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Auteur(s)
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Martine DECLOUX : Professeur en Génie des procédés à l’École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (ENSIA)
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Après avoir présenté les procédés de stockage, réception, lavage des betteraves, extraction du sucre et épuration du jus de diffusion utilisés en sucrerie betteravière , cette seconde partie est consacrée aux procédés de concentration des jus, au bilan énergétique et à la cristallisation du sucre.
Les principales différences entre sucreries de cannes et de betteraves sont ensuite abordées.
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Cristallisation du sucre
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1. Concentration des jus et bilan énergétique
L’atelier d’évaporation permet de concentrer le jus avant évaporation (JAE). Il faut amener le jus à une concentration la plus proche possible de la valeur correspondant à la saturation du sucre en cristallisation. En 2001, le brix moyen du sirop en sortie de concentration était de 68,5 g MS/100 g (entre 59,7 et 73,5). Les quantités d’eau à évaporer sont très importantes.
une usine de taille moyenne traitant 10 000 tonnes de betteraves par jour doit évaporer 340 tonnes d’eau par heure pour produire le sirop.
La consommation d’énergie des sucreries pourrait donc être très importante si une optimisation de tout le circuit n’avait été réalisée au cours du temps. L’atelier d’évaporation multiple-effet est au cœur de la sucrerie au niveau de l’énergie. Il est de ce fait difficile de dissocier cet atelier de la production de vapeur et du bilan thermique de l’ensemble de la sucrerie.
1.1 Optimisation de l’utilisation de l’énergie
Comme l’illustre la figure 1, les principaux éléments d’optimisation du bilan d’énergie sont les suivants :
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la mise en œuvre du multiple-effet : la vapeur et le jus circulent en parallèle pour préserver la qualité du jus (diminution de la pression du corps d’évaporation avec l’augmentation de la concentration du jus). En effet, les réactions de dégradation du sucre et de formation de matières colorantes, notamment les produits issus de la dégradation alcaline des hexoses, s’accélèrent avec l’augmentation de la concentration des solutions. La température du jus au premier corps est limitée et comprise entre 125 et 128 oC (soit une pression absolue de 2,1 à 2,6 barabs) et le dernier corps est généralement « sous-vide » grâce à la condensation de la vapeur émise dans ce corps et à l’aspiration des gaz incondensables par une pompe à vide ;
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les échangeurs des autres ateliers de la sucrerie (diffusion (cf. [F 6 150], § 3), épuration (cf. ...
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Concentration des jus et bilan énergétique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SNFS - * - Bilan de campagne (annuel).
-
(2) - McGINNIS (R.A.) - Beet sugar technology - . 3rd Edition. Denver, USA, C & M press (1982), reprint 1996.
-
(3) - ICUMSA - International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis. Methods Book - . Colney, Norwich (England), ICUMSA, Publications Department (1994).
-
(4) - VAN DER POEL (P.), SCHIWECK (H.), SCHWARTZ (T.) - Sugar technology, beet and cane manufacture - . Berlin, Verlag Bartens (1998).
-
(5) - HUGOT (E.) - Handbook of cane sugar engineering - . Elsevier (1972).
-
(6) - CHEN (J.C.P.), CHOU (C.C.) - Cane Sugar Handbook - . 12th Edition. New York, Wiley-Interscience (1993).
ANNEXES
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Contexte économique
Avec des betteraves contenant entre 16 et 19 % de sucre, des rendements autour de 10 à 11 tonnes de sucre blanc à l’hectare, la France métropolitaine a produit en 2000-2001, 4,23 Mt (millions de tonnes) de sucre blanc avec 35 usines dont la capacité moyenne en tonne de betterave par jour est proche de 11 769 t bett. / j. Le nombre de sucreries va continuer de décroître. Certains spécialistes de la filière considèrent que l’équilibre se situe autour de 30 usines, d’autres pensent que ce sera encore moins. La limite sera liée aux coûts de transport des betteraves vers les sucreries. Les usines sont situées près des zones de production c’est-à-dire au nord de la Loire.
La consommation de sucre en France est de 2,1 Mt de sucre blanc soit environ 34,18 kg / hab en 2001. L’utilisation du sucre se répartit par 22,1 % en consommation directe, 75,6 % dans les produits transformés (boissons, confiserie, laitages, vins spiritueux, et dans les collectivités), enfin 2,3 % dans l’industrie chimique. En septembre 2001, le prix moyen de vente au détail (1er oct-30 sept.) était d’environ 1,2 E/...
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