution de puret en vaporation ou par dilution en ncessite une explication.

Dans une solution o lon mesure la densit, do lon dfinit le brix apparent, on obtient en ralit la puret apparente.

Au fur et mesure que lon savance dans lpuisement et lextraction des produits, la puret diminue progressivement.

A.N :

Puret de la MC analyse = (94 / 96) x100 = 97.9

1-4-4 Non Sucres

Une solution sucre est compose de : S + NS + E

Les NS sont constitus de cendres (NS minraux) et de matires organiques (NS organiques).

Mesure

- Les NS totaux apparents par diffrence = Brix - Sucre

23

- Les NS sucres minraux appels cendres, sont analyss par incinration au four 600 C,

cette temprature les matires organiques ont compltement disparu. Il ne reste que les

cendres, (mthode longue + 6 h).

- Soit par la mesure de la conductivit lectrique de la solution :

1 1 L

K = ------ = --------- x ---------

R S

K = conductivit 20 C exprime en micro siemens

= rsistivit

Exemple de composition en % :

Brix Pol Pt NS E

Jus de pression 21 18.5 88.1 2.5 79

Jus brut de diffusion 17 15 88.5 2 83

Jus pur 16 14.8 92.5 1.2 84

sirop 70 64.75 92.5 5.25 30

Masse cuite 1er jet 92 86.5 94 5.5 8

Mlasse 80 47.2 59 32.8 20

Sucre blanc granul 99.98 99.95 99.97 0.02 0.02

Pour le sucre blanc, la puret est calcule par la formule suivante :

Puret =100 sucres rducteurs les cendres lhumidit.

1-4-5 Salin

Cest le rapport du sucre aux cendres rapport 100 gr. de produit :

Sucre

Salin ou quotient salin = ----------------

Cendres

Le salin diminue au fur et mesure de lpuisement des produits et leurs difficults de plus en plus grande donner un sucre cristallisable extractible.

Paralllement au salin, on dfinit le rapport organique O / C :

O Non sucre organique

----------- = --------------------------------

C Cendres

Non sucre organique = non sucre rel cendres.

24

Ce rapport est trs important car il permet de vrifier les analyses en sucrerie et raffinerie de

betteraves. Il reste compris entre 1.7 et 2.6 (il varie suivant les rgions et les annes).

En raffinerie de sucre de cannes, il est beaucoup plus variable cause du rducteur contenu

mais il dpasse rarement 5 6.

En sucrerie de cannes on utilise le rapport glucose (sucres rducteurs sur cendres) : R/C.

On utilise galement en sucrerie de betterave le rapport glucosique R/Pt.

1-4-6 Alcalinit

Cest la quantit de chaux CaO contenue dans le jus. Elle sexprime en gramme de CaO / litre de jus.

Mesure

- Par titrage acidimtrique : neutralisation de la chaux par lacide sulfurique en prsence de la phnol phtaline comme indicateur de fin de titrage, raction exothermique.

H2SO4 + CaO CaSO4 + H2O + Calories

- Par titrimtre automatique (pH mtre quip en burettes automatiques)

Acidit des produits :

En milieu lgrement acide et des tempratures voisines de 85 C / 95 C, le sucre peut

sinvertir et se transforme en glucose ensuite en acides et avec la chaux, en sels de chaux. On mesure aussi les composs de chaux, ou sels de chaux, par une liqueur titre de savon ou

par la mthode aux complexons. Ces sels de chaux sont une gne trs nette pour lvaporation, la cristallisation et lpuisement des masses cuites lorsquils sont en excs. On a toujours intrt empcher cette acidit. Cest pourquoi, quand lalcalinit effective est ngative ou une baisse de pH en cristallisation, on ajoute une base : leau de chaux, ou carbonate de soude, pour maintenir une alcalinit. Au fur et mesure que lon avance dans les produits dpuisement en cristallisation, lacidit rapparat et augmente, do lintrt de travailler rapidement et une temprature assez basse (cuites sous vide).

On mesure lacidit laide dune solution titre de soude caustique, mais on prfre non plus mesurer la quantit dacide mais la force de cet acide : cest la notion du pH.

1-4-7 pH

Une solution est caractrise par son degr dacidit. Elle peut tre acide, neutre ou basique.

La grandeur caractrisant lacidit dune solution est le pH (potentiel hydrogne) La mesure du pH dans le process est dune grande importance, toute baisse du pH est lindice dune destruction du sucre par hydrolyse, par chauffage ou par fermentation.

25

- Notion de pH :

Leau pure est trs faiblement ionise. Une preuve de cette ionisation rside dans le fait quelle est conductrice de courant

H2O H+ + OH-

2H2O H3O+

aq + OH-aq

Par application de la loi daction de masse :

[OH-] . [H+]

-------------------- = K ; K dpend de la temprature

[H2O]

K est trs faible du fait que [OH-] = [H+] est trs petit par rapport [H2O].

La concentration en [H2O] = nombre de moles deau par litre :

1000

--------- = 55, 55

18

25 C K = 1,8 x 10-16

Nous avons :

[OH-] . [H+]

-------------------- = K

[H2O]

K . [H2O] = [OH-] . [H+] = produit ionique de leau

1000

K . [H2O] = 1,8 x 10-16 x ---------- = 10-14 = [OH-] . [H+]

18

[OH-] . [H+] est appel produit ionique de leau et on note KW.

Dans leau pure, il y a autant dions H+ que dions OH-, donc :

[H+]2 = 10-14 [H+] = 10-7

Dans leau la concentration en ion H+ = 10-7 donc elle est faible. Pour la commodit de calcul, au lieu de travailler avec les concentrations en H+ on prend le

cologarithme ou - logarithme de cette concentration H+ et on note pH.

26

-log [H+] = pH.

[H3O+]

- log (-------------) ou [H3O+] = 10-pH mol.l-1

1mol.l-1

pH de leau :

H+ = 10-7 pH = - log [H+] = - log 10-7 = 7

Leau tant neutre, elle est prise comme origine pour constituer une chelle des pH. Une solution acide aura un pH compris entre 0 et 7

Une solution neutre aura un pH de 7

Une solution basique aura un pH compris entre 7 et 14

pH des solutions, acides, basiques et salines ou contenant un sel :

Cas de lacide chlorhydrique : HCl

HCl Cl- + p

H2O + p H3O+

--------------------------------------------------------------------------------

HCl + H2O Cl- + H3O

+

Ou : HCl H+ + Cl-

Une mole dHCl contient un ion gramme dhydrogne par litre, donc concentration en H+ dune solution normale totalement dissocie = 1

1 = 100 pH = 0

Nombre de moles par litre : 10-3 10-2 10-4

Concentration en mg /l : 36.5 365 3.65

Le pH correspondant : 3 2 4

Pour passer de pH 4 pH 3 on doit ajouter 33.5 mg/l dacide, ceci montre quen cas de baisse de pH dans le process, la formation dacide par dgradation du sucre est trs importante.

Cas dune base totalement dissocie, une solution de soude caustique, NaOH :

NaOH Na+ + OH-

Si NaOH = 10-3 mole/l = 40mg/l

Na 10-3 et OH 10-3

KW = H+. OH- = 10-14 H+ = 10-11 pH = 11

Influence de la temprature sur le pH :

27

Le pH est donn une temprature bien dtermine.

Le KW de leau est de 10-14 25 C

250 C le KW de leau = 10-11 [H+] . [OH-] = 10-11 pH = 5.5

Mesure

Echelle des pH :

Par convention, lchelle des pH stend thoriquement de 0 14 et correspond respectivement aux normalits des acides et des bases totalement dissocis (base et acides

forts).

HCl H+ + Cl-

Une mole de H+/l = 100 pH = 0

NaOH Na+ + OH-

Une mole de OH- /l = 100

10-14 10-14

H+ = ----------- = ---------- = 10-14 pH = 14

OH- 100

Mesure de pH par la mthode lectrochimique

On mesure le pH dune solution aqueuse avec un ph-mtre utilisant la relation entre la force lectromotrice f.e.m dune pile hydro-lectrique et le pH de la solution qui constitue llectrolyte de cette pile. Lappareil est gradu directement en pH et en millivolts. Mesure de pH par la mthode colorimtrique, en utilisant des indicateurs colors. Un

indicateur color est un corps organique ayant gnralement les proprits dun acide faible ou dune base faible et dont la molcule et lion spcifique ont des couleurs diffrentes. A.N :

Dans un demi litre deau pure, on dissout 0.3 mole de chlorure dhydrogne (acide chlorhydrique H Cl) :

a) calculer la normalit N de la solution, b) calculer son pH.

Solution :

a) H Cl est un acide fort totalement dissoci, litre de solution libre 0.3 mole dions H3O

+, donc 1 litre de solution libre 0.6 mole dions H3O+ soit N = 0.6. b) H Cl est un acide trs fort, donc la raction H Cl + H2O H3O+ + Cl- est totale.

[H3O+] = N

pH = - log [H3O+] pH = - log N

pH = - log 0.6

pH = 0.22

28

Le pH est mesur 20 C au laboratoire. Le pH diminue quand la temprature augmente, et il

faut en tenir compte dans le process pour viter la dgradation du suce.

1-4-8 Coloration

La mesure de la coloration dans les produits de la sucrerie fournit aux exploitants diverses

indications importantes :

Une faible coloration est lindice dune puration bien conduite et dune qualit satisfaisante de la matire premire (betterave) et de bonnes conditions dexploitation en diffusion. A partir

29

de lvaporation, toute augmentation de la coloration (rapporte 100 brix) est lindice dune destruction de sucre par un chauffage trop prolong ou une temprature trop leve.

La mesure de la coloration en solution fait partie des mthodes standard dapprciation de la qualit (points Europens).

Mesure

La lumire visible comprend des longueurs donde comprises entre 400 et 750 nm, du violet au rouge, (1 nm = 10-9 m).

La lumire est une onde qui se propage dans le vide avec une clrit (c) :

c = 3.108 m/s. A chaque couleur correspond une longueur donde et une frquence ( = 1/T) lies par la relation : c/. Les mesures de coloration se font sur des solutions parfaitement filtres-on utilise pour cela

des membranes microscopiques de calibre normalis.

La mesure de la coloration est obtenue laide dun spectrophtomtre, par lvaluation de la diminution de lintensit lumineuse dun faisceau de lumire monochromatique qui traverse le milieu analys.

L ICUMSA a retenu la longueur donde de 420 nm ; Les mesures sont rgies par la loi de Lambert Beer. Soit :

Dans une cuve en verre contenant une solution sucre analyser :

I0 = lintensit du flux lumineux (monochromatique) entrant, I = lintensit du flux sortant, b = la longueur en centimtre du trajet de la lumire dans la cuve,

et c = la concentration en matire colorante.

La loi de Lambert Beer scrit :

I0

log10 -------- = ai . b . c

I

ai tant une constante dpendant seulement de la longueur donde et de la nature de la matire colorante.

Dans la pratique, on fait la mesure par comparaison avec une cuve contenant le solvant (eau

distille pour les produits de sucreries et des raffineries).

Si Isolv est lintensit du flux sortant de la cuve de solvant, Isoln lintensit du flux sortant de la cuve de solution, la loi devient :

I solv

log10 -------- = as . b . c

I soln

as prenant alors le nom de coefficient dabsorbance.

30

1-5 PROPRIETES PHYSIQUES DU SACCHAROSE

Rappel :

Le saccharose est le plus rpondu des glucides labors par la nature et cest ainsi quil est devenu dans le langage courant synonyme de sucre.

Le sucre ou le saccharose est produit par photosynthse par un certain nombre de plantes

saccharifres : canne sucre et betteraves sucrires sont utilises industriellement ; mais on

peut extraire du sucre de la sve de lrable sucre, des dattes, des ananas et de bien dautres plantes.

1-5-1 Aspect Cest un corps solide blanc, brillant. Il cristallise ltat pur en prismes rhombodaux (base en forme de losange). La densit relle dune molcule de saccharose est de 1.6 (la densit 8pratique du sucre cristallis est de 1.2 environ, chiffre qui varie avec le nombre de cristaux,

ltat hygromtrique et lair contenu dans le sucre). Il inodore et de saveur sucre.

1-5-2 - Solubilit du sucre

a)- Eau

- Leau est le solvant le plus rpandu dans la nature. Elle joue un rle fondamental dans la dissolution et la cristallisation du sucre.

- La molcule deau est forme de deux atomes dhydrogne solidement lis un atome doxygne et sont disposs non symtriquement par rapport loxygne.

- Les molcules deau sont fortement polaires. - Latome doxygne est trs fortement lectrongatif. Il attire les deux lectrons de

chacune des deux liaisons covalentes avec les atomes dhydrogne. - Un ple ngatif apparat du ct de loxygne et un ple positif du ct de lhydrogne.

H H

+ + -

O

-

Eau Eau

Sucre Sucre

Non-sucre

Solution

sucre

Solution pure Solution

impure

31

- Ainsi, on peut fournir des petits groupes de 2 200 molcules deau parpilles dans lespace de la solution et anims dun mouvement brownien.

- Chaque hydrogne dune molcule deau peut tre li par des liaisons hydrogne, loxygne dune molcule deau avoisinante et son oxygne peut se lier un hydrogne dune troisime molcule deau.

b)- Saccharose

- Le saccharose extrait du jus de canne ou de betterave est certainement le plus abondant et le moins cher des produits organiques purs, produits en grande quantit.

- La molcule de saccharose est beaucoup plus grosse que celle de leau : poids molculaire : 342 gr contre 18gr pour leau. Il rsulte de lassociation du glucose et du fructose qui sont les produits rsultant de son hydrolyse.

SACCHAROSE + EAU GLUCOSE + FRUCTOSE

8

C12 H22 O11 + H2O C6 H12 O6 + C6 H12 O6

Lenthalpie de formation correspond C12H22O11 cristal H0 (12 C graphite, 11H2 gaz, 5.5O2 gaz). A 25C et 760 mm Hg elle est

de 2424 K j.

Nomenclature officielle du saccharose (dnomination chimique) :

D glucopyranosyl - D - fructofuranoside.

H H

O H

H H H O

O H O H

32

SCHEMA DU SACCHAROSE

8

H

C

H C --- OH

HO C --- H O

HC ---C --- OH

O

H ---- C

CH2OH

CH2OH

Glucose

C

H O --- C --- H

O

H --- C --- OH

H --- C

CH2OH

Fructose

Formule dveloppe du saccharose indiquant les positions relatives des

OH

Formule dveloppe du saccharose (Haworth)

CH2OH

H O H HO CH2 O H

H

OH H O H HO

OH CH2OH

H OH OH H

33

La molcule de saccharose contient 8 groupes hydroxyles (OH) qui crent des conditions

favorables la formation de liaisons dhydrogne, particulirement avec les molcules deau. Cest pourquoi le saccharose est trs soluble dans leau.

Structure dune solution sucre

= eau

= saccharose

Dans une solution trs dilue, les molcules de saccharose sont libres et sont, comme les

molcules deau, en mouvement dans lespace.

H

R O H O

H

R O H H

O

34

Si on augmente la concentration en sucre, jusqu environs 40 %, les forces dattraction se manifestent et chaque molcule de sucre sentoure, par effet polaire, dun certain nombre de molcules deau. Lorsquon atteint les fortes concentrations les molcules de saccharose sassocient entre elles en repulsant une partie des molcules deau.

c)- Solubilit

Dfinition :

A temprature constante, une quantit dtermine deau ne peut dissoudre quune quantit bien prcise de sucre. Cette quantit correspond la solubilit du sucre pour la temprature de

lexprience. Quant une solution contient la quantit totale de sucre quelle est susceptible de dissoudre, on dit quelle est sature. Le saccharose est soluble dans beaucoup de solvants ; glycrine, acide formique,

ammoniaque . Mais le meilleur solvant et le plus accessible est leau. La solubilit est exprime par le rapport SUCRE / EAU et on note S/E.

Etats de la solubilit :

1) solution sous sature : cest une solution dans laquelle on peut dissoudre encore des cristaux

2) solution sature : solution contenant exactement le maximum de sucre susceptible dtre dissous la temprature de lexprience. (table de Vavrineck).

3) solution sursature : La solubilit est caractrise par un coefficient de sursaturation K. Cest une valeur qui mesure le sucre en excdent par rapport la saturation. Le coefficient de sursaturation en

milieu pur, pour une temprature donne est gal au rapport :

S / E de la solution pure

-----------------------------------------------

S / E solution Sature pure

K < 1 = solution sous sature

K = 1 = solution sature

K > 1 = solution sursature

Solubilit du sucre pur en fonction de la temprature :

La solubilit du saccharose augmente quand la temprature augmente.

35

Exemple :

Dire que la solubilit du sucre 20 C est de 2.0, signifie quune partie deau dissous deux fois son poids de sucre. Autrement dit :

100 gr deau, dans un rcipient, maintenue 20 C ne peuvent dissoudre au maximum que 200 gr de sucre. La solubilit varie avec la temprature et croit rapidement avec elle. A 40 C,

par exemple, 1 Kg deau est susceptible de dissoudre 2.345 Kg de sucre pur ; 80 C : 3.69 Kg.

A.N :

Cas dune solution pure :

La solubilit donne par le laboratoire est de S / E = 2.885

Brix de la solution pure = sucre

[S / (100 S)] = 2.885 do brix = 74.26 80 c le S / E saturation est de 3.69 (table de vavrineck)

Etat de la solution : K = [2.885 / 3.69] = 0.78 donc la solution est sous sature.

40 c le S / E saturation est de 2.345

Etat de la solution : K = [2.885 / 2.345] = 1.23 donc le K de la solution est > 1 la

solution est sur sature.

36

On arrive la sur saturation soit par vaporation de leau : cas des cuites, ou par refroidissement de la solution : cas de malaxeurs et des emplis, ou par vaporation et

refroidissement : cas de malaxeurs sous vide.

Quantit deau vaporer pour arriver un K de 1.1 pour pouvoir cristalliser le sucre : [(S/E) / (S/E) 0]= 1.1 S/E = 3.69 x 1.1 = 4.06 = 80.23 de brix

Eau vapore = 100[(80.23 74.26) / 80.23)] = 7.74 %.

Parmi les auteurs qui ont tabli des formules ou des tables de solubilit nous citerons :

HERZFELD (1892) a mesur 6 solubilits et a suppos que lquation de solubilit tait une parabole. Il en a dduit la formule :

S = 64.1835 0.13417 t 0.5907 x 10-3 x t2 S = solubilit %

t = temprature en C

TAYLOR (1947) tient compte de lincidence de la dcomposition du sucre lors du chauffage, il en dduit :

S = 63.608 + 0.1322 t + 0.722 x 10-3 x t2.

KAGANOV : formule base sur les lois de la thermodynamique chimique (1935) :

Si S = quantit pondrale de sucre. T = temprature absolue.

Log S = 46.71038 + (1944.26 / T) +17.17974 Log T

VAVRINECK (1962) : a recalcul la table de KAGANOV suivant la formule :

(Formule utilise par GTS).

S = 64.447+ 0.0822 x t+ 0.16169 x 10-2 x t2 0.1558 x 10-5 x t3 0.463 x 10-7 t4 S = sucre en brix poids

t = en degrs centigrades

On peut dpasser la limit de solubilit soit en refroidissant la solution (le malaxage), soit en

enlevant de leau par vaporation (cuites), soit en combinant lvaporation et le refroidissement (malaxeur sous vide). En sursaturation, le sucre est potentiellement

cristallisable.

39

Solutions impures :

La quantit dissoute par une solution impure est diffrente de celle dissoute dans une solution

pure.

Dans une solution impure, les impurets qui sont mlassignes jouent un rle semblable

celui de leau puisquelle permettent gnralement daugmenter la quantit de sucre que lont peut dissoudre. Toutefois, il subsiste une grande diffrence car on ne peut pas vaporer les

impurets.

Le dcalage qui existe entre la solubilit en milieu pur et impur est mesur par un coefficient

app8el cfficient de saturation. Ce coefficient est ainsi appel, car il modifi la position de la saturation, (ne pas confondre avec le coefficient de sursaturation).

Dire que le coefficient de saturation est de 1.5 pour une temprature donne, veut dire que la

solubilit en milieu impur est gale la solubilit en milieu pur augmente de 50 %.

40

Le coefficient de saturation (C) est le nombre qui indique combien de fois il y a plus de sucre

par unit deau dans une solution sature impure par rapport la teneur en sucre dans une solution sature pure mme temprature.

Il est gal au rapport :

S/E en solution sature impure t

C = ---------------------------------------------

S/E en solution sature pure t

Le coefficient de saturation est donc le facteur correctif de la solubilit du saccharose.

Cl8assification des non sucres :

Les non sucres qui ne se lient ni leau ni au saccharose

Les non sucres qui se lient leau

Les non sucres qui se lient au saccharose

Les non sucres qui se lient leau et au saccharose Les NS indiffrents : pas dinfluence sur la solubilit, ex : Fructose Les NS mlassignes ngatifs : diminuent la solubilt, ex : sels de magnsium, calcium,

glucose.

Les NS mlassignes positifs : augmentent la solubilit, ex : les sels de soude et de potassium.

Relation de Wagnerowski : (test dpuisement de la mlasse = test Polonais)

Ksat = a x (NS/E) + b

Pour des NS/E compris entre 1.6 et 5. Les coefficients a et b sont lis la nature des NS.

A.N

Prenons un sirop de composition suivante :

Brix = 70

Polarisation = 65

Puret = (65/70) x 100 = 92.85

Eau = 100 70 = 30 S/E = 65 / 30 = 2.17

Et supposons le 80 C (les cuites sont sous vide), quel est ltat de saturation de ce sirop ? Consultons la table de Grut donnant la solubilit des solutions sucres impures

Pour la puret de 92.85 et 80C la solubilit est gale 3.73 kg de sucre pour un kg deau. On a 2.17.

On est sous-sature : 2.17/ 3.73 = 0.58

Il faut amener ce sirop pour cristalliser une saturation de :

Comment ? combien ?

Evaporer de leau pour, par exemple, arriver une saturation de 1.1. Pour la saturation = 1 il faut S/E = 3.73

Pour la sursaturation = 1.1 il faut 1.1 x 3.73 = 4.103

Il faut donc que le nouveau S/E devienne 4.103

Est-ce que la puret change quant on vapore de leau ? NON Donc P = (S/Bx) x 100 = 92.85

S= (P x Bx) / 100

S = (92.85 x Bx) / 100

S = 0.9285 Bx

Et S/E = 4,103 donc S / (100-Bx) = 4.103

Donc : 0.9285 x Bx /(100-Bx) = 4.103

41

0.9285 Bx = 410.3 4.103 Bx Bx = 410.3 /(0.9285+4.103) = 81.54

S = 92.85 x 81.54 / 100 = 75.71

E = 100 81.54 = 18.46 S/E = 75.71/ 18.46 = 4.103.

Maintenant le sirop est sursatur et on peut cristalliser du sucre.

Combien deau a-t-on enlev pour 100 kg de sirop ? 100 kg de sirop 70 Bx il y a 30 kg deau. Pour obtenir 81.54 Bx il y a 18.46 eau pour 100 kg du sirop concentr et pour 81.54 kg de

matires sches (MS).

Il ny en a que 70 kg de MS, donc pour 70 kg de MS : 70x18.46/81.54 = 15.85 deau. Il faut vaporer : 30 15.85 = 14.15. (voir paragraphes vaporation et cristallisation pour leau vapore et pour la cuisson).

42

Coefficient de saturation (ou de solubilitCoefficient de saturation (ou de solubilit) : ) : KKsatsat

Il traduit lIl traduit leffet des non sucres sur la solubiliteffet des non sucres sur la solubilit..

S/ES/E

Solution impureSolution impure

SoSolution purelution pure

TempTempraturerature

(S/E)(S/E)slnsln satsat impimp

KKsatsat ==

(S/E)(S/E)slnsln satsat purepure

(S/E) correspondent (S/E) correspondent la mme templa mme tempraturerature

44

1-5-3 Cristallisation On peut concentrer une solution sucre et lamener ltat de sursaturation sans quelle cristallise. Si lon introduit alors dans la solution un cristal de sucre, celui-ci dclenche la cristallisation de lensemble de la solution (procd employ au cours de la fabrication du sucre, voir paragraphe cristallisation).

1-5-4 Fusion Chauff lentement sec, le saccharose commence fondre vers 160 C. Par refroidissement

brusque, on obtient le sucre dorge. Si lon continue lexprience, il devient du caramel (ramollissement et coloration brune). Vers 190 C, il brle en se dcomposant en acide

carbonique, en acides organiques.

Finalement il reste un carbone amorphe noir et brillant : le charbon de sucre .

Ds le stade de caramlisation, le sucre perd son tat cristallode pour acqurir des proprits

collodales la transformation nest plus rversible. La chaleur libre lors de la combustion dune mole de saccharose est de 5647 kJ, soit 16.49 kJ par gramme de saccharose.

1-5-5 Chaleur spcifique

La chaleur spcifique Cp est calcule pour les cristaux de saccharose en fonction de la

temprature partir de lquation dAnderson (1950).

Cp = 1.1269 + 4.524 x 10-3 x t + 6.24 x 10-6 x t2

1-5-6 Activit de leau et humidit relative dquilibre .On dfinit sous le terme Activit de leau (Aw), le rapport de la pression de vapeur de leau dans une substance donne la pression de vapeur de leau pure la mme temprature. Par convention, lactivit de leau pure est gale 1.0. Lactivit de leau correspond un tat dquilibre entre le produit et lair qui lentour. Dans ce cas, lhumidit relative dquilibre (HRE) est relie lAw par la relation : HRE = Aw x 100. Si du sucre est mis dans une atmosphre ayant une humidit relative plus faible que son

humidit relative dquilibre (HRE), il va avoir tendance se desscher. Sil est mis dans une atmosphre humidit relative plus grande, il va shumidifier. La teneur en eau du sucre blanc cristallis est fonction de son HRE, cest lisotherme de sorption de vapeur deau du saccharose. Ainsi pour un sucre blanc granul 0.02 % dhumidit, lair ambiant doit avoir une hygromtrie de 60% et 20C..

1-5-7 Qualits organoleptiques

La saveur sucre prend comme rfrence le sucre saccharose, qui on donne la note 100

units sucrantes.

1-5-8 Pouvoir rotatoire

Le saccharose a la proprit de dvier le plan de la lumire polarise vers la droite, cest une substance dextrogyre. Le pouvoir rotatoire dextrogyre du saccharose est :

20 / D = + 664 Par hydrolyse le saccharose donne un mlange quimolculaire de fructose ( D = - 92) et de glucose ( D = + 52). La solution de saccharose qui tait dextrogyre devient lvogyre D = - 21. On a eu une inversion du pouvoir rotatoire. (Voir paragraphe ci avant sur la

polarimtrie).

45

1-6 PROPRIETES CHIMIQUES DU SACCHAROSE

1-6-1 Inversion du sucre

La molcule de saccharose se compose de deux parties runies par un pont doxygne. Cest le point faible de la molcule. Ce pont peut se rompre par action de :

Ferment : invertase (au stockage)

Acidit : en fabrication, en cas de baisse de pH. (hydrolyse acide). La destruction du sucre est irrversible, elle se nomme inversion . Les produits obtenus se

nomment sucre inverti .

SACCHAROSE + EAU GLUCOSE + FRUCTOSE

C12 H22 O11 + H2O C6 H12 O6 + C6 H12 O6

Les composs dinversion du sucre (glucose et fructose) peuvent se dgrader en donnant des colorants appels : produits de dgradation alcaline des hexoses. (PDAH)

La raction dinversion est fonction de :

Temprature

pH

temps de sjour. 1-6-2 Fermentation

Le saccharose est fermentescible par des levures, en absence doxygne et aprs hydrolyse (en prsence dion H + catalyseur ou invertase). C12 H22 O11 + H2O 2 C6 H12 O6

C6 H12 O6 2 CO2 + 2 (C2 H5 OH)

Glucose ou fructose gaz carbonique alcool thylique

Au cours du process le sucre est susceptible de subir sous laction de micro-organismes, un certain nombre de fermentations, alcoolique, lactique, buturique, actique, etc.. Ces phnomnes peuvent exister en raffinerie en donnant lieu nouveau des pertes de sucre.

Signalons ce niveau le danger du leuconostoc mesenterode qui produit du dextrane qui pose

des problmes de filtration et de viscosit.

1-6-3 Caramlisation

Un chauffage non contrl du sucre mne au dveloppement dune coloration jaune bruntre dont lintensit va en croissant avec la temprature de chauffage. Les produits de dcomposition sont des Caramels.

Les carmels sont nuisibles par leur coloration en plus du sucre perdu.

1-6-4 Raction de Maillard

Les ractions de Maillard doivent leur nom au mdecin et chimiste Louis Camille Maillard.

La raction de Maillard est la raction dun sucre rducteur avec un groupement - amin. Ses tapes sont complexes et aboutissent la formation de composs carbonyls trs ractifs

(furfurals, rductones ), ainsi que des mlanodines (des pigments polymres bruns ou noirs insolubles, de poids molculaire lev (jusqu 50000). Cette raction recherche par certaines industries alimentaire (la crote du pain, larme des cafs torrfis, du malt) entrane des dgradations importantes du sucre, des dbordements avec lvation de

temprature et le risque dincendie. La cintique de la raction de Maillard dpend de plusieurs facteurs : la nature des sucres rducteurs, des acides amins, le pH, la temprature et

la teneur en eau.

46

Schma simplifi de la raction de Maillard

8

Sucre rducteur + amine

Glucosylamine N- substitu

Ctose N-substitue

Composs dicarbonyls

Acides amins

Composs dcarbonyls

Mlanodines insolubles

(polymres bruns)

+

Produits volatils et odorants

Condensation de

Maillard

Rarrangement

dAmadori

Dshydratations

Dgradation

de Strecker

47

1-7 INFECTION MICROBIENNE :

L'infection microbienne peut tre l'origine de pertes relativement importantes souvent mises

sur le compte des pertes indtermines. Les micro-organismes susceptibles de se dvelopper

sont selon les milieux (stockage betteraves, diffusion, eaux sucres, produits concentrs .) des micro-organismes msophiles ou thermophiles.

Les msophiles

Les micro-organismes msophiles se dveloppent une temprature optimum situe entre 25

et 40 C avec un maximum situ entre 50 et 55 C.

Ce type d'infection est d des levures, des moisissures et des bactries. Ils se dveloppent

rapidement en consommant du sucre quand les conditions leur sont favorables,

Rappel : La microbiologie est la science qui tudie les microorganismes

Les microorganismes existent ltat de cellule isole ou en groupe. Les dimensions des micro-organismes varient pour les levures de 2 8 microns, pour les bactries de 0.1 8

microns et pour les virus de 0.01 0.2 microns.

Les virus ne sont pas des microorganismes car ils ne sont pas autonomes. Ils ne peuvent pas

se reproduire sans dtourner la machinerie cellulaire dun autre individu. Le temps de gnration pour la bactrie Echirichia coli est de 20 mm, soit un taux de

croissance de 3 bactrie / heure. Pour la levure le temps de gnration est de 40 60mn soit

un taux de croissance environ de 1.

Comment distinguer les cellules microbiennes des plantes ou des animaux ?

Les cellules animales et vgtales sont incapables de vivre ltat isol dans la nature : elles sont toujours l'tat multicellulaire.

On isole des eaux sucres des levures genre saccharomyces, des bactries genre leuco nostoc

msentrodes, la temprature optimale de dveloppement de cette bactrie se situe entre 21 et

25 C, certaines espces peuvent se dvelopper une temprature plus leve. Cette bactrie

est l'origine de la formation du dextrane polysaccharide trs visqueux pouvant obstruer les

conduites en cas d'infection svre.

Le genre lacto bacillus a galement t isol, il comprend un grand nombre d'espces pouvant

se dvelopper entre 28 et 62 C. Il produit par dgradation du saccharose, du CO2, de l'alcool

et des acides. Les acides forms essentiellement sont :

- l'acide lactique - l'acide actique

Ces acides donnent les ions Na et K des sels trs mlassignes (voir paragraphe

cristallisation).

Les thermophiles

Les micro-organismes thermophiles peuvent se dvelopper dans tout le process, car ils

rsistent des tempratures relativement leves.

Les genres suivants ont t isols:

- bacillus stearothermophilus: se dveloppe entre 37 et 70 C, produit des acides et des nitrites

- clostrodium thermosaccharolytium: se dveloppe entre 56 et 62 C, produit des acides et des gaz

- clostrodium thermohydrosulfiricum: se dveloppe entre 68 et 70 C, produit des acides et de gaz.

Le dveloppement des bactries est plus important dans les zones faible concentration en

sucre, avec production de gaz, H2, H2S et d'autres produits inflammables.

L'anarobiose favorise la transformation du SO2 en H2S et le NO3- en NO2-. Les nitrites

forms ragissent avec le SO2 pour donner un inidodisulfanate,

48

Ce produit donne avec le potassium un sel insoluble qui co-cristallise avec le sucre, surtout

dans les arrires produits o la concentration en potassium est leve, cette co-cristallisation

diminue la qualit du sucre en augmentant sa coloration et sa teneur en cendres.

SO3-

H N

SO3-

49

1-8 VALEUR TECHNOLOGIQUE DE LA BETTERAVE SUCRIERE

La betterave sucrire d'une manire gnrale est cultive en vue d'en extraire du sucre

principale utilisation de cette spculation.

Sur le plan agricole, par son systme racinaire et par ses exigences agrologiques, elle et rest

une tte d'assolement remarquable. (Un bon prcdent du bl).

Sur le plan industriel, l'extraction du sucre doit tre au maximum et la plus conomique

possible.

De l l'agriculteur tant pay sur le sucre polarisable que contient la betterave, s'il est lgitime

pour lui de rechercher un rendement maximal, il est aussi lgitime pour la sucrerie d'exiger

une qualit technologique loyale et marchande, en vue d'extraire le maximum de sucre.

Il est certain que la qualit technologique se fabrique dans les champs et de l, apparat la

difficult la quantifier l'aide d'une seule valeur numrique.

Nanmoins, il est admis que toute opration de mise en place de la culture qui favoriserait la

richesse et la puret des betteraves travailler par la sucrerie, ne peut qu'tre bnfique aux

deux parties concernes (I.R.I.S.). Donc planteurs et fabricants ont en la ncessit d'assurer un

profit, si possible maximum, partir de la betterave, pour les planteurs au stade de la culture,

pour les fabricants au stade de la transformation. Ils sont donc partenaires dans cette

profession o le malheur des uns n'a jamais fait le bonheur des autres, tandis que la prosprit

a toujours t partage.

Donc la qualit technologique de la betterave, suppose la connaissance de paramtres

mesurables et objectifs et leur influence sur le rendement dextraction et le cot du sucre produit. En effet la qualit technologique de la betterave ne dpend pas uniquement de sa

teneur en sucre polarisable, qui constitue le critre le plus vident et le plus simple

dterminer pour une betterave saine loyale et marchande, en plus ce sucre est surestim par la

prsence de dautres substances qui polarisent avec le sucre en cas de betteraves sjournes ou dgrades. Mais la qualit de la betterave dpend galement de sa morphologie, de ses

caractristiques mcaniques et de sa composition chimique qui dtermine la quantit du sucre

extractible.

Cet ensemble de critres, dtermine la valeur technologique de la betterave, comme tant son

aptitude donner, aprs transformation, un maximum de sucre et au moindre cot.

La variabilit de ces critres avec le facteur varit, lco pdologie et les techniques culturales ont fait lobjet de plusieurs thmes de recherche dans le primtre des doukkala, par le lISERF, lIAV Hassan II -L ACHIMI

Incidences de certaines proprits de la betterave sur son aptitude la transformation :

1. La morphologie de la betterave : La forme de la racine dpend principalement de la varit et du travail du sol. On distingue la

forme longue ou en fuseau, la forme ronde, la forme creuse et la forme fourchue ou pieds.

Impact de la morphologie sur le process :

- le transport : les formes creuses et fourchues, rendent larrachage difficile et sont gnralement accompagnes dune forte tare, do augmentation du cot de transport.

- Le lavage : lavage difficile, avec des consquences ngatives sur ltat sanitaire de la diffusion (1 gr de terre contient 10000 micro-organismes).

- Dcoupage : dcoupage irrgulier, faible longueur de cossettes avec plus de rpure, do complication de la conduite de la diffusion.

50

2. Les proprits mcaniques de la betterave :

Les betteraves de faible rsistance mcanique se cassent au cours du dchargement et de la

manutention do augmentation des pertes au lavage et production de rpure au niveau de dcoupage. Ces proprits agissent galement sur la qualit de dcoupage, la compressibilit

des cossettes au cours de la diffusion et sur laptitude des pulpes au pressage. VUKOV.K a fait tat dun test de mesure de la rsistance au dcoupage en relation avec la fibrosit de la betterave et rapporte les rsultats suivants :

Rsistance au dcoupage kj / m2 Dnomination

< 0.8 Tendre

0.8 - 1.4 Normale

1.4 - 1.8 Peau en lige

1.8 - 3 Fibreuse

> 3 Trs fibreuse

La rsistance au dcoupage semble tre lie la composition du marc de la betterave et

particulirement sa teneur en cellulose et en lignine.

Les caractristiques mcaniques de la betterave dpendent de la varit, des techniques

culturales et du climat. (Phnomne de la monte graine).

3. La composition chimique de la betterave :

Les incidences de la composition chimique de la betterave sur le processus de fabrication ont

fait lobjet de nombreux travaux.

51

Tous ces auteurs se sont attachs analyser lincidence de certaines impurets sur le comportement de la betterave lusinage.

La dtermination de la qualit technologique de la betterave comporte de multiples sries de

mesures concernant:

Le poids relatif de la racine, la richesse, la rsistance au dcoupage, le nombre d'lasticit

70 C et 100 C, la constante de diffusion 75 C, les cendres conductimtriques des

betteraves (potassium, sodium, calcium, magnsium), les sucres rducteurs, l'azote alfa amin, la puret du jus pur, les cendres conductimtriques du jus pur, les sels de chaux du

jus pur, le total des anions du jus cellulaire, le total des anions du jus pur, les p H du jus

de betterave, la vitesse de filtration et de sdimentation, et leur influence sur le rendement

dpuration, la formation des colorants, la stabilit du pH et lentartrage au cours de lvaporation. On appelle valeur technologique de la betterave, sa capacit interfrer, en raison de sa

qualit, sur le processus d'extraction du saccharose labor.

La facilit d'extraction industrielle de ce saccharose est lie aux non - sucres.

Ce sont les non sucres qui empchent le saccharose de cristalliser et l'entranent dans la mlasse. On dit que les non sucres sont mlassignes, chaque non sucre possde un pouvoir mlassigne (PM = S / NS) ou = Pt mlasse / (100 Pt mlasse) On voit donc que l'on peut valuer la valeur technologique de la betterave par le critre du

sucre mlasse. Egalement par la mesure de la puret dus jus pur, on voit que si les non sucres augmentent, la quantit de saccharose allant dans la mlasse augmentent mais la puret

diminue. La puret du jus pur est donc un bon indice de la valeur technologique.

Le stockage des betteraves arraches dans nos conditions de climat chaud est trs nfaste la

qualit technologique de la betterave, partir d'une certaine dure de stockage la betterave

devient intraitable. Dans tous les cas le stockage dans les champs ne doit pas dpasser 24 h, et

dans l'usine avoir juste le stock de travail de nuit et le tampon de la matine. (Voir chapitre

cours betterave : dgradation de la betterave en fonction de TC et dure de stockage).

Divers chercheurs ont tabli des formules d'estimation du sucre mlasse et quelques soit le

critre appliqu, les sucres mlasses calculs sont de mme ordre de grandeur.

Critre de Drachovska:

M = 8 * K / (R 1.2 4 * K) o M = qt mlasse type 50 %, pour 100 kg

de sucre blanc. K = cendres conductimtriques.

R = Richesse betterave %)

Critre de Dedek :

Grammes sucre mlasse = 0.9 * (Na + K) * 342.31

Rendement en sucre blanc = R - 1.2

Critre de Siline :

Rendement sucre blanc = (R 1.2) * [(100 Q) / Q] * PM Q = puret du jus pur

PM = coefficient mlassigne

52

Formule IAV Hassan II partir des analyses betteraves Doukkala L. HACHIMI 1990.

Sm = 7.67 + 2.64 R + 1.73 .10-1 N + 5.28 . 10-2 Na + 3.72 . 10-2 K

Formules IRIS appliques dans les sucreries, tablies par Devillers:

Les formules de l'IRIS tiennent compte du glucose et de l'azote alfa amin et donnent

directement les prvisions des pertes de sucre dans la mlasse, la puret du jus pur et des

critres de comportement du jus dans le processus. Elles permettent de suivre l'volution de

la qualit technologique de la betterave au cours de la campagne, (sjournement,

dgradations, fertilisation,.).

Sm = 0.14 x (K + Na) + 0.25 x N + 3.3 x G + 0.30

Sext = pol - Sm - 0.7

Pt du jus pur = 99.36 14.27 x (K + Na + N) / pol

AK = (K + Na) / N

FE = (K + Na) / ( N + G)

K, Na, N : respectivement, potassium, sodium et azote alpha amine, sont exprims en mq % Grammes de rpure.

Sm, S ext, G et pol : respectivement, sucre mlasse, sucre extractible, glucose et polarisation,

sont exprims en gr % gr de betterave.

AK : coefficient d'alcalinit

FE : facteur d'quilibre, avec le G en mq.

Equation de Paar : partir des purets standard du jus pur ou sirop

et de la mlasse

Sm = (100-Ps)/Ps x Pm / (100 Pm) x (R-p)

Sucre extrait % B = [(1- Pm / Ps) / (1 0.01 *Pm)] * (R p)

O R = richesse

Ps et Pm : purets du sirop et de la mlasse

p = pertes totales de fabrication % B.

53

Comparaison du Sm % B rel et Sm % B calcul partir des formules IAV et IRIS

(campagne 1991).

Sm rel : 2.33

Sm IAV : 2.46

Sm IRIS : 2.51

Chane d'analyse continue de la qualit technologique de la betterave:

Les centres de rception des sucreries COSUMAR et SUTA sont quips de chanes

d'analyse des principaux lments mlassignes: le sodium et le potassium mesurs par

photomtrie d'mission de flamme, les acides alpha amins ( N) mesurs suivant la mthode la ninhydrine par colorimtrie

600 610 nm et le glucose (G) par la mthode enzymatique par colorimtrie 505 520 nm.

Exemple de composition d'une betterave frache, saine, loyale et marchande: (conditions

Marocaines).

pol K Na N G

17.5 4.2 2 1.50 0.09

Sm % Bett Sext % Bett Sext % S. pay Pt AK

1.84 14.96 85.48 93.08 4.13

Exemple de calcul du sucre pay suivant le barme en vigueur dans les doukkala, d'une

livraison de 13.060 tonnes de betteraves brutes (non compris le transport et les

manutentionnaires la charge de la sucrerie et sans dduction des avances de financement

des intrants et sans le prlvement de la facture d'eau d'irrigation ni primes diverses) :

Pds camion

charg en tonne

Pds camion

vide en tonne

Pds brut

betterave en

tonne

Pds net betterave Montant en DH

18.520 5.460 13.060 11.660 4862.65

Pds brut

chantillon en

kg

Pds aprs lavage

et ressuyage

(indicatif)

Pds aprs

dcolletage

Tare terre de

l'chantillon

Pds des collets

de l'chantillon

(indicatif)

34.500 32.100 30.800 2.400 1.3

Tare terre %

chantillon

(indicatif)

Collets %

chantillon

(indicatif)

Impuret

totale %

chantillon

Richesse de

l'chantillon

Montant en DH

la tonne

betterave nette

17.5

6.95 4.04 10.72 17.5 417.037

54

Exemple de composition d'une betterave encore usinable mais ayant subit des avaries

(sjournement, dgradations: (conditions Marocaines).

Pol K Na N G

19 5.5 7 3.50 0.400

Sm % Bett Sext % Bett Sext % S. pay Pt AK

3.94 14.36 75.58 87.34 3.57

Exemple de calcul du sucre pay suivant le barme en vigueur dans les doukkala, d'une

livraison de 13.060 tonnes de betteraves brutes (non compris le transport et les

manutentionnaires la charge de la sucrerie et sans dduction des avances de financement

des intrants et sans le prlvement de la facture d'eau d'irrigation ni primes diverse) : (suivant

donnes betterave sjourne)

Pds camion

charg en tonne

Pds camion

vide en tonne

Pds brut

betterave en

tonne

Pds net betterave Montant en DH

18.520 5.460 13.060 11.660 5046.94

Pds brut

chantillon en

kg

Pds aprs lavage

et ressuyage

(indicatif)

Pds aprs

dcolletage

Tare terre de

l'chantillon

Pds des collets

de l'chantillon

(indicatif)

34.500 32.100 30.800 2.400 1.3

Tare terre %

chantillon

(indicatif)

Collets %

chantillon

(indicatif)

Impuret

totale %

chantillon

Richesse de

l'chantillon

Montant en DH

la tonne

betterave nette

19

6.95 4.04 10.72 19 432.84

Prix la tonne de sucre extrait pay (hors transport et manutention betteraves et hors cots

d'exploitation qui augmentent sensiblement avec la baisse de la qualit, pour produire la

mme quantit de sucre il faut traiter et payer plus de betteraves et les produits issus de ces

betteraves se dgradent rapidement au cours de la fabrication et ncessitent des prcautions

pendant le stockage, sucre, mlasse, pulpe,): Cas 1 : 2787 DH et pour le cas 2 : 3014 DH soit une diffrence : 227 DH / T de sucre.

59

2 1 CENTRE DE RECEPTION DOUKKALA

PROCESSUS AMONT

AGRICOLE

Encodage

badge

RECEPTION CAMIONS

OU CHARIOTS

LECTEUR

BADGE

BADGE

ENCODE

PESEE BRUTE

CAMIONS OU

CHARIOTS

LECTEUR DE BADGE

SONDES

BADGE

ENCODE

ECHANTILLONNAGE

DECHARGEMENT

CAMIONS OU CHARIOTS

1

2

NON

OUI

NON

OUI

60

PESAGE

ECHANTILLON BRUT

PC TARE Indicateur pese brute

Imprimante ticket

PC Tare

LAVAGE ECHANTILLON

DECOLLETAGE

EGOUTTAGE

RESSUYAGE

PESAGE

ECHANTILLON NET

PC TARE Skip

RAPAGE

ECHANTILLON

Indicateur pese nette

Imprimante ticket

PC Tare

Eau rcupre

Processus

lavage

betterave

1

Eau

boueuse

Les sucreries qui ont de

fortes tares, prvoient

un pesage intermdiaire

pour valuer le % de la

terre

Fractionnement

chantillon

3 3

Edition

ticket code

barres

61

Homognisation

rpure

Balance

proportionneuse

Solution de

sous actate de

plomb

Digestion

Filtration

Saccharimtre Chane d'analyse de la

qualit technologique

betterave (Na ; K ; N ;

Glucose)

Lecture

richesse

Validation

Refaire

analyse

rpure

conserve

NON

OUI

Filtrat Douchette de

lecture code

barres

PC chane

dition rsultats

Ractifs

62

DECHARGEMENT

CAMIONS OU CHARIOTS

LECTEUR

DE BADGE

PESAGE CAMIONS OU

CHARIOTS A VIDE

PC PONT DE

SORTIE

SERVEUR

SORTIE CAMIONS

OU CHARIOTS

2

63

GENERALITES

Toute opration commerciale ne peut stablir que sur des donnes quantitatives et qualitatives contrlables et indiscutables :

Le centre de rception betteraves est charg de fournir ces donnes en fonction de rgles et de

conventions tablies lavance avec les agriculteurs et leurs reprsentants. Des chantillons de chaque chargement sont prlevs et analyss. On extrapole les qualits du

lot rceptionn partir de ces chantillons.

Le centre de rception betterave assure les oprations qui permettent de dterminer aussi

exactement que possible, la quantit et la qualit de la betterave achete.

La sucrerie nachte aux planteurs que le sucre polarisable contenu dans les betteraves nettes (betteraves laves et dcolletes) de qualit saine, loyale et marchande, selon un tarif officiel,

dit barme de paiement, qui fixe les prix la tonne de betterave nette 16.5 de richesse pour

les sucreries Marocaines.

Barme actuellement en vigueur au Maroc :

Prix dachat la tonne de betterave nette = prix de base 16.5 + prix fixe

Le prix croit proportionnellement avec la richesse, la formule suivante est applique pour le

paiement:

P = [ P0 x ( R - 3 ) / (16.5 3 ) ] + Prix fixe

O

P = prix la richesse dtermine R,

P0 = prix de base de paiement 16.5 de richesse,

Prix fixe la tonne nette suivant les potentialits des rgions,

P0 = 365 DH / TBN

Prix fixe : 25 DH/TBN pour Doukkala et Tadla

45 DH/TBN pour le Gharb

40 DH/TBN pour Moulouya

Dautres conditions sont contractuelles dans lachat de la betterave par lapplication de bonification et de rfaction pour encourager la qualit et la rentabilit de la betterave, savoir :

Impurets (tare terre + collets et herbes) < 2 % : poids net = poids brut,

Impuret > 10 % : poids net = poids brut impuret x 1.5 Richesses < 11 % : ramenes 11, non valable en cas de

betterave fourragre.

Financement des intrants,

Primes diverses ventuellement, suivant la situation de chaque campagne.

Le chargement et le transport de la betterave sont la charge des sucreries.

Le % de sucre extrait (sucre rellement produit), partir du sucre pay dpend de la qualit de

la betterave. (Sa puret et la nature des impurets).

Les betteraves sjournes, dans le cas des pays climat chaud, deviennent moins pures et

donnent de faibles taux dextraction avec des richesses leves.

64

Pour une betterave normale, ce taux varie de 82 86 et ce pour une puret de jus clair de 91

94 et une puret de mlasse de 56 60.

Ainsi une chute de puret de 4 points du jus de pression entrane 10 points de chute de

rendement % sucre pay. Dans cette situation le sucre extrait passe de 85 75 % sucre pay.

Les rceptions betteraves se font pendant louverture du centre de 6 h 22h, par pese directe sur pont bascule.

Il existe deux types de peses pour dterminer la quantit de betterave :

- Pese gomtrique, abandonne - Pese directe, la totalit des sucreries utilisent la pese directe.

Pour information, la pese gomtrique consistait lachat de la rcolte sur pied avant arrachage suivant mthode lgale et codifie, base sur des peses statistiques

dchantillonnage par ranges. Il fallait dterminer pour chaque champ : - la surface du champ en hectares - le nombre de betteraves lhectare - le poids moyen dune betterave - la richesse moyenne des betteraves

Puis effectuer les oprations suivantes :

Pds moyen dune betterave x nombre de betteraves = Tonnage de betteraves lhectare Tn. de betteraves lhectare x surface du champ en hectare = poids de betteraves du champ. Pds de betteraves du champ x richesse = pds de sucre contenu dans les betteraves du champ.

La pese gomtrique tait rentable pour de grandes superficies. Mais obligeait les sucreries

faire rgulirement des contrles au cours de larrachage, du dcolletage. A larrivage les sucreries refaisaient la pese directe pour connatre le tonnage de betteraves entr usines. Il y

a 65 ans que les rceptions en Europe se font par la pese directe.

Au Maroc, depuis le dmarrage de la premire sucrerie en 1963 (SUNAB) la totalit des

usines utilisent la pese directe des betteraves par pesage sur des ponts bascules installs dans

les centres de rception.

Les instruments de pesage servant la rception des betteraves, (ponts bascules, bascules

d'chantillons, de poids brut et de poids net), sont vrifis, talonns et poinonns par les

services des poids et mesures avant chaque campagne. Le certificat dtalonnage est affich au centre de rception.

Les instruments de pesage et danalyse de la richesse comportent des dispositifs dindication et dimpression. Les centres de rception de certaines sucreries sont entirement automatiss et informatiss. Dans tous les centres de rception, les chantillons sont rpertoris

numriquement ou par codes barre de manire respecter lanonymat du planteur de la betterave. Toutes les indications sont visibles pour contrles.

Les rceptions de betterave se font suivant un programme hebdomadaire des livraisons.

Toutes les informations concernant la parcelle, sont enregistres sur un fichier planteurs qui

constitue la base de donnes sauvegardes sur PC et qui servira pour toutes les oprations de

rception. Les oprations sont assures par des badges encods. Voir pour exemple le

logigramme de la sucrerie des Doukkala COUMAR.

65

DETERMINATIONS QUANTITATIVES DES LIVRAISONS

Peses des camions ou chariots:

La dtermination du poids des betteraves se fait lentre de lusine par pesages sur pont bascule.

Le poids brut de betteraves est gal au poids du vhicule pes charge, lentre du centre de rception, diminu du poids du vhicule pes vide la sortie, aprs dchargement des

betteraves.

Le poids net des betteraves est gal au poids brut des betteraves diminu des impurets

dtermines par lchantillon. Le pont bascule est constitu dun tablier en bton sur charpente mtallique, pos sur jauges de contrainte ou sur leviers classiques, avec tte de pesage et imprimante. Les dimensions et

la force sont dfinies suivant la capacit des vhicules en service. (Gnralement: force de 50

100 tn, longueur de 18 22 m, largeur 3 m).

La prcision des peses est de 10 kg. Pour la norme Marocaine (NM08.5.111), la valeur de

lchelon dindication et dimpression doit tre au maximum de 20 kg.

Balances destines la dtermination des impurets des chantillons prlevs :

Les chelons dindication et dimpression doivent tre au plus gaux 100 grammes. (NM). . DETERMINATIONS QUALITATIVES

PRELEVEMENT DES ECHANTILLONS

La prise dchantillon a lieu ds la fin de la pese du camion charg. Un seul chantillon par chargement. Le poids de lchantillon est de 20 kg au minimum (NM), (plage de 20 40 kg) et en une seule prise, laide dune sonde mcanique appele Rupro. En cas dimpossibilit ou de force majeure, le prlvement sera effectu manuellement et en prsence du

reprsentant des betteraviers en tenant compte de lhtrognit du chargement du point de vue taille des betteraves.

Cet chantillon servira dabord la dtermination des impurets, (terre, herbes, pierres, feuilles, collets,), appliquer au poids du chargement et ensuite, la mesure de la teneur en sucre.

La sonde est forme dun tube de section carre ayant 22 cm de ct (NM 20 cm de cot au moins), mini dune tr

Documents

Transformation de La Betterave Sucriere Suta