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Le procédé de fabrication de sucre 1. Réception Elle est déterminée par les éta

Le procédé de fabrication de sucre 1. Réception Elle est déterminée par les étapes suivantes : 1.1 Balance Un camion chargé de betteraves passe sur le pont bascule d’entrée, ensuite il passe à l’échantillonnage pour déterminer le taux des impuretés et la richesse à partir de la polarisation. Une fois échantillonné et déchargé, il passe sur un autre pont bascule de sortie afin de calculer le poids brut. 1.2 Echantillonnage Le camion passe sous un échantillonneur pour la prise des échantillons de 20kg par une sonde afin d’effectuer des analyses de tare et de richesse des betteraves. Tare des betteraves : Chaque livraison apporte non seulement des betteraves proprement dites, mais divers éléments étrangers, tels que : - Terre (adhérente ou non) ; - Matière végétale (herbes, feuilles, etc.) ; - Pierres, graviers, sables … ; - Certains détritus. La tare est calculée en % par rapport au poids brut livré et se définit comme suit : Tare Poids brut∗100%=Poids brut−poids net Poids brut ∗100% Richesse de betteraves (leur teneur en saccharose): Les betteraves lavées sont coupées en tranches, malaxée et immédiatement ajoutée à une solution d’acétate de plomb en quantité proportionnelle au poids de râpure (26 g de râpure – 170 ml de solution) Le mélange «râpure + solution de sous-acétate» correctement proportionné est envoyé dans un circuit de « digestion et filtration ». Durant la phase de digestion, les mouvements d’agitation et le temps de mélange sont conçus pour mettre en solution la totalité du saccharose. Le mélange est ensuite filtré et le filtrat est finalement analysé par polarisation 1.3 Déchargement Le camion décharge les betteraves dans une fosse qui alimente une bande transporteuse pour les transporter vers le silo de stockage. 2. Stockage Les betteraves sont stockées dans un silo de capacité de 3000 tonne. Le silo comporte 4 compartiments ; chaque compartiment contient des lances d’abattage (3 lances par compartiment) qui assure un jet d’eau sous pression (5-7 bars) afin d’effectuer : -Le premier lavage -Le transport hydraulique vers le caniveau principal. 3. Lavage Les betteraves transportées hydrauliquement suivent le caniveau et passe par une roue régulatrice pour régler le débit des betteraves qui est proportionnel à la vitesse de rotation de la roue et passent ensuite par les étapes suivantes : - Epierrage Les betteraves passent par un épierreur où elles sont séparées des pierres par flottation en se basant sur la différence de densité entre la betterave et les pierres. -Pompage des betteraves Par une pompe à betteraves pour amener simultanément les eaux de transport et les betteraves au niveau de la station de lavage. - Désherbage Les betteraves livrées à la sucrerie contiennent de grandes quantités de déchets organiques, feuilles, herbes… une opération de désherbage est nécessaire. Il s’effectue par 3 désherbeurs à fourches : - Deux désherbeurs betteraves-plante à tambour et à chaine - Un désherbeur à tambour plante-radicelles : ce troisième désherbage s’effectue après le rinçage. - Rinçage Les betteraves sont acheminées par des rouleaux vers le lavoir. Le lavage élimine les impuretés extérieures (terres, débris végétaux, …). -Séparation herbe-radicelle Après le dernier désherbage, le mélange herbe-radicelle passe par un séparateur. La séparation s’effectue par différence de densité entre l’herbe et les radicelles où elles sont ajoutées aux betteraves pour être transportées via une hélice à radicelles. 4. Découpage Les betteraves propres sortent donc de lavoir, et tombent dans une trémie qui alimente les coupes racines dont les couteaux en tournant avec une vitesse de 1500 tr/min découpent les betteraves en « cossettes » pour permettre l’extraction des sucres par diffusion. Il existe deux types de coupes racines :  coupes racines à tambour.  coupes racines à plateaux Les cossettes sont de longueur de 10-15 cm pour répondre à l’indice de SILINE (100g de cossettes donne 10-12m) et d’épaisseur de 2-3mm afin de favoriser la diffusion de saccharose dans l’eau. 5. Extraction (diffusion) 5.1 Objectif et mécanisme de l’extraction Le but de cette étape est d’extraire le saccharose contenu dans les cellules de betterave tout en limitant le transfert d’impuretés (non-sucres) dans le jus extrait. Le mécanisme de l’extraction est lié à la structure de la cellule végétale. La vacuole, remplie du jus, est successivement entourée d’un protoplasme, d’un ectoplasme ‘‘une membrane cellulaire semiperméable qui ne laisse pratiquement passer que de l’eau’’, et d’une paroi cellulosique totalement perméable. Le jus intracellulaire contient 12-18 % de sucre, 6-8 % d’impuretés (non-sucres), et environ 72-80 % d’eau. L’extraction du saccharose se fait par diffusion en plongeant les cossettes de betterave dans le jus brut recyclé pour dénaturer thermiquement Réglage de débit de betteraves (Roue régulatrice) Epierrage (Epierreur) Pompage des betteraves (Pompe à betteraves) Désherbage (2 désherbeurs) Rinçage (Lavoir) Désherbage (3ème désherbeur) Séparation herbe- radicelles betteraves Eaux de transport Pierres Herbes Plante+ radicelles + eau Radicelles Vers découpage Eau+ plante Herbes Eau Plante Betteraves Eau de lavage la pellicule ectoplasmique empêchant la diffusion des solutés. Le protoplasme se rassemble au centre de cellule, alors que la vacuole contenant le jus prend sa place au contact de la membrane (figure !!!). La paroi cellulaire est naturellement perméable, les vacuoles forment donc, d’une cellule à l’autre, une solution continue riche en sucre. La diffusion de saccharose se fait donc grâce à la différence de concentration en saccharose entre les cellules de betterave et le solvant d’extraction (l’eau de diffusion) Fig. : Cellule de la betterave à sucre avant et après le traitement thermique 5.2 Fonctionnement de la diffusion en sucrerie Industriellement, les cosettes fraîches subissent tout d’abord un échaudage rapide de quelques minutes à haute température (83-85 °C) afin de perméabiliser l’ectoplasme des cellules. Les cossettes échaudées sont ensuite introduites dans le diffuseur où elles circulent à contre courant de l’eau de diffusion à 68-72 °C. Le phénomène de diffusion est basé sur la migration des molécules de saccharose d’une zone à concentration élevée (milieu intracellulaire) vers le solvant d’extraction à faible concentration. Les cossettes entrent en tête du diffuseur (de type RT4) et se déplacent en cédant le saccharose au solvant d’extraction (l’eau chaude) qui circule dans le sens inverse. La diffusion s’arrête quand le système atteint l’équilibre de concentration entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire. Le temps de diffusion varie de 60 à 90 min. A la sortie de diffuseur, on obtient les cossettes épuisées, appelées pulpes, avec une faible teneur en saccharose de l’ordre de 0,2-0,3 % et une humidité de 88-90 %. Les pulpes humides sont ensuite surpressées, séchées et utilisées en alimentation animale. A l’autre extrémité du diffuseur, on obtient le jus brut de diffusion; 70% de ce jus est recyclé vers l’échaudoir et le reste est envoyé vers l’épuration. Un échantillon du jus est pris chaque 2 heures pour effectuer des analyses pour la détermination de la teneur en acide lactique formé par la dégradation du sucre à cause d’une infection dans le diffuseur. Le jus brut obtenu est légèrement acide (pH ≈ 5,5-6) et il contient environ 84 % d’eau, 14-14,5 % de saccharose et 1,5-2 % de non-sucres. Pour des raisons économiques, les eaux de presse sont réchauffées jusqu’à 90 °C et réinjectées dans le diffuseur. 5.3 Les additifs dans la diffusion Acide sulfurique 98% : est ajouté à l’eau fraiche afin d’ajuster la valeur de pH à 5,5-6 pour désinfecter le milieu de diffusion et favoriser la diffusion du saccharose. Le gypse CaSO4 : est ajouté aussi à l’eau fraiche pour augmenter la pressabilité de la pulpe Le formol : pour désinfecter le milieu. Anti-mousse : C’est XDM 101 pour l’élimination de la mousse. 6. Epuration L'opération de l'épuration consiste à éliminer les non sucres contenues dans le jus de diffusion ; qui sont : Les matières minérales dissoutes (potassium, sodium, calcium, phosphates, etc.), Les matières organiques non-azotées dissoutes (acides organiques, sucres réducteurs, composés phénoliques et caramels, etc.), Les matières organiques azotées dissoutes (amines, mélanoïdines, etc.), Les matières organiques azotées colloïdales (pectines, protéines, etc.). La présence de ces impuretés complique les étapes de concentration et de cristallisation, d’où la nécessité d’une étape de purification après l’extraction. En effet, le jus brut contient des particules colloïdales en suspension, qui encrassent les évaporateurs. De plus, il mousse fortement du fait de la présence de saponines, et il est donc impossible de le concentrer à l’état brut. Les impuretés minérales et organiques sont également responsables d’un entraînement de saccharose dans la mélasse (coproduit de l’étape de cristallisation). Par ailleurs, les composés non-sucrés augmentent la viscosité du sirop ce qui complique l’étape de cristallisation. Le but de l’épuration est donc : - D’enlever les particules en suspension; - De neutraliser le jus ; - D’enlever le plus de non-sucre possible (dissous ou à l’état colloïdal) en évitant au maximum la destruction du saccharose. Elle passe par les opérations suivantes : 6.1 Pré-chaulage L’objectif de cette étape est de coaguler les colloïdes, précipiter les sels et neutraliser les acides organiques. Le pré-chaulage consiste à précipiter sélectivement les matières colloïdales, les acides citriques, contenues dans le jus de diffusion et à réaliser la coagulation des protéines par l'ajout de lait uploads/Finance/ kichouhi-mohamed-les-etapes-de-fabrication-de-sucre-repare-repare.pdf