Auxiliaires technologiques utilisés en sucrerie de betterave et qualité du sucre blanc
Résumé
Ce travail a pour objectif d’améliorer la compréhension de l’action des auxiliaires technologiques utilisés en sucrerie de betterave, en particulier les antimousses et les antitartres afin de rationaliser leur utilisation. Il a été aussi possible d’étudier l’influence de l’utilisation des antitartres sur la qualité du sucre final obtenu (trouble et granulométrie). Six antimousses utilisés par les sucreries françaises ont été étudiés. Ils ont été caractérisés par leur hydrophobie, leur viscosité à 22 et 70°C puis sur la plage de températures 20-90°C, leur absorption dans le domaine UV-visible et enfin leur point de trouble paramètre d’une grande importance. L’efficacité des antimousses dans un jus de diffusion a été également déterminée dans un large domaine de températures et de concentrations. Enfin, pour expliquer le comportement différent des antimousses, leur adsorption à l’interface air/eau a été étudiée. L’étude a permis d’une part de proposer un mécanisme d’action des antimousses et d’autre part d’établir une méthode scientifique fiable pour aider au choix du type d’antimousse à utiliser en fonction de la plage de température concernée. L’étude sur les antitartres a débuté par une caractérisation de la composition en anions du jus avant évaporation (JAE) puis une analyse de la nature des dépôts de tartre prélevés en différents points d’une sucrerie qui ne pratique pas la décalcification mais utilisant des antitartres (préchauffeur du JAE, les cinq corps de l’évaporation, le bac de stockage de sirop et le concentrateur). Pour des raisons de solubilité et de température, le tartre est principalement composé d’oxalate de calcium plutôt que de sulfate, les anions les plus abondants. Les résultats montrent clairement que sa précipitation dépend de plusieurs paramètres (évolution des concentrations en calcium et oxalate, diminution de la température et augmentation de la concentration du sucre dans le milieu). En présence d’antitartres (6 antitartres polycarboxyliques), les résultats obtenus montrent que les antitartres agissent en séquestrant le calcium libre et en équilibre avec l’oxalate. Par ailleurs, les antitartres agissent par effet seuil lorsqu’on varie la concentration et leur efficacité diminue lorsque la température diminue. L’étude de l’influence des antitartres sur le trouble du sucre a permis de mettre en évidence que les antitartres retardent la précipitation de l’oxalate de calcium qui n’a donc pas lieu dans l’évaporateur mais se produit au cours du stockage des sirops et de la cristallisation du sucre. L’analyse par différentes techniques (MEB, DRX, IRTF et DSC) de la surface des cristaux d’un sucre trouble ainsi que celle d’une membrane 0,45μm utilisée pour mesurer le trouble a permis de mettre en évidence la présence de cristaux de tartre dans le sucre. Ce sont donc les cristaux d’oxalate de calcium qui constituent le trouble. Au niveau du cristal du sucre, ces cristaux sont localisés surtout à la surface mais également à l’intérieur du sucre. Enfin, les essais de cristallisation à l’échelle laboratoire ont montré que les antitartres réduisent de plus de 10% la vitesse de cristallisation probablement par l’inhibition de la formation d’agrégats de molécules nécessaires pour la croissance cristalline.