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Manuel sur l'Environnement Volume II: Agriculture, Secteur Minier et Énergie, I

Manuel sur l'Environnement Volume II: Agriculture, Secteur Minier et Énergie, Industrie et Artisanat (GTZ/BMZ, 1996, 751 pages) Industrie et artisanat 56. Le sucre 1. Présentation du domaine d'intervention 2. Effets sur l'environnement et mesures de protection 3. Aspects à inclure dans l'analyse et l'évaluation des effets sur l'environnement 4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention 5. Appréciation récapitulative de l'impact sur l'environnement 6. Bibliographie http://www.nzdl.org/ 1. Présentation du domaine d'intervention Le sucre est la seule denrée alimentaire qui soit tirée de deux plantes distinctes, la betterave sucrière (beta vulgaris) et la canne à sucre (saccharum officinarum), cultivées dans des régions différentes. Ces deux plantes d'importance économique mondiale n'entrent en concurrence l'une avec l'autre que dans de petites zones intermédiaires, où elles restent toutes deux nettement en-dessous de leur optimum physiologique. Ces zones sont pour la plupart situées entre le 25e et le 38e degré de latitude nord. La culture de la betterave sucrière se concentre essentiellement dans les régions à climat tempéré d'Europe et d'Amérique du nord où on enregistre des températures moyennes de 16° C à 25° C en plein été et des précipitations annuelles d'au moins 600 mm. Dans les régions subtropicales, la betterave est cultivée pendant les mois d'hiver. L'irrigation est nécessaire si les précipitations sont inférieures à 500 mm. Le sol le plus favorable à la culture de la betterave est un sol limoneux profond, neutre à faiblement alcalin. En tant que culture intensive, elle exige une fumure minérale assez importante. Etant donné que, pour des raisons phytosanitaires (le nématode de la betterave est notamment la cause la plus fréquente de la chétivité des betteraves), la betterave ne peut être cultivée sur une même parcelle que tous les 4 ans, le rayon d'action d'une sucrerie est très étendu. La période végétative est en règle générale de 5 à 6 mois. Le rendement est de l'ordre de 40 à 60 t/ha dans les zones tempérées et de 30 à 40 t/ha en moyenne dans les régions subtropicales. La teneur en sucre oscille entre 16 et 18%. La canne à sucre est une plante des régions tropicales de basse altitude. Les zones de culture se situent pratiquement toutes entre le 30e degré de latitude sud et le 30e degré de latitude nord; on observe la plus forte concentration entre les isothermes nord et sud de 20° C. La canne à sucre a besoin d'un fort ensoleillement et de précipitations annuelles d'au moins 1 650 mm ou sinon d'une irrigation additionnelle. La préférence va aux sols lourds, riches en éléments fertilisants et à forte capacité de rétention d'eau; des sols légèrement acides à neutres sont favorables. Comme il s'agit d'une production de masse, la canne à sucre nécessite des apports importants d'éléments nutritifs. La sélection de variétés résistantes et la mise en oeuvre de mesures sanitaires ont permis de réduire considérablement les maladies et les dégâts causés par les ennemis de la canne à sucre. La lutte biologique contre ses ennemis ne cesse de gagner en importance. La canne à sucre est tolérante envers elle-même et sa principale forme de culture est la monoculture. La canne vierge est en règle générale récoltée à 14 - 18 mois et les repousses (ratoon) à 12 - 14 mois. Le rendement oscille entre 60 et 120 t/ha; la teneur en sucre est en moyenne de l'ordre de 12,5%. La récolte et la teneur en sucre diminuent avec l'âge du peuplement, de sorte que l'on ne va habituellement pas au-delà d'une durée totale d'exploitation de 4 à 5 coupes. Les sucreries sont des centres agro-industriels qui organisent ou assument eux-mêmes la culture de la matière première, elles ont leur propre alimentation en énergie et en eau ainsi que de grands ateliers différenciés. L'équipement technique est conçu pour le traitement d'une seule matière première naturelle. Si la sucrerie sert à la transformation directe des plantes sucrières, la durée d'exploitation coïncide avec la partie de l'année où les plantes sont récoltées et peuvent se conserver (campagne). La capacité journalière (24 h) va de 5 000 à 20 000 t dans les installations de construction récente; à signaler toutefois qu'une sucrerie ne peut travailler efficacement au-delà d'une capacité de 10 000 t/jour que si l'infrastructure nécessaire est en place. L'usine doit dans la mesure du possible être située au coeur de la zone de culture de la matière première, au bord d'un cours d'eau et être rattachée au réseau ferré et routier public. Les sous-produits de la fabrication du sucre - mélasse, pulpes et bagasse - sont soit utilisés ou transformés dans l'usine même, soit employées comme matières premières par d'autres entreprises industrielles. · Récolte, stockage et nettoyage de la matière première La récolte de la betterave sucrière est presque exclusivement mécanique tandis que celle de la canne à sucre est encore essentiellement manuelle (coupe des tiges). L'acheminement vers l'usine se fait par voie ferrée ou par route, et exceptionnellement par voie d'eau dans le cas de la canne à sucre. Selon la température et la méthode de stockage, les betteraves sucrières peuvent être stockées pendant 1 à 3 jours. La canne à sucre en revanche interdit tout stockage. Elle doit être transformée au plus tard dans les 12 heures qui suivent la coupe; une déperdition de sucre pouvant atteindre 2%/24 h est possible. Les betteraves sucrières sont toujours lavées avant leur transformation, la canne à sucre ne l'est en règle générale que si elle a été récoltée à la machine. · Broyage et épuration du jus La betterave sucrière est découpée en cossettes dans des coupe-racines. Pour extraire le sucre de ces cossettes, celles-ci sont exposées à un courant d'eau chaude (60 - 70° C) envoyé à contre-courant de leur progression. Les cossettes épuisées (pulpes) sont ensuite débarrassées de l'eau qu'elles renferment par procédé mécanique et sont, la plupart du temps, mélangées à jusqu'à 30% de mélasse avant d'être séchées; après quoi, elles sont généralement agglomérées sous presse et servent à l'alimentation du bétail. Les cossettes débarrassées de leur eau par procédé mécanique peuvent, étant donné leur teneur résiduelle en sucre (env. 0,8%), être ensilées (conservation par fermentation) et données au bétail dans les exploitations agricoles. La canne à sucre est débitée dans des coupe-cannes, puis fragmentée dans des broyeurs et/ou shredders, pour être ensuite pressée dans un train de 4 à 7 moulins ou traitée comme la betterave sucrière dans un diffuseur pour en exprimer le jus. On obtient 25 à 30 kg de résidus ligneux renfermant un faible pourcentage de saccharose (bagasse) pour 100 kg de canne broyée. La teneur en fibres de la bagasse est d'env. 50%. · Epuration du jus Le processus de transformation est pratiquement le même pour la betterave et pour la canne à sucre passé le stade de l'extraction du jus trouble. L'épuration du jus trouble se fait par voie mécanique et chimique. Les fragments de fibres et de cellules végétales sont éliminés par procédé mécanique. L'épuration chimique du jus se fait par précipitation d'une partie des substances non sucrées dissoutes et en dispersion dans le jus, suivie d'une séparation du précipité. Dans l'industrie sucrière de la betterave, le traitement à la chaux et au gaz carbonique, opération d'épuration du jus au cours de laquelle on y ajoute simultanément de la chaux et du dioxyde de carbone, a fait ses preuves. On parvient à améliorer l'agglomération des particules et à réduire le temps de sédimentation dans le décanteur de 40 - 60 minutes normalement à 15 - 20 minutes en ajoutant des floculants synthétiques, essentiellement des polyélectrolytes. Dans l'industrie sucrière de la canne, on a habituellement recours au chaulage simple (défécation), moins souvent à un traitement à la chaux et à l'anhydride sulfureux (sulfichaulage) ou plus rarement à un traitement à la chaux et au dioxyde de carbone pour l'épuration du jus. Le décantat est ensuite filtré dans des filtres fins et amené directement au poste d'évaporation. Le sédiment ou la boue concentrée (env. 25 à 30 kg/100 kg de matière brute) est divisé, généralement dans des filtres rotatifs sous vide, en ses différents composants: jus filtré et écumes de filtration (env. 3 à 6 kg/100 kg de matière brute). Le jus filtré est ramené au processus et les écumes éliminées comme déchet. · Evaporation et cristallisation La concentration du jus clair (env. 12 à 15% de MS) s'effectue dans un poste d'évaporation à effet multiple jusqu'à obtenir une teneur en matière sèche de 60 à 70%. Le jus traverse les différents appareils, chacun d'entre eux étant chauffé par la vapeur (air saturé de vapeur d'eau qui s'échappe tandis que le jus clair est concentré par évaporation) de l'appareil précédent. Au poste de cristallisation, le jus concentré (sirop) est essoré dans des chaudières à cuire où règne une dépression d'env. 80%. Comme la pression à l'intérieur des chaudières est basse, la cuisson peut se faire à température réduite, ce qui permet d'éviter une coloration par caramélisation. Lorsque la part de sucre dans l'eau atteint une proportion donnée (degré de sursaturation), il y a formation de cristaux. En continuant d'ajouter uploads/Industriel/ sucre-et-environnement.pdf