TPE
LYCEE MICHELET
MATIERE ET FORME
BETTERAVE SUCRIERE
1/ Récolter, laver et débiter
Les récoltes de la betterave sucrière française ne dure que de fin septembre jusqu'à Noël environ. La sucrerie doit se trouver assez près de des champs (~ 30 km), ainsi la richesse du sucre est exploitée au maximum. Il n'y a pas de prix/kg, c'est le poids net des racines livrées et leur teneur en sucre qui sont évalués par prélèvement lors de la livraison. Par la suite, les betteraves sont brassées dans un lavoir où elles circulent à contre-courant d'un flux d'eau pour leur enlever toutes leurs impurtés (terre, pierres...) et les résidus récoltés lors du lavage (herbes et feuilles par expemple) sont réutilisés et les eaux terreuses de lavage sont décantées et recyclées plusieurs fois avant de les évacuer définitivement. Le découpage (aussi appelé débitage) est la dernière étape avant d'extraire du sucre, mais elle doit être réalisée avec soin : les betteraves sont sorties du lavoir et sont découpées en cossettes (ce sont des fines lanières de 5 à 6 cm de long environ) à l'aide des coupe-racines. Cette forme particulière est optimisée pour une bonne extraction du sucre dans l'eau.
2/ Diffusion
Les cossettes sont ensuite amenées vers l'étape de la diffusion, dans laquelle elles circulent à contre courant d'une eau chaude. Le sucre a la propriété de traverser les parois des cellules des cossettes plongées dans l’eau chaude: c’est ce qu’on appelle la diffusion par osmose. Il s’agit d’un grand tambour de forme cylindrique, divisé en compartiments, dans lequel les cossettes voyagent à contre-courant d’un flux d’eau chaude (+ 70°C). Le liquide d’extraction (l’eau qui se charge progressivement de sucre) est recueilli à la sortie du diffuseur. Apès la diffusion, les pulpes contiennent environ 92% d'eau.
3/ Chaulage, carbonatation et filtration
Le jus obtenu après diffusion contient une grande quantité de sucre, mais également de nombreuses impuretés. Il est donc clarifié par à l'aide de deux produits complémentaires :
-l'eau de chaux (Ca(OH)2) qui précipite les impuretés
-le gaz carbonique (CO2) qui, avec l'eau de chaux, reforme le carbonate de chaux (CaCO3) et fixe les impuretés
Ensuite, le jus subit une double carbonatation (=ajout de CO2) ce qui sert à précipiter l'eau de chaux restante. Le filtrat (c'est-à-dire les impuretés et chaux précipitées) est séparé par filtration : le carbonate de chaux et les impuretés sont éliminés par filtration, ainsi, le jus est devenu limpide et contient 12 à 13% de sucre, 86% d'eau et 1% d'impuretés.
Le jus est ainsi débarassé de ces impuretés, et les résidus obtenus sont séchés pour donner des amendements en agriculture.
4/ Evaporation
Le jus épuré contient donc 86% d'eau, ainsi l'étape de l'évaporation va permettre de concentrer ce jus jusqu'à obtenir un sirop à une concentration proche de la saturation. L'évaporation a lieu dans plusieurs évaporateurs successifs (de grandes colonnes), et donc chauffé avec de la vapeur à haute de température. Une température plus basse permet d'éviter la cuisson du sucre à un stade consacré à évaporer le jus.
Mais s'il y a un côté positif à retenir dans le fait que la betterave sucière contient beaucoup d'eau, c'est que les quantités d'eau en surplus suffisent aux besoins en eau de l'usine. La vapeur produite est également recyclée et permet de générer l'énergie électrique; notamment utile au fonctionnement de l'usine.
Titre du site
5/ Cristallisation
La cristallisation consiste à séparer du saccharose les impuretés solubles qui demeurent toujours dans le jus concentré. La cristallisation est réalisée en 2 ou 3 étapes qui sont appelées jets. Chaque jet est constitué d'une phase de cristallisation : malaxage et centrifugation. Sa transformation se poursuit, et de très fins cristaux de sucre y sont introduits pour déclencher la cristallisation (=grossissement des cristaux). Le mélange sirop et cristaux obtenu passe ensuite dans un malaxeur pour le refroidir. Et le sucre est enfin centrifugé dans des turbines/centrifugeuses pour séparer les cristaux du jus issu de l'égouttage. Appelé ''égouts'', ces derniers contiennent encore du sucre et des impuretés qui n'ont pas encore été éliminées lors de l'épuration. Les égouts issus du 3ème jet constituent la mélasse, elle est encore riche en sucre mais est difficilement extractible. La mélasse est communement utilisée dans les industries de fermentation et dans l'alimentation animale.
6/ Emballage
Le sucre cristallisé blanc est évacué de la turbine et séché, puis refroidi. La majeure partie de la production de sucre doit être stockée pendant un temps plus ou moins long dans des silos car la récolte ne se fait que sur quelques mois. Alors, des enceintes métalliques et étanches, légèrement chauffé et ayant l’air conditionné fera en sorte que le sucre reste pur et sec. Le stockage et la vidange sont complètement automatiques, ce qui écarte tout risque de pollution du produit.
Toutes les images sont des captures d'écran d'une animation trouvée sur le site Sucre Saint Louis :
Quelques chiffres
-le sucre en poudre Saint Louis se vend 0,77€/kg
-il y a environ 26 000 agriculteurs de betterave sucrière en France, ils sont présents dans 29 départements (2009)
-le rendemment du sucre par hectare est de 13,7 tonnes en France (2009)
-en 2009, la France est le premier producteur européen et mondial de sucre de betterave
-en 2013/2014, la France aura produit 5 356 000 tonnes de sucre issu de betterave sucrière
La canne à sucre
Menu Sucre
