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* Le caryopse est un fruit à péricarpe sec non déhiscent contenant une seule graine : le péricarpe du fruit et le
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Une tonne de canne à sucre = 115 kg de sucre
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Source: Secrétariat de la CNUCED
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Pour fabriquer des carrés, il va s'agir de compresser et de mouler les formes alors que le sucre est encore chaud
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Pour de plus amples informations sur ce thème, consulter le document intitulé: la sucrochimie: enjeux et
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Description et caractéristiques techniques de la canne à sucre et de la betterave sucrière

  1. 1. Description et caractéristiques techniques de la canne à sucre et de la betterave sucrière Le terme de sucre vient du sanskrit: “sarkara”. Si il recouvre aujourd'hui une large gamme de produits, à l'origine, cette dénomination était uniquement réservée au saccharose (diholoside formé de la liaison du fructose et du glucose). Propriétés physiques et chimiques du saccharose Masse molaire atomique 342g/mol Densité 1588kg/M3 Point de fusion 160°C Soluble dans l'eau et dans les solutions impures Source: Secrétariat de la CNUCED d'après le document: "Techniques de l'ingénieur - procédé de transformation en sucrerie". Bien que le sucre puisse être extrait d'un éventail assez large de plantes cultivées aussi bien dans l'hémisphère nord (betterave sucrière, érable du Canada...), que dans l'hémisphère sud (canne à sucre, sorgho...), deux cultures principales atteignent un niveau commercial: la canne à sucre (Saccharum officinarum L.) et la betterave sucrière (Beta vulgaris). Au sujet du sorgho à sucre, consulter le document de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture intitulé: "le sorgho à sucre en Chine". La canne à sucre La plantation de la canne à sucre se fait par bouturage, en principe au début ou à la fin de la saison des pluies. Ce travail consiste à couper les tiges des cannes en morceaux en ayant soin de laisser sur chacun d'eux au moins un nœud pour la reprise dans un premier temps, puis, de les planter en terre dans un second temps. Lors de la récolte, qu'elle soit manuelle ou mécanisée, le rhizome ainsi qu'un morceau de tige faisant apparaître au moins un nœud sont laissés en terre, comme lors de la plantation. Cette opération permet, du fait de la rusticité de la plante, de faciliter sa reprise spontanée. En général les planteurs ont recours à cette méthode et laissent les cannes repousser quatre ou cinq années consécutives; ce qui permet de conserver des rendements intéressants sans trop appauvrir le sol. En outre, le fait de ne pas avoir à replanter de nouvelles boutures chaque année procure un gain financier et une économie de temps importants. La canne à sucre se développe dans des températures chaudes s'étalant en principe entre 10°C et 30°C. Par contre, les températures ne doivent en aucun cas descendre en dessous de 0°C car la plante gèlerait. Lors de la phase de maturation, c'est à dire la période au cours de laquelle la plante fabrique le plus de saccharose, les températures peuvent se situer entre 10°C et 20°C. Les besoins en eau de la canne à sucre se situent en moyenne aux alentours de 1500 mm par an, toutefois, la culture de la canne à sucre peut également avoir lieu dans des régions moins propices si un bon système d'irrigation est mis en place. Le sol doit être riche, lourd et assez poreux pour permettre une bonne pénétration et conservation de l'eau, mais il doit également être bien drainé, afin que le système racinaire de la plante, qui est assez important, se développe dans de bonnes conditions. La canne à sucre s'épanouit bien dans des sols légèrement acides, l'optimal se situant à un pH d'environ 6,5. Toutefois, elle peut supporter des terres, plus acides (jusqu'à 5) ou plus élémentaires (jusqu'à 8,5).
  2. 2. La croissance de la plante se fait de manière graduelle, assez lente au départ, elle s'accélère doucement jusqu'au début de la phase de mûrissement où le rythme de croissance ralentit de nouveau. La floraison de la canne va dépendre fortement des conditions environnementales et en premier lieu de la quantité d'eau fournie, de la teneur en azote du sol et de la durée quotidienne d'ensoleillement. Cette étape ayant tendance à diminuer le rendement en sucre de la plante, les planteurs la préviennent souvent, soit en plantant des variétés hybrides qui ne fleurissent pas, soit, en pratiquant l'écimage de la plante. Si ces diverses conditions sont réunies, les plants de canne à sucre arriveront à maturité au bout de 10 à 24 mois selon les régions (la moyenne se situant aux alentours de 16 mois). Ce moment est assez simple à déterminer, il intervient un mois après l'apparition de petites fleurs le long de la tige de la canne à sucre. Elle est alors coupée au plus près du sol (c'est la partie inférieure de la tige qui contient le plus de saccharose) en laissant toutefois au moins un nœud apparent. Cette opération peut se dérouler de manière manuelle quand c'est la tradition dans le pays ou quand le relief ne permet pas le recours aux machines. Une fois coupées, les tiges sont étêtées, débarrassées de leurs feuilles puis entassées sous forme d'andains. Lorsque la récolte se fait de manière mécanique, toutes les opérations de ramassage sont réalisées en un seul passage.Il arrive parfois que les champs soient brûlés avant d'être récoltés afin de les débarrasser des serpents et des rats, mais également pour éviter un important travail de main d'œuvre post-récolte (effeuillage et brûlage des débris végétaux). Ceci engendre toutefois plusieurs inconvénients dont notamment une baisse de la qualité des cannes due aux lésions causées par le feu à la tige ainsi qu'une possible dégradation de la qualité des sols et l'émission de substances nocives dans l'air. La fragilité des plants de canne à sucre après ramassage explique la rapidité avec laquelle ils doivent être acheminés vers les sucreries et traités (plus le temps de stockage s'allonge, plus la teneur en sucre des plants diminue). A titre d'illustration, des pays industrialisés tels que les Etats-Unis possédant les technologies les plus avancées en matière de transport (route et rail), n'échappent pas à la règle puisque les sucreries se trouvent généralement au plus près des lieux de culture (souvent à moins de cinquante kilomètres). La betterave sucrière La betterave est une plante adaptée aux climats tempérés. Elle est plantée en principe au printemps et récoltée à l'automne. La betterave est peu sensible aux températures froides, il arrive toutefois qu'elle gèle si celles-ci chutent en dessous de -5°C. Contrairement à la canne à sucre, la betterave sucrière est multipliée par semences. Il existe deux techniques différentes de culture. 1. La première vise à créer des planchons de betteraves en pépinières qui sont ensuite repiqués en pleine terre vers la fin de l'hiver en alternant les bandes de plantes mâles et de plantes femelles. C'est la méthode utilisée notamment en Europe. La première année, la racine et les feuilles se développent. Si on laisse la plante en terre après le moment de la récolte, elle commence à fleurir, puis donne des graines. C'est dans ce cas précis, une culture biennale. 2. La seconde vise, comme c'est le cas en Amérique du Nord, à cultiver la betterave sucrière sur une base annuelle, c'est à dire que les graines sont semées vers le début de l'été à une profondeur de 25mm à 30mm où elles passent tout l'hiver. La graine commence à germer à partir de 5°C et la plante est récoltée au début de l'automne. Au moment de la formation du tubercule de la plante, la température extérieure doit être comprise entre 20°C et 25°C pendant la journée et proche de 15°C la nuit. Le document "la biologie du Beta vulgaris L.(Betterave à sucre)" de l'Agence canadienne d’inspection des aliments auprès du Gouvernement du Canada précise notamment "qu'aux États-Unis, 90 à 95% de la production
  3. 3. de semences est obtenue par culture directe". La betterave est une plante dont la culture requiert une utilisation importante d'eau (600mm à 700mm). Dans le cas où les précipitations ne seraient pas suffisantes pour satisfaire ses besoins, il est possible de compenser le déficit hydrique par la mise en place d'un système d'irrigation. Les sols légèrement alcalins sont les plus adaptés à la culture de la betterave et en particulier ceux à tendance limoneuse ou légèrement argileuse. La culture de la betterave sucrière s'intègre bien dans le cadre d'une politique de rotation des cultures et il est généralement important de laisser un minimum de quatre ans entre chaque culture. Contrairement à la canne à sucre, la récolte de la betterave est hautement mécanisée. Les betteraves sont tout d'abord débarrassées de leurs feuilles puis sectionnées au niveau du collet, retirées du sol et envoyées vers les râperies. * Définition du terme planchon d'après l'encyclopédie Hachette en ligne: "Jeune plante issue d'un semis d'été, conservée en silo pendant l'hiver et plantée au printemps pour la production de graines." Concernant le cycle de croissance de la betterave sucrière, consulter le site internet de l'Institut technique de la betterave et en particulier le document suivant: caractères botaniques et exigences physiologiques- le cycle de la betterave. Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN System websites La canne à sucre (Saccharum officinarum L.) est une plante vivace de la famille des poacées (anciennement graminacées) au même titre que le maïs et le blé. Elle peut parfois atteindre cinq mètres et est essentiellement exploitée dans les zones tropicales et subtropicales de faible altitude, principalement à l'intérieur d'une bande allant de 35° de latitude Nord à 30° de latitude Sud. Cette plante se compose de plusieurs parties. La tige est certainement l'un des éléments qui la caractérise le mieux. Elle est souvent comparée à celle du roseau et constitue le réservoir en sucre de la plante avec une proportion de 10% à 18% de saccharose. La tige de la canne à sucre (ou plutôt les tiges, car elles peuvent être jusqu'à 40 sur le même pied) est épaisse, longue (deux à cinq mètres de haut) et d'un diamètre pouvant aller de deux à six centimètres. Elle présente un aspect assez lisse entrecoupé de nœuds très visibles tous les dix à vingt centimètres environ. Sa couleur peut aller du vert-jaune au violet en passant quelquefois par le blanc selon les variétés et l'exposition au soleil. A la hauteur de chacun des nœuds partent des feuilles alternes et allongées pouvant atteindre un mètre cinquante. Lorsque la période de floraison intervient, la tige se termine par une panicule surmontée d'une inflorescence (ou flèche) composée de petites fleurs dont la couleur, tout comme celle de la tige, change selon les variétés. Ces fleurs contiennent des fruits de toute petite taille: des caryopses*. Contrairement à d'autres plantes de la même famille (blé, maïs...), les graines de la canne à sucre n'ont quasiment aucune vocation reproductrice car leur capacité en la matière est très faible et leur nombre assez réduit. La reproduction sexuée n'étant pas possible, la canne à sucre repousse chaque année, soit à partir du rhizome laissé en terre lors de la récolte, soit par bouturage.
  4. 4. * Le caryopse est un fruit à péricarpe sec non déhiscent contenant une seule graine : le péricarpe du fruit et le tégument de la graine sont soudés. Pour un aperçu photographique d'un plant de canne à sucre, consulter le site internet de Lameca. La betterave sucrière La betterave sucrière, Beta vulgaris altissima, est une plante généralement bisannuelle de la famille des chénopodiacéescultivée dans les zones tempérées. Cette plante peut mesurer environ un mètre de haut. La partie aérienne est formée de feuilles larges, ovales et allongées, organisées en corolle. C'est la racine pivotante, d'une vingtaine de centimètres de long et généralement de couleur blanche pour cette variété, qui renferme les réserves en sucre. Elle contient environ 16% de saccharose, dont, pour ainsi dire, les huit dixièmes peuvent être extraits lors d'un processus industriel de diffusion. Quand la betterave est cultivée pour ses réserves en sucre, elle est plantée au printemps pour être récoltée au cours de l'automne. Toutefois, si c'est à des fins de reproduction qu'elle est mise en terre, elle est alors cultivée comme une plante bisannuelle et produit une inflorescence contenant des akènesde couleur brune un an après le semi. Pour un aperçu photographique d'un plant de betterave sucrière, se reporter au site internet de l'Université du Mans. Last updated on 3/28/2011 Plusieurs critères ont une influence sur le rendement : le climat, la qualité des sols, la satisfaction des besoins en eau (soit naturellement, soit par le biais de l'irrigation) ainsi que la variété cultivée. Le rendement mondial moyen de la canne à sucre à l'hectare sur la période 1961-2005 a été 1,8 fois supérieur à celui de la betterave sucrière avec 33 tonnes par hectare pour la betterave, contre 58 tonnes par hectare pour la canne à sucre. En outre, la canne à sucre possède un rendement en sucre plus élevé que celui de la betterave. A contrario, le mode de transformation de la betterave qui fait qu'elle n'a pas besoin d'être raffinée explique en grande partie la croissance très importante de son utilisation depuis le début du XIXème siècle. La canne à sucre Le rendement mondial de la canne à sucre a augmenté à un rythme annuel de 0,6% entre 1961 et 2005 passant ainsi d'un rendement de 50 tonnes par hectare en 1961 à 65 tonnes en 2005. Parmi les principaux pays producteurs de canne à sucre, le Brésil et l'Inde affichent un rendement croissant sur la période (rythme annuel de croissance = 1,2% pour le Brésil et 0,9% pour l'Inde) qui leur permet d'atteindre les niveaux de rendement respectifs à l'hectare de 73 tonnes par hectare pour le Brésil et 62 tonnes par hectare pour l'Inde en 2005.
  5. 5. Parmi les autres pays producteurs de canne à sucre, l'Indonésie affiche le rendement le plus important avec une moyenne annuelle de 102 tonnes par hectare entre 1961 et 2005. Ce rendement suit toutefois une pente descendante depuis le début de la période, enregistrant en moyenne une baisse annuelle de l'ordre de 0,9%. Elle est suivie de près par trois pays dont le rendement annuel moyen sur la période a été supérieur à 80 tonnes par hectare: l'Égypte (97 tonnes par hectare), le Guatemala (85 tonnes par hectare) et les États-Unis (82 tonnes par hectare). Parmi ces trois pays, les États-Unis affichent un rendement très légèrement en baisse sur la période (- 0,8% par an environ) et deux sont en progression: l'Égypte avec une augmentation du rendement annuel de 0,9% et le Guatemala avec 2,2%. Parmi les acteurs prépondérants du marché affichant les rendements les plus faibles (en dessous de 50 tonnes par hectare en moyenne entre 1961 et 2005), on trouve principalement le Pakistan avec 44 tonnes par hectare, puis Cuba avec 40 tonnes par hectare et la Thaïlande avec 47 tonnes par hectare. La betterave sucrière Rendements mondiaux et nationaux de betteraves sucrières entre 1961 et 2005 (en t/Ha) Source: Secrétariat de la CNUCED d'après les données statistiques de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture Le rendement agricole de la betterave a été multiplié par 1,9 entre 1961 et 2005, passant ainsi de 23 tonnes par hectare en 1961 à 44 tonnes par hectare en 2005 avec un rendement moyen de 33 tonnes par hectare sur la période. Parmi les principaux pays producteurs de betteraves sucrières sur la période 1961-2005, que sont l'ex-URSS, la France, l'Allemagne, les États-Unis, la Pologne, l'Italie et la Turquie, ceux bénéficiant du plus fort rendement sont
  6. 6. principalement les pays membres de l'Union européenne ainsi que les États-Unis avec des rendements très largement supérieurs à la moyenne mondiale comme l'indique le graphique ci-dessus. Dans l'Union européenne, le rendement de la betterave en fonction de la date de récolte se présente de la manière suivante Récolte Septembre Octobre Novembre Décembre Rendement (tonnes de betteraves nettoyées/ha) > 3,75 > 1,9 < 1,25 < 1,25 Teneur en sucre (%) > 1% > 0,25% < 0,25% < 0,75% Rendement en sucre en kg/ha > 1000 > 375 > 190 < 60 Source: Farm Management Pocketbook - John Nix - September 1998 extrait du document conjoint de la FAO et de l'European Bank: Agribusiness Handbooks - vol. 4 : Sugar Beets / White Sugar Concernant la Pologne et la Turquie, ces deux pays se situent dans la moyenne mondiale avec un rendement moyen de 33 tonnes par hectare sur la période. Finalement, la Chine et l'ancien bloc soviétique, représenté à partir de 1992 presque exclusivement (90%) par deux producteurs: l'Ukraine et la Fédération de Russie, affichent les rendements les plus faibles des grands pays producteurs avec 21 tonnes par hectare. La Chine est le pays dont le rendement annuel a le plus progressé depuis les années 1960 avec un peu moins de 6% par an atteignant ainsi 26 tonnes par hectare en 2005 contre moins de 4 tonnes par hectare en 1961. Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN SysteComparaison des coûts de production du sucre de canne et de betterave Proportion des coûts de revient de la canne à sucre comparé à la betterave (base 100) pour différents postes Source: Secrétariat de la CNUCED d'après le Sugar trading manual Une des grandes spécificités du sucre est de pouvoir être produit à partir de deux plantes différentes, aussi bien en ce qui concerne leurs lieux que leurs modes de culture. Au niveau des coûts de production, la canne à sucre est plus compétitive que la betterave : son coût de revient représente environ les six dixièmes de celui de sa concurrente. Ce sont principalement les coûts de culture qui conduisent à cette différence car les coûts de production de la canne sont
  7. 7. environ deux fois inférieurs à ceux de la betterave. Plusieurs facteurs jouent un rôle déterminant dans ce processus : Le niveau moins élevé des coûts de l'énergie de la canne à sucre dû à la possibilité offerte par cette dernière de produire tout ou une partie de l'énergie indispensable à sa transformation. Le niveau de sucre tiré de la plante plus élevé pour la canne (ce qui recouvre non seulement sa culture, mais également sa récolte). Les coûts fixes seront d'autant mieux répartis que le niveau de saccharose extrait sera important. A ce jeu là, le plus performant des producteurs de canne à sucre au monde est l'Australie, avec un rendement en sucre à l'hectare supérieur à 12 tonnes. Son premier concurrent est le Mexique qui affiche un rendement à l'hectare d'environ 9 tonnes. A prendre en considération encore : Le coût de la main d'œuvre qui est généralement plus faible dans les zones de production de canne, à l'instar du taux de mécanisation. L'explosion de la production de la canne à sucre notamment brésilienne, multipliée par 1,6 entre 1980 et 1985 qui a tiré vers le bas les coûts de production (en une dizaine d'années de 1975 à 1987, la production brésilienne a été multipliée par trois et sa part dans la production mondiale est passée de 14% à 27%). L'épandage d'un volume plus important d'engrais dans les zones tempérées productrices de betteraves que dans les zones tropicales et subtropicales qui fournissent la canne. Une repousse spontanée de la canne d'une année sur l'autre pendant une dizaine d'années au maximum, alors que les betteraves doivent être replantées chaque année. Il semblerait, en outre, que l'avantage comparatif de la canne à sucre par rapport à la betterave se soit amplifié au fur et à mesure du temps. En effet, entre la fin des années 1970 et la fin des années 1990, la baisse annuelle moyenne des coûts de production en termes réels de la canne à sucre et de la betterave ont été respectivement de 2,6% et 1,9%. Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN System websites m websitesLe processus de fabrication du sucre Le schéma ci-dessous représente le processus de fabrication du sucre à partir de betterave sucrière. Pour le traitement des cannes à sucre, la démarche est identique sauf en ce qui concerne les premières étapes (jusqu'au coupe-racine). Processus de fabrication du sucre à partir de la betterave sucrière
  8. 8. Une tonne de canne à sucre = 115 kg de sucre Une tonne de betterave sucrière= 135kg de sucre Source: Secrétariat de la CNUCED d'après l'encyclopédie de Club-Internet.fr Une version anglaise de ce schéma peut être consultée sur le site internet du Comité européen de fabricants de sucre. (bas de page: See manufactoring process). Le site de la Direction de l'enseignement scolaire français peut également être consulté et en particulier, l'étude d'un système et/ou processus technique. Bien que le sucre puisse être produit à partir de nombreuses plantes telles que l'érable, le palmier dattier ou le raisin, les deux principales voies d'extraction commerciales sont celles de la canne à sucre et de la betterave sucrière. En dehors de la première opération d'extraction du sucre qui se fait par broyage pour la canne à sucre et par diffusion pour la betterave, les étapes ultérieures de transformation sont identiques. Les étapes de transformation spécifiques au sucre de canne Une fois les cannes arrivées à l'usine, elles doivent être traitées immédiatement (maximum une demi-journée après la coupe) afin de ne pas perdre trop de leur teneur en saccharose. En effet, plus le temps entre la récolte et le traitement est long, plus le rendement en sucre est faible. Les cannes sont coupées en tronçons à l'aide de coupe-cannes. Afin de rendre le traitement ultérieur plus aisé, les tronçons de canne vont successivement passer dans un séparateur magnétique qui va permettre de retirer les éventuels bouts de métal qui risqueraient d'endommager les machines, puis vers un défibreur qui va broyer les cannes.
  9. 9. L'extraction du jus de canne à sucre (vesou) se fait par broyage dans une série de moulins successifs. Un résidu fibreux (bagasse) est extrait en même temps que le jus. Tout au long de cette étape, un flux d'eau chaude est injecté afin de faciliter l'extraction du sucre de canne. Vesou Liquide translucide de couleur brune assez sombre contenant 95% de la saccharose présente dans la canne. Il constitue par ailleurs la base du rhum agricole. Bagasse Résidu fibreux des cannes à sucre qui résulte de la première opération (extraction du jus). Elle peut être utilisée comme combustible au niveau de l’entreprise elle-même ou dans des centrales qu’elle alimente en biomasse (c’est le cas par exemple des centrales bagasse/charbon). Elle peut également être destinée à une autre industrie de transformation comme celle de la trituration par exemple. Une tonne de canne = 700 à 800 kg de jus ou 250 à 300 kg de bagasse Les étapes de transformation spécifiques à la betterave sucrière Une fois les betteraves arrivées à l'usine, un échantillon est prélevé, pesé, nettoyé, puis repesé. Le différentiel de poids entre la première et la seconde pesée permet de déterminer une "tare-terre" (généralement 0,5% à 2%) et d'évaluer par conséquent le poids de la betterave effectivement livrée après nettoyage. Les racines de betteraves sont ensuite stockées dans des silos réservés à cet effet pendant une durée moyenne de deux jours. Pendant cette période, le métabolisme respiratoire de la plante continue de se faire, il faut donc qu'elle soit la plus courte possible afin d'éviter une trop grande déperdition en sucre. La première opération de transformation consiste à laver les betteraves pour les débarasser de la terre, de l'herbe, des graviers ainsi que d'autres corps étrangers. Le matériel utilisé à cet effet est en principe constitué d'un trommel, d'un épierreur et d'un tapis balistique. Les racines sont ensuite découpées en tranches (cossettes) de un à deux millimètres d'épaisseur, ce qui va permettre, au cours de la phase de diffusion, d'augmenter la surface de la racine en contact avec l'eau chaude et donc d'accroître la proportion de sucre récupéré. Au cours de cette opération dite de diffusion, les cossettes sont expédiées dans un diffuseur où circule de l'eau chauffée à 70°C environ qui se charge en sucre en traversant les tranches. L'opération dure environ une heure. Jus de diffusion Liquide à la sortie du diffuseur contenant entre 15 et 20% de saccharose et quelques impuretés (environ 1 à 3%). Drèches ou pulpes Résidus fibreux humides qui sortent de la phase de diffusion. Ils contiennent à ce stade moins de 10% de matière sèche. Leur séchage va les rendre apte à servir d'aliments pour le bétail qui constituent leur utilisation principale. Les étapes de transformation communes aux deux produits Après avoir extrait le jus, l'étape ultérieure de transformation consiste à séparer le sucre des impuretés. Ce processus dit d'épuration ou de purification se fait généralement par chaulage simple (défécation) dans le cas de la canne à sucre ou de chaulage et carbonatation dans le cas de la betterave sucrière.
  10. 10. L'ajout de lait de chaux et de dioxyde de carbone entraîne une précipitation des impuretés (décantat). Le tout est ensuite filtré. Le décantat peut par ailleurs être utilisé en tant qu'amendements pour réduire l'acidité des sols. Le jus filtré va ensuite subir une étape de décoloration. L'utilisation de la chaux entraînant une calcification du jus, l'élimination des ions calcium évite l'encrassage de l'équipement employé lors des étapes ultérieures d'évaporation et de cristallisation. La décalcification se fait par le passage à travers des résines d'échange d'ions. L'étape d'évaporation/cristallisation du jus consiste à amener celui-ci à ébullition. Le dégagement de vapeur d'eau va entraîner la concentration du jus sous forme de sirop (60 à 70% de saccharose) qui va entrer dans le processus de cristallisation. Pour cela, il est déversé dans une cuve sous-vide à une pression d'environ 0,2 bar et maintenu à température inférieure à 80°C (ce qui évite la caramélisation et permet l'évaporation). Le sirop continue à se concentrer jusqu'à la formation des cristaux. Afin d'accélérer le processus, on peut introduire des cristaux de sucre (souvent du sucre glace) d'une taille de cinq à dix microns dans la chaudière (c'est l'étape dite du grainage). Afin de contrôler le niveau de grossissement des cristaux de sucre et leur quantité, le mélange est remué sans interruption et du sirop est ajouté au fur et à mesure de l'opération. Une fois que les cristaux ont atteint la taille et la quantité désirées, le mélange (masse cuite) passe dans des essoreuses afin de séparer les cristaux de l'eau encore présente. Cette eau ou égout pauvre repart au niveau des phases d'évaporation et de cristallisation pour un deuxième voire un troisième traitement. Les cristaux obtenus sont lavés par pulvérisation d'eau (clairçage). L'eau obtenue après clairçage est également appelée égout riche. Les cristaux appelés aussi sucre de premier jet sont finalement séchés sous vide, puis stockés dans des silos. Ils contiennent 99,9% de saccharose. Lors des deuxième et troisième traitements, le sucre encore présent est retiré par le biais des mêmes processus. Le sirop final est qualifié de jet d'épuisement (mélasse). Le sucre obtenu lors des deuxième et troisième traitements peut être décoloré par addition de charbon actif ou animal ou dans des échangeurs d'ions afin de répondre aux exigences de l'industrie de transformation du sucre. Sucre de deuxième et troisième jets Mélasse La mélasse qui représente environ 3 à 6% de la quantité de matière première utilisée, se présente sous la forme d'un sirop visqueux et très épais. Elle fait partie du produit du troisième jet de cristallisation qui ne peut être cristallisée. Elle contient des quantités variables de saccharose (généralement entre 40% et 50%) et se reconnaît à sa forte odeur. Elle peut être utilisée dans l'alimentation animale ou humaine quand elle subit une transformation. Dans certaines régions, elle peut remplacer la confiture ou le sucre dans des préparations. Elle peut également entrer dans l'industrie de la distillerie. Les dernières étapes avant la vente sont le tamisage, le classement, le pesage ainsi que le stockage du sucre sous des formes variées (dans des lieux bénéficiant d'une humidité d'environ 65%). Pour de plus amples informations sur cette partie, se reporter au site internet de l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) et en particulier aux documents suivants : sugarcane processing, sugarbeet processing. Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN Syste'éthanol ou alcool éthylique (C2H5OH) se présente sous la forme d'un liquide inflammable et incolore.
  11. 11. Il bout à 78°C, gèle à -112°C et son poids moléculaire est de 46,07 g/mol. Il peut être élaboré à partir de produits biologiques contenant directement du sucre comme la canne à sucre ou la betterave sucrière (ces intrants représentent 60% de la production mondiale d'éthanol), mais également de produits qui à l'instar du maïs, possèdent de l'amidon aisément transformable en sucre. L'éthanol peut être utilisé pur, en mélange ou encore sous sa forme d'éther (ETBE) produit par réaction avec de l'isobutène issu des raffineries. Historique En même temps qu'il créé la Ford T au début du XXème siècle, Henry Ford émet l'idée d'un carburant alternatif: l'éthanol. Les véhicules nord-américains des années 1900 à 1920 étaient d'ailleurs conçus pour circuler avec ce type de carburant. Toutefois, le pétrole a supplanté l'éthanol au cours des décennies suivantes en raison de la chute de ses cours internationaux, ce jusqu'aux chocs pétroliers de la décennie 1970 puis à nouveau depuis le contre-choc de 1986. Dans le monde, le pays le plus avancé dans ce domaine aussi bien d'un point de vue technologique que politique, est le Brésil. C'est le premier à avoir mis en place en 1975, à la suite du choc pétrolier de 1973, un plan dénommé Proálcool visant notamment à réduire la dépendance du pays par rapport au pétrole, mais également à lui permettre de trouver un débouché rentable et viable à la canne à sucre afin de la découpler des aléas du marché international. En 2005, le Brésil a produit 162 MhL de bioéthanol. Si de nombreuses distilleries sont subventionnées par l'Etat, le bioéthanol en soi ne bénéficie plus de mesures fiscales particulières. Néanmoins, l'essence ditribuée doit obligatoirement contenir 22% de bioéthanol. De nos jours, seule une partie restreinte du parc automobile brésilien roule au bioéthanol pur (3 millions de véhicules comparé aux quelques 16 millions fonctionnant au mélange avec de l'essence). Le deuxième pays s'étant intéressé de près à ce domaine sont les Etats-Unis qui lançaient en 1978 un programme spécifique en la matière cette fois essentiellement à base de maïs. L'utilisation de l'éthanol est réglementée par deux textes: le Clean Air Act (1970) modifié en 1990 et l'Energy Policy Act (2005). En 2005, Les Etats-Unis supplantent même le Brésil pour devenir le plus important producteur de bioéthanol avec 164 MhL grâce à une progression annuelle constante de 20% depuis 2000. Diverses mesures de détaxation existent aux niveaux étatique et fédéral (soutien reconduit jusqu'en 2007). Avec le retour des prix élevés du barril de nombreux Etats d'Amérique centrale (Salvador, Guatemala, Nicaragua, Honduras et Costa Rica) ont récemment mis en place une politique nationale en faveur de l'éthanol, carburant ex-canne à sucre. D'après l'Institut Français du Pétrole (IFP) dasn cette région: "..en 2010, 720 kt devraient être produits dont 320 seront destinés à l'exportation." Processus de fabrication de l'éthanol à partir du sucre
  12. 12. L'éthanol est produit par le biais de la distillation de jus de betterave et de canne à sucre fermenté. 1270 kg de canne à sucre = 1030 kg de betterave sucrière = 100 litres d'éthanol A la fin de l'étape de centrifugation /évaporation (voir partie "filière" de cette fiche), qui peut avoir été effectuée jusqu'à trois fois, on obtient à côté des sucres de deuxième et troisième jets, un résidu sirupeux: la mélasse. C'est elle qui, grâce à sa forte teneur en sucre, va être retraitée dans le but d'obtenir de l'éthanol. Au cours de la phase de fermentation, les moûts fermentescibles vont être ensemencés avec une levure appropriée afin d'être convertis en éthanol. A la fin de cette phase de fermentation, l'éthanol est concentré par distillation, c'est à dire que l'alcool est séparé de l'eau par évaporation. Il est possible d'obtenir à la fin de ce processus un produit affichant une pureté de 95,6%, le reste étant constitué d'eau. Pour obtenir un éthanol d'une plus grande pureté, on peut le faire passer par une étape de rectification, c'est à dire que l'alcool est purifié à travers des phases successives d'évaporation et de condensation. L'alcool absolu est, quant à lui, obtenu par passage dans une colonne de déshydratation où le résidu d'eau est retiré à l'aide d'un réactif du type baryte ou benzène. A la fin de cette étape, l'alcool titre à 99,98%. Il peut alors être employé à des fins pharmaceutiques notamment. Quand il est utilisé par l'industrie pétrolière, l'éthanol peut être soit employé seul dans sa forme hydratée soit comme additif au pétrole (on dit alors qu'il est sous sa forme anhydre); c'est notamment l'exemple du "gasohol" aux États-Unis (avec 90% d'essence et 10% d'éthanol). Cependant l'usage de l'éthanol pur (hydraté) ou à très forte concentration nécessite une adaptation spécifique du véhicule; à teneur plus faible (en moyenne variant entre 5 et 10%) aucune adaptation n'est nécessaire. Il sert d'alternative au pétrole, permettant ainsi de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Néanmoins il rentre en concurrence avec la filière alimentaire pour l'usage des terres qu'il convient dès lors d'arbitrer. En outre, le coût de production de l'éthanol est supérieur au prix des carburants fossiles, même si avec la montée des prix de l'essence l'écart tend de nos jours à se rétrécir. La production et l'utilisation d'éthanol en tant qu'additif ont surtout commencé à prendre leur essor en Europe depuis le début des années 1990 en même temps que l'introduction sur le marché des essences à faible teneur en plomb. Dans ce cadre, l'éthanol permet comme le plomb avant lui, d'accroître l'indice d'octane de l'essence. Principales voies de traitement de l'éthanol
  13. 13. Source: Secrétariat de la CNUCED Pour de plus amples renseignements sur les biocarburants et le bioéthanol, prière de se référer aux documents suivants:"Les biocarburants dans le monde", IFP, Panorama 2005 et "Le bioéthanol dans le monde". Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCSecteurs d'utilisation Les utilisations traditionnelles Les utilisations des sous-produits L'éthanol et les additifs pétroliers Concurrence avec les substituts Les sucres cristallisés brun et blanc peuvent être commercialisés compactés sous deux formes principales que sont le carré et le cube.
  14. 14. Pour fabriquer des carrés, il va s'agir de compresser et de mouler les formes alors que le sucre est encore chaud et humide. Cette méthode permet également d'obtenir des formes aussi différentes que des coeurs ou des trèfles par exemple. En ce qui concerne les cubes, le moulage est réalisé en lingots, puis les morceaux sont concassés après séchage. Le sucre cristallisé peut également servir à la fabrication d'autres produits obtenus par des opérations de broyage plus ou moins fin et de tamisage par exemple. C'est le cas du sucre en poudre (appelé aussi sucre semoule), dont la taille des cristaux est généralement comprise entre 0,4 mm et 0,5 mm ou du sucre glace qui est produit à partir de sucre cristallisé blanc broyé à moins de 0,15 mm et additionné d'amidon (3%) ou de silice (qui prévient l'agglomération). Moins connus et moins répandus sont la cassonade (95% de saccharose) produite par cristallisation sous vide du sucre de canne roux, la vergeoise (blonde ou brune selon qu'elle provienne d'un premier ou d'un second sirop d'épuisement) et le sucre candy obtenu par cristallisation très lente (10 à 12 jours) du sirop de sucre chauffé à 100°C sur un fil de coton ou de lin. De par son alliance avec différentes substances (pectine de fruits (0,5% à 1%) ou acide citrique (0,5% à 1%)), le sucre cristallisé entre notamment dans la fabrication de divers produits de l'industrie agro-alimentaire tels que le sucre à confitures, le gélifiant, les glaces, les sorbets, les gâteaux, les boissons gazeuses ou les bonbons par exemple pour lesquels il permet de remplir plusieurs fonctions : il apporte un goût sucré sans arrière goût désagréable, il agit en tant qu'agent conservateur naturel par la prévention de la prolifération des bactéries en particulier, il aide à maintenir le niveau d'humidité tout en retardant le pourrissement des gâteaux notamment, il retarde la coagulation des protéines, il donne du corps aux aliments, il accélère la fermentation de la levure et contribue ainsi à la levée de la pâte pour la fabrication du pain, il apporte, par sa caramélisation, une couleur et une saveur particulières aux aliments cuits au four. Quelques spécificités existent dans certains pays comme par exemple l'Inde où le sucre est consommé assez souvent sous la forme de blocs appelés "pains", obtenus par le moulage de la masse cuite dans un récipient conique ouvert à la pointe afin de permettre l'évacuation de l'eau mère. Le pain subit ensuite une phase d'essorage, puis les dernières impuretés encore présentes sont retirées avant l'étuvation. Bien que la première utilisation du sucre soit agroalimentaire, il existe un autre débouché, qui bien qu'encore balbutiant, est en voie de développement: la sucrochimie. Celle-ci a pour but de dégager les éthers et esters du saccharose qui entrent dans la fabrication de plastiques et d'adhésifs ainsi que de vernis ou de produits d'entretien. Dans ce cadre, le sucre peut, en outre, servir au traitement des déchets nucléaires et à la fabrication d'explosifs.
  15. 15. Pour de plus amples informations sur ce thème, consulter le document intitulé: la sucrochimie: enjeux et défis publié par le Centre national de recherche scientifique français (CNRS). Au sujet des utilisations de chacune des formes du sucre, se reporter au site internet "Lesucre.com". Last updated on 3/28/2011 Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN System websites TAD Site Map UN System websites m websites Copyright © 2009 - 2013 UNCTAD Site Map UN System websites

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