oukhira yassine cosumar

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RAPPORT DE STAGE Réalisé au sein de la Sucreries Raffineries Du TADLA à OULED AYAD

Sujet : Bilan massique et thermique de la Cristallisation

Réalisé par : OUKHIRA Yassine Encadrement pédagogique : Mr KADIRI Moulay Sadik Encadrement professionnelle : Mr GHALIM Mustapha

Année académique : 2012/2013

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Sommaire Remerciement .............................................................................................................................3 Introduction générale ..............................................................................................................4 I. Généralité : ................................................................................................................................4 1. Présentation du secteur sucrier : ...................................................................................4 a. Historique : ...............................................................................................................................4 b. Marché mondiale : .................................................................................................................4 2. Présentation de la COSUMAR : .........................................................................................5 a. Vue générale : ...........................................................................................................................5 b. Historique : ................................................................................................................................6 c. Données économiques : .......................................................................................................8 d. L’unité d’OULAD AYAD (SUTA) : .......................................................................................8 e. Produits de COSUMAR : ........................................................................................................9 f. Organigramme da la SUTA : .................................................................................................9 3. Matière première : ...............................................................................................................10 a. Constitution de la betterave : ..........................................................................................10 b. Composition chimique de la betterave : .....................................................................10 4. Définition nutritionnelle du sucre : ..............................................................................11 II. Chaine d’extraction du sucre : ........................................................................................12 1. Réception : ...............................................................................................................................12 2. Déchargement ; stockage :.................................................................................................13 3. Transport ; lavage : ..............................................................................................................13 4. Découpage des betteraves : ..............................................................................................14 5. Echaudage : ..............................................................................................................................15 6. Diffusion : ..................................................................................................................................16 7. Sécherie : ...................................................................................................................................18 8. L’épuration : .............................................................................................................................19

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9. Evaporation : .........................................................................................................................22 10. Cristallisation : ...................................................................................................................23 11. Séchage : ...............................................................................................................................23 III. Sujet traité : Bilan massique et thermique de la cristallisation : ..................24 A. Partie théorique : ................................................................................................................24 1. Définition de la cristallisation : .....................................................................................25 2. Rappel théorique : ...............................................................................................................25 3. Cristallisation en usine : ...................................................................................................26 a. Cuisson : ..................................................................................................................................26 b. Malaxage : ..............................................................................................................................27 c. Centrifugation : ....................................................................................................................27 B. Partie pratique : ..................................................................................................................28 1. Détermination des differents débits massique de la cristallisation : ..........28 a. Schéma de la cristallisation : .........................................................................................28 c. Equation, outils de calcul : ..............................................................................................29 2. Détermination du besoin en vapeur au niveau de la cristallisation : ..........35 a. Au niveau du 1er jet : ........................................................................................................38 b. Au niveau du 2ème jet : ....................................................................................................39 c. Au niveau du 3ème jet : ....................................................................................................40 Conclusion générale ...............................................................................................................41 Annexes .......................................................................................................................................42

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Remerciement

Il n'est jamais facile pour un étudiant de trouver un stage, c'est pourquoi je remercie

l'entreprise SUTA de m’avoir accueillie durant mon stage.

Je tiens à remercier dans un premier temps, toute l’équipe pédagogique de l’ENSA, les intervenants professionnels responsables de la formation Mr Moulay Sadik KADIRI,

pour avoir assuré la partie théorique de celle-‐ci.

Je remercie également Monsieur GHALIM Mustapha (Chef de division en charge de la fabrication pour leur aide et soutien durant la période de stage) pour l’aide et les

conseils concernant les missions évoquées dans ce rapport, qu’il m’a apporté lors des différents suivis.

Je tiens aussi à remercier tout particulièrement et à témoigner toute mes reconnaissances à tous les employés de l’entreprise qui sont toujours disponible et bienveillants qui m’ont fait découvrir chaque post et aux personnes suivantes, pour

l’expérience enrichissante et pleine d’intérêt qu’elles m’ont fait vivre durant ce mois au sein de l’entreprise SUTA : Mr. Abou Baker, Mr. Abde Errasak, Mr. Layachi

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I-‐Généralité 1-‐Présentation du secteur sucrier

a-‐Historique :

Le sucre fut découvert en premier par Néarque, l’amiral Crétois d’Alexandre le Grand vers 325 avant J.C. Il le définissait comme : « un roseau donnant du miel sans le concours des abeilles ».

Puis, ce sont les Arabes qui au cours du VIIème siècle cultiveront la canne à sucre dans les pays du sud de la méditerranée et en Espagne. Le sucre extrait fut par la suite découvert par les Croisés en 1099.

Durant le XIVème siècle, Bruges fut la capitale marchande du sucre, puis Anvers lui succèda.

La canne à sucre des Canaries fut introduite en 1493 par Christophe Colomb à Hispaniola (Saint-‐Domingue). Le sucre extrait sera très vite utilisé pour concevoir des pâtisseries ou pour les confitures.

Entre le XVIème et le XVIIème siècle, la canne à sucre est introduite dans les pays découverts en Amérique du Sud. Les Français établissent leurs cultures en Martinique et en Guadeloupe.

L'Angleterre connaît alors une économie florissante grâce au commerce du sucre présent dans ses colonies. Napoléon a pour objectif de stopper cette croissance qui dépasse celle de la France. Mais, le « blocus continental »(1806) est un échec, cependant Napoléon trouve une alternative à la canne à sucre : la betterave. Il implante donc la culture de la betterave en France en incitant les agriculteurs à en produire, en améliorant les industries et en leur attribuant des régimes fiscaux avantageux. C’est en 1812 que l’extraction du sucre de betterave devient possible en grande quantité grâce à Benjamin Delessert. Et c’est ainsi que la France rivalise encore aujourd’hui avec les autres pays du monde sur le marché du sucre, elle est le second producteur mondial de sucre de betterave (2004-‐2005).

b-‐Marche mondial :

Pour la seconde année consécutive, le marché mondial du sucre sera significativement excédentaire en 2012/13, la production mondiale dépassant la consommation mondiale d’au moins 6 Mt. Compte-‐tenu de la hausse de la production dans les pays importateurs (en premier lieu la Chine), les échanges mondiaux de sucre pourraient se contracter fortement en 2012/13.

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La pression à la baisse sur les cours mondiaux pourrait donc également s’accentuer dans les prochains mois.

Les 10 premiers producteurs assurent: 76,7 % de la production sucrière mondiale, soit 128,88 millions de tonnes de sucre (valeur brut) :

• Brésil : 39,95

• Inde : 28,00

• U.E. à 27 : 17,10

• Chine : 12,30

• Thaïlande : 7,70

• U.S.A. : 7,30

• Mexique : 5,53

• Pakistan : 4,00

• Australie : 3,90

• Indonésie : 3,10. Les 7 premiers utilisateurs représentent: 63,4 % de sucre consommé dans le monde, soit 106,50 millions de tonnes de sucre (valeur brut) :

• Inde : 25,90 • U.E. à 27 : 18,12 • Chine : 15,50 • Brésil : 13,20 • U.S.A. : 10,08 • Russie : 5,65 • Indonésie : 5,50

2-‐Presentation de la COSUMAR

a. Vue générale: Le groupe COSUMAR est l’unique opérateur sucrier marocain et développe son expertise sur trois métiers : L’extraction du sucre à partir des plantes sucrières canne et betterave à sucre, le raffinage du sucre brut importé et le conditionnement sous différentes formes. Présent sur tout le territoire marocain à travers ses cinq sociétés :

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• COSUMAR S.A. (Casablanca, Sucreries Doukkala) (78%) • SUNABEL (Région du Gharb et Loukous) (5,4%) • SURAC (Région du Gharb et Loukous) (6,1%) • SUCRAFOR (Région de la Moulouya) (3,6%) • SUTA (Région du Tadla) (7%)

Figure 1:Répartition des sucreries b. Historique : En 1929 : La raffinerie de Casablanca est créée, sous le sigle COSUMA (Compagnie Sucrière Marocaine), par Société Nouvelle des Raffineries de Sucre de SAINT LOUIS de MARSEILLE; elle produit 100 tonnes de sucre par jour, exclusivement sous forme de pains de sucre.

• 1967 : L'Etat marocain acquiert 50% du capital. • 1985 : Le groupe ONA (Omnium Nord-‐Africain) prend le contrôle du capital de COSUMAR (Compagnie Sucrière Marocaine de Raffinage), désormais cotée à la Bourse des Valeurs de Casablanca.

• 1993 : COSUMAR absorbe les sucreries des Doukkala (Zemamra et Sidi Bennour), dont il détenait déjà une part significative.

• 2002 : Passage en blanc de la sucrerie de Sidi Bennour c’est-‐à-‐dire : Production de sucre granulé destiné à la consommation directe.

• 2003 : Certification des sucreries ISO 9001 V 2000 par l'organisme AFAQ 2005 ; Acquisition des 4 sociétés sucrières Publiques, SUTA, SURAC, SUNABEL et SUCRAFOR

• 2006 : Extension de la capacité de traitement de betteraves à 15 000 t bettraves⁄jour de la sucrerie de Sidi Bennour, montant de l’investissement : 850 MDH.

c. Données économiques : Le Maroc pas assez autosuffisant au niveau du sucre ;

• 35 kg de sucre consommés par an et par habitant. • 55% des besoins couverts par les importations.

Le Maroc se positionne comme le 5e plus grand consommateur de sucre au niveau mondial. «Le Marocain consomme en moyenne 35 kg de sucre par an. Il s’agit donc là d’un marché colossal. Au total, ce sont 1,16 million de tonnes de sucre consommées par an, avec une croissance annuelle estimée à 1,8%», indique Mohammed Fikrat, président de l’OIS (l’Organisation internationale du sucre) et PDG du groupe COSUMAR. Quant au chiffre d’affaires du secteur, il est estimé à 5,696 milliards de DH par an. Des besoins énormes, donc, mais aussi une grande dépendance vis-‐à-‐vis de l’étranger. Car le Maroc est le 4e plus grand importateur de sucre. La production locale ne permet de couvrir que 45% des besoins de la population. Dans le cadre du plan Maroc vert, des objectifs chiffrés ont été établis. «Un contrat-‐programme a été signé en 2008. L’objectif est de produire 675.000 tonnes et de monter à 55% la production destinée à la

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consommation nationale en 2013», indique Aziz Akhannouch, ministre de l’agriculture et de la pêche maritime. On trouve au Maroc deux types de plantes sucrières: les betteraves et la canne à sucre. Elles se situent dans cinq périmètres irrigués: le Gharb, Doukkala, Loukkos, Tadla et Moulouya. Les betteraves s’étalent sur une superficie de 60.000 ha et les cannes sur 20.000 ha. Le secteur emploie 85.000 familles d’agriculteurs et crée neuf millions de journées de travail saisonnier par an. A noter qu’il s’agit la plupart du temps de petits agriculteurs, qui exploitent au maximum une superficie d’un ha. Le salaire d’un agriculteur est évalué à 3.000 dollars par an, soit environ 28.000 DH. L’industrie sucrière est dominée par la société COSUMAR. Le groupe est l’unique opérateur national dans ce domaine. Il se subdivise en huit unités qui produisent du sucre à partir des plantes sucrières ou raffinent du sucre brut importé. On trouve sur le marché du pain de sucre (37% de la consommation en 2009), du sucre granulé (50%) et du sucre en morceaux (13%). Parmi les marques de sucre made in Maroc, citons «Le palmier», «Enmer», «La Gazelle», «El Bellar»… Les défis de l’industrie sucrière sont grands, si elle veut atteindre les objectifs du plan Maroc vert. «Le secteur doit se restructurer en profondeur. Il est caractérisé par un manque de main d’oeuvre. De plus, il faut lutter contre les maladies et l’outil industriel doit se moderniser. Sans oublier que l’eau va se faire de plus en plus rare», souligne Ahmed Ouayach, président de la Confédération de l’agriculture et du développement rural (Comader). Des études sont donc menées actuellement pour analyser les solutions permettant d’améliorer le rendement de la filière. Les résultats montrent qu’il est possible de faire jusqu’à 41% d’économie d’eau et qu’on peut réduire la dose d’azote de 30%. Côté maladies, celles qui affectent principalement les cultures sont la cercosporiose et la pourriture molle de la betterave. A ce niveau-‐là, la technique de la solarisation pourrait avoir des effets positifs. Enfin, il s’agit d’augmenter la mécanisation du secteur, pour lutter contre le manque de main d’oeuvre.

Chiffre d’affaires 5 810,9 millions de dirhams Amont Agricole 80 000 agriculteurs Périmètres Agricoles Doukkala, Tadla, Gharb, Moulouya, Loukkos Sites industriels 9 sites

• Production brute de plantes sucrières • Production brute betterave • Production brute canne à sucre

3 110 620 tonnes 2 462 458 tonnes 648 162 tonnes

• Production locale du sucre • Production du sucre à base de betterave • Production du sucre à base de canne

379 042 tonnes 313 427 tonnes 65 615 tonnes

Volume du marché 1 184 900 tonnes Croissance du marché 2,1 %

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d. L’unité d’OULAD AYAD (SUTA) :

SUTA ou " Sucreries Raffineries du Tadla " est une sucrerie résultant de la fusion des trois sucreries de la région (SUBM -‐ SUTA -‐ SUNAT). C’est une usine qui commercialise le sucre sous logo ENAKHLA pour le compte de la COSUMAR, société spécialisée dans le domaine des sucreries, et filiale du géant national ONA .Elle joue un rôle très important dans l'économie nationale en couvrant presque 20% des besoins en sucre du marché national et en assurant des pulpes sèches et humides pour l'élevage, ainsi que la mélasse pour les industries de bio fermentation. Elle contribue aussi au développement régional de l'agriculture et à la création d’emploi dans le secteur agro-‐alimentaire. La SUTA était la deuxième sucrerie édifiée (après celle de Sidi Slimane SUNAB créé en 1963) dans le cadre d'un programme sucrier, inaugurée le 16 mai 1966 après sa construction en seize mois par la firme allemande BMA / BW & LUCKS, dans la plaine du Tadla baignée par l'oued Oum Rabiî et l'Oued Elabid. La place qu’occupe la SUTA dans le développement régional peut se mesurer à bien d’égards : En premier lieu, il est à souligner que la promotion et l’extension de la culture de betterave, la rentabilité de cette culture industrielle a permis d’élever les revenus des agriculteurs. La SUTA produit pendant une moyenne de trois mois par an (entre mai et août en général) c’est la campagne, le reste de l’année est une période d’inter-‐campagne (période de maintenance et rénovation du parc machine) En second lieu, sur le plan social, la SUTA a contribué dans une proportion estimable à la création de nouveaux emplois : 20 cadres. 140 permanents. 300 ouvriers et employés.

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Cette création d’emplois s’accompagne d’une organisation de la formation du personnel pour assurer d’une façon régulière un encadrement valable au niveau des problèmes que pose la gestion de l’entreprise. e. Produits de COSUMAR :

pain de sucre morceau de sucre lingot de sucre sucre granulé

Tableau 1: les produits de COSUMAR

f. Organigramme da la SUTA

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3-‐Matière première : a-‐ Constitution de la betterave :

La betterave sucrière est une plante bisannuelle, c’est-‐à-‐dire que son cycle dure 2 ans: -‐ La 1ère année a lieu la phase végétative durant laquelle la plante se développe et constitue son stock de sucre dans sa racine. -‐ La 2ème année a lieu la phase reproductive où la plante se reproduit : elle puise dans ses réserves pour produire une hampe florale qui évolue en fruits et graines.

Figure 1: Betterave sucrière

Elle mesure au total environ 50 cm de hauteur.

• Les feuilles sont réparties en bouquet et constituent le laboratoire où se fabrique le sucre grâce à la photosynthèse. • La racine est le magasin de réserve où s'accumule le sucre élaboré dans le bouquet foliaire. Elle est rugueuse et de forme conique, blanche ou grise, et mesure 15 à 35 cm de long. • La région du collet (point d'insertion des feuilles sur la racine) contient du sucre un peu plus difficilement extractible. • La partie renflée de la racine est la plus riche en sucre. • La racine est parcourue par deux sillons saccharifères bien accusés, propres à la betterave sucrière. • Des radicelles latérales s'insèrent sur la racine principale. • Le pivot s'enfonce profondément dans le sol, jusqu’à 2 m de profondeur.

b-‐b-‐Composition chimique moyenne de la betterave : Au moment de la récolte, pour 100 g de betterave, elle est de : -‐ eau 75 -‐ matière sèche 25 -‐ saccharose 18 -‐ non saccharose 7 -‐ marc 4 -‐ reste 3 -‐ matière non azotée 1,4 -‐ matière azotée 1,6

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Figure 2 : composition chimique de la betterave sucrière 4. Défintion nutritinnelle du sucre : Le sucre est une substance de saveur douce extraite principalement de la canne à sucre et de la betterave sucrière. Il est majoritairement formé d'un composé nommé saccharose. Il se trouve que d'autres plantes permettent également de produire des produits composés majoritairement de saccharose (ex: palmier). Toutefois, d'autres composés de la même famille des saccharides ont également une saveur douce : le glucose, le fructose... qui sont de plus en plus utilisés par l’industrie agroalimentaire et d’autres industries. Dans le langage courant, le terme "sucre" peut se rapporter à un ose quelconque. Divers végétaux contiennent des quantités importantes de sucres et sont utilisés comme matière première d'où l'on extrait ces sucres, souvent sous la forme de sirop La valeur nutritionnelle de 100 g de sucre blanc, portant le nom scientifique de saccharose, se réduit à 100 g de glucides pour un apport de 400 kcal. Le sucre ne contient pas de lipides ni de protéines. Son rôle essentiel est de fournir de l’énergie. Le sucre complet contient, quant à lui, du potassium, du magnésium et de la vitamine C. Ces nutriments sont détruits lors du raffinage. L’importance du saccharose, du sucre comme on l’appelle, résulte exclusivement de ses qualités alimentaires, sa valeur énergétique, sa saveur et son pouvoir bactériostatique. La combustion du saccharose libère en effet 4 000 kcal par kg, alors qu’un individu consomme par jour 2 000 à 3 000 kcal suivant son activité physique et la température ambiante.

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II -‐Chaine d’extraction du sucre 1-‐ Réception : La réception des betteraves est l'opération d’achat qui consiste à déterminer, de façon aussi précise que possible : -‐ le poids marchand des betteraves livrées à l'usine, c'est-‐à-‐dire le poids de la matière livrée, affecté d’une valeur. Le poids marchand prend en compte les déductions dues aux déchets(terre, cailloux, etc …) et au collet. -‐ la teneur en sucre de ces betteraves. La recette du planteur est fonction de ces deux éléments. *INTERVENTION DES PLANTEURS AU NIVEAU DE LA RÉCEPTION DES BETTERAVES. *ÉVOLUTION DES MÉTHODES DE RÉCEPTION. Le filtrat obtenu passe dans un saccharimètre (polarimètre) qui donne directement la polarisation de l’échantillon « Pol », et la teneur moyenne en saccharose de début jusqu'à la fin de mon stage est environ de Polarisation moyenne=19%. Apres le déchargement du moyen de transport on le pèse la deuxième fois (P2). Le taux d’impuretés se calcule comme suit :

Ti=!"!!"!"

×100

• La méthode de paiement :

Figure 3 : Calcul du poids net en fonction du taux d'impureté

• P1 : le poids du moyen de transport en charge • P2 : le poids du moyen de transport vide • e1 : la masse de l’échantillon avant le lavage • e2 : la masse de l’échantillon après le lavage

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Prix de paiement = !"#× !"#!!!",!!!

+ 25 ×Pnet DH Exemple : polarisation=19 Taux d’impureté = 7% 1 ha donne environ 50 tonnes de betteraves. Pnet= 1 − !

!""×50 = 46,5 tonnes

Prix de paiement= !"#× !"!!

!",!!!+ 25 ×46,5 = 28852,726 DH

2-‐Déchargement et stockage

Les camions stationnent sur une plateforme à commande hydraulique qui se soulève d’un angle de 45° à l’horizontale tandis que des colles sont placées derrière les dernières roues pour garder l’équilibre des camions. Les betteraves sont déchargées

dans une fosse avec un transporteur extracteur dans le fond qui amène les betteraves via les transporteurs à courroie vers deux silos de stockage de capacité de 4000 tonnes. 3-‐Transport et Lavage L’abattage des betteraves est réalisé grâce à deux pompes qui consistent à abattre au niveau des silos avec des jets d’eau sous forte pression

pour faire tomber la betterave dans les caniveaux qui présentent une pente douce, et c’est aussi un moyen de prélavage de la betterave. Les betteraves arrivent ainsi au caniveau principal qui conduit aux équipements suivants :

• L’épierreur éliminant les pierres :

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Les betteraves sont toujours accompagnées d’une quantité plus ou moins grande de pierres à des tailles différentes. La quantité peut aller jusqu’à 5 % betteraves. Tous les systèmes d’épierrage sont basés sur le principe de la différence de densité entre betteraves et pierres.La sucrerie dispose d’un épierreur MAGUIN.

• Désherbeurs éliminant les herbes : Les désherbeurs sont équipés d’un transporteur tournant en sens opposé du courant d’eau. Sur la courroie sont montés des peignes qui ramassent les feuilles et l’herbe qui, en général, flottent à la surface. Sur le brin de retour, il se trouve un rouleau qui permet le débattisage des peignes. L’ensemble eau /betterave sera aspiré par une pompe centrifugeuse (ou deux pompes selon les besoins) tout en assurant le passage de l’eau et de la betterave du caniveau principale au lavoir.

• Le lavoir à bras : Dans ce type de lavoir, les betteraves rentrent via un séparateur dans le malaxeur et le parcourent en contre-‐courant avec l’eau (qui sort du coté entrée des betteraves). L’arbre central porte des bras et des pales qui lavent les betteraves par frottement entre elles et qui les font avancer. L’appareil est divisé en plusieurs compartiments. A chaque séparation, les betteraves sont soulevées et jetées dans le compartiment suivant. Ces compartiments sont : Epierreur : où il y aura une élimination des pierres et des différents corps étrangers par différence de densité entre betteraves et pierres et grâce à un tamis de séparation. L’épierreur est doté de bras permettant l’avancement des betteraves vers l’éboueur. Deux éboueurs : ils permettent de décapiter les betteraves de la terre et des pierres qu’ils contiennent. Ceci est réalisé moyennant un système d’agitation et un temps de séjour relativement long qui est fixé par un écartement des bras relativement élevé et une faible inclinaison des pâles. Puis la betterave subira un lavage et égouttage sur le vibrateur. Les betteraves débarrassées aussi complètement que possible des impuretés passent dans un tapis mobile qui va les stocker dans cinq trémies de capacité différentes. Le stock sera destiné à l’étape de fabrication.

• Le lavoir à Rouleaux: Ce lavoir est basé sur l’effet cinétique de l’eau. Les betteraves sont transportées par des rouleaux montés sur des axes par des tamis vibrant 4-‐Découpage de la Betterave Les coupe-‐racines doivent avoir une grande capacité de production, une faible consommation électrique, une qualité de cossettes supérieure, une extraction et insertion des porte-‐couteaux assistées et pilotées par automate, une faible maintenance

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5-‐Echaudage Au niveau des cellules, la membrane plasmique est semi-‐perméable et s’oppose au passage du saccharose de la vacuole vers la solution d’extraction, pour rendre ce transfert possible, il faut dénaturer cette membrane cytoplasmique; cette dénaturation est obtenue par action de la chaleur dans deux malaxeurs caractérisés par : une capacité de 4000 T/j, le diamètre auge 3800mm, la longueur auge 6500mm, N = 2 tr/min. Les cossettes sont portées à 72°C par jus de diffusion réchauffé à 85-‐90°C. Ce traitement thermique entraîne la coagulation des protéines, ainsi le cytoplasme se rétracte et la vacuole est mise en contact avec la paroi cellulosique, ce qui permet au saccharose de passer vers le liquide d’extraction.

et un nettoyage performant des couteaux, ce qui a pour résultat une meilleure extraction du sucre à moindre coût. Le découpage est l’étape durant laquelle les betteraves propres sont envoyées dans des coupe-‐racines qui les débitent en fines lamelles appelées « cossettes », ces cossettes doivent donc répondre aux plusieurs contraintes. Elles doivent être assez fines pour permettre une bonne extraction et

assez rigides pour permettre une bonne percolation du jus.

Le découpage repose sur le principe d’une betterave immobile pressée contre une surface mobile équipée de couteaux dentés qui découpent des languettes de betteraves. Les surfaces mobiles peuvent être des plateaux ou des tambours. Les betteraves lavées passent dans la trémie après des coupes racines, qui sont au nombre de 5 de type <<PUTSEH>> deux à tambour et trois à plateau. Les coûteux sont à sommet opposé montés de façon alternée d’avoir des cossettes de forme V. Le plateau qui est entraîné par un moteur réducteur est surmonté d’un caisson qui comporte deux gaines dans lesquelles les betteraves descendent à partir du silo au-‐dessus des coupes racines. Les gaines ont la largeur des couteaux et se terminent par un sabot qui empêche les betteraves d’être entraînées avec le plateau. Juste après ce sabot se trouve une porte qui est tenue fermée par un ressort ou système hydraulique qui s’ouvre si un objet dur se trouve parmi les betteraves. Ce système limite les dégâts en cas de présence de pierres.

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6-‐ Diffusion :

Après passage dans l’échaudoir, les cossettes sont véhiculées vers les tours de diffusion. Ces tours sont au nombre de deux : l’une a une capacité de 4000 tonnes alors que l’autre a une capacité de 6000 tonnes. La diffusion est l’extraction du sucre contenu dans la betterave à travers la paroi cellulaire en utilisant de l’eau comme moyen d’extraction.

a. But et principe : Son objectif principal est l’extraction du maximum de saccharose de l’intérieur des cellules et le moins possible d’impuretés (non sucres) tout en utilisant un minimum d’eau.La diffusion est un processus chimique dont le principe est la mise en solution d’une matière soluble qui par l’existence d’un gradient de concentration de part et d’autre de la membrane plasmique de la cellule de betterave passe au milieu le moins concentré.

L’eau se charge en sucre et une partie des non sucres solubles et devient le jus brut. La matière solide et les non sucres qui ne sont pas extraits sortent comme cossettes épuisées (pulpes). Celles-‐ci sont pressées et l’eau des presses est renvoyée au diffuseur (gain de sucre, gain en calorie et consommation moindre en eau fraîche).

Figure 8:Diffuseurs à tour

b. Paramètres de la diffusion : b.1. Qualité de découpage : Un découpage fin se traduit par une augmentation de la surface d’échange mais également par une diminution de la porosité et une augmentation du nombre de cellules endommagées qui se répercute par une extraction excessive des impuretés qui devraient normalement rester dans les cellules. Si la longueur des cossettes est grande, on aura une meilleure extraction : produire des cossettes régulières avec le moins possibles de râpure, cette râpure peut créer des chemins d’écoulement préférentiel à l’origine du colmatage. Si son taux est élevé l’importance de cette râpure peut être évaluée par le nombre de SUEDOIS (NS) :

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!" =!"#$%&'( !" !"##$%%$ !"!#$ !"# !"#$%&%' !" 5!"!"#$%&!" !" !"##$%%$ !"!#$ !"# !"#$%&%' !" 1!"

Le NS est compris entre 15 et 30.

§ Indice de siline

C’est un indice très important qui juge la performance d’une diffusion, il est calculé à partir de la relation

!"#$%& !" !"#"$% =!×100100 − !

Avec : L : La longueur totale des cossettes dont la longueur est supérieure à 1 cm. R: poids de la râpure (cossettes dont la longueur est < 1 cm). b.2. La Forme des cossettes : Les cossettes faîtières sont recherchées car les pertes dans les pulpes sont inversement proportionnelles au pourcentage des cossettes faîtières. b.3.La température : Une augmentation de la température est favorable à l’extraction (la mobilité des molécules). Mais une augmentation excessive a des effets négatifs : -‐ Une solubilisation du marc, notamment les matières pectiques.

-‐ Un ramollissement des cossettes (tassement et une difficulté de circulation à contre-‐courant dans le diffuseur). 70°C≤Température≤75°C température de consigne = 72°C. b.4.Le pH : Un pH légèrement acide favorise l’extraction. Mais, pour des pH plus acides il y a une série de problèmes : -‐ Inversion du saccharose.

-‐ Solubilisation massive du marc.

-‐ Corrosion du matériel. Quand le pH est franchement alcalin, il y a le problème de solubilisation du marc, d’où la nécessité de l’acidification de cette eau par SO2. Les eaux fraîches sont acidifiées, avant d’entrer dans les tours de diffusion, par l’acide sulfurique afin d’obtenir un jus de diffusion de pH 5,8 et sont mélangées avec une solution de gypse.

L’ajout de la solution du gypse permet: -‐ D’éviter le bouchage des conduites.

-‐D’augmenter la matière sèche des pulpes au niveau des presses et diminuer la consommation de l’énergie au niveau du séchage (par la consommation de fuel).

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-‐ D’augmenter la rigidité des cossettes évitant ainsi les risques de colmatage dans les tours et favorisant une meilleure extraction de sucre et une diminution de l’extraction des non-‐ sucres.

-‐ D’inhiber la croissance microbienne (tels que les mésophiles et thermophiles). b.5.Infection microbienne : La terre adhérente et les blessures infectées amènent une quantité importante de bactéries. Même si les betteraves sont bien lavées, il ne faut pas oublier que l’eau de lavage elle-‐même est infectée. Les microorganismes présents trouvent un bon bouillon dans le sucre à l’extraction. Il s’agit donc de créer des conditions qui empêchent au maximum leur développement. Les mésophiles ont une activité maximale à T° optimale = 25 à 40°C, au-‐delà de 50°C il n’y a plus de multiplication, peu de métabolisme et elles meurent. Les thermophiles par contre connaissent leur activité maximale à 50/65°C et elle diminue rapidement à partir de 75°C. Les thermophiles entrent en diffusion sous forme de spores et la durée normale de diffusion ne suffit pas pour qu’ils entrent en phase de croissance. Les bactéries s’adaptent aux conditions de la diffusion et se développent. Le danger réside dans les coins morts et les bas régimes de production et aussi dans les eaux de presse. Conséquences : -‐ Pertes en sucres : sucre transformé en acide lactique et acétique par les microorganismes et sucre transformé par l’enzyme invertase en sucres réducteurs.

-‐ Influence sur la qualité des jus et sur la qualité et le rendement en sucre blanc : augmentation de la teneur en non sucres donc du sucre mélasses.

7-‐ Sécherie :

Séchage des pulpes pressées :

A la sortie des diffuseurs, les cossettes épuisées, ont une teneur très élevée en eau (92,5 à 93 %), d’où la nécessité de les soumettre à un pressage avant toute utilisation ultérieur. Les pulpes pressées vont être pesées, puis mélangées avec la mélasse provenant de la cristallisation. L’ensemble sera acheminé vers un tonneau moyennant un transporteur à retour disposant de trappes permettant la répartition entre les deux tuyaux d’écoulements existants qui sont en contact avec les foyers des fours, où a lieu la combustion du fuel.

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Figure 6 : Sécheur de pulpes presses a vapeur

Principe de fonctionnement.

Le séchage est réalisé par la fluidisation des pulpes avec de la vapeur surchauffée. L’opération est effectuée dans une enceinte sous pression qui contient un séparateur de poussières, un échangeur thermique et un ventilateur.

La pulpe, introduite à travers une vanne rotative (1), est poussée par une vis (2) dans une enceinte (3) mise sous pression avec de la vapeur surchauffée. Le ventilateur (4) est la seule partie en mouvement. Il fait circuler la vapeur à travers les grilles perforées et incurvées (5) générant en partie inférieure un lit fluidisé en forme d’anneau (6) dans lequel la pulpe tourbillonne comme indiquée par les flèches. Les ailettes (non représentées) forcent les pulpes à se déplacer à travers l’anneau.

Les particules plus légères sont projetées entre les plaques (7) et diffusées de l’extérieur du faisceau central (12) vers la partie conique de l’enceinte sans l’atteindre. Avec la éduction de leur vitesse, les particules tombent sur les plaques inclinées suivantes, glissent dessus et passent ainsi dans l’ouverture, entre les plaques et la partie conique de l’enceinte. De cette façon, les particules légères circulent autour du sécheur, arrivent dans la vis de sortie (8) et sont évacuées par vanne rotative (9).

La vapeur de circulation arrive dans le haut du sécheur, Les poussières sont séparées dans le cyclone (10) et renvoyées, grâce à un éjecto, dans le tuyau (11) pour sortir avec les pulpes déshydratées.

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La vapeur exempte de poussière passe à travers l’échangeur thermique (12) alimenté en vapeur par le collecteur (13). Cette vapeur d’alimentation est condensée puis extraite par la tuyauterie (14). Plus la pression de la vapeur de l’échangeur thermique est élevée, plus la température de la vapeur de circulation est élevée, augmentant ainsi la capacité du sécheur. Cette vapeur surchauffée est renvoyée à travers les grilles du lit fluidisé (6) par un ventilateur (4).

8-‐ L’épuration :

Cette opération a pour but d’enlever les particules en suspension et les non sucres associés au jus de diffusion, et permet de neutraliser ce jus. a. Préchaulage : La réaction très importante entre la chaux et certains non sucres pour former des composés insolubles demande dans le cas de betteraves saines des quantités faibles de chaux : 2 à 3 g CaO/L de jus. Cette étape s’appelle « le préchaulage » et elle a comme but de précipiter au plus vite les produits insolubles formés avec la chaux. Le préchaulage se fait dans un préchauleur à six compartiments et chaque compartiment à un PH qui correspond au PH isoélectrique des acides aminés (PH de floculation) avec un diamètre de 4000 mm, et une hauteur de 11100mm. Le jus en prévenance de la diffusion circule à contre-‐courant avec le lait de chaux pour former un précipité. Ce précipité physico-‐chimique doit permettre avec décantation ou filtration d’être enlevé du jus. Les précipités sont de deux types : ioniques et colloïdales. Les réactions ioniques ont pour but : -‐ La neutralisation des acides utilisés pour acidifier les eaux de diffusion : H2SO4 et SO2. Il se forme avec la Ca des sels insolubles. Ainsi que les acides formés par des infections comme l’acide lactique et acétique. Malheureusement ces acides forment des sels solubles.

-‐ Réaction entre sels solubles et chaux pour la formation des précipités. Réactions colloïdales : Pour l’industrie sucrière, il s’agit surtout de protéines, pectines et acides aminés dispersées dans une solution aqueuse. Ces solutions sont assez stables.

Le but du préchaulage est la floculation ou la coagulation ces colloïdes de façon à obtenir des particules plus grandes qui sont plus facile à enlever par filtration ou décantation. b. Chaulage : Après le préchaulage le jus passe dans un chauleur à un seul compartiment (avec un diamètre de 2600mm, et une hauteur de 11100mm) où on ajoute la chaux à des quantités importantes.

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Cette opération a pour but : -‐ Destruction du maximum des composantes qui peuvent influencer la cristallisation à savoir les sucres réducteurs (glucose et fructose). -‐ Surface d’adsorption pour les impuretés formation de précipités avec les matières minérales : Ca 2+ + SO2-‐ à CaSO4 2PO43-‐ + 3 Ca2+ à Ca3(PO4)2 Fe3+ + OH-‐ à Fe(OH)3 Al3+ + 3OH-‐ à Al(OH)3

La température de chaulage est d’environ 85°C avec un temps de séjour suffisant et une alcalinité qui est fonction du taux de non sucre apporté par le jus brut. On distingue deux groupes de composantes à neutraliser : -‐ Les amides : Sous l’influence du lait de chaux et de la température les amides sont décomposés en formant des sels de chaux solubles et du NH3 qui se dégrade. La réaction se passe comme suit : 2R – CONH2 + Ca2+ +2OH-‐ à RCOO-‐ + Ca2+ + 2NH3 -‐ Sucres réducteurs : Sous l’influence de la chaux et de la température, ces sucres sont décomposés d’une part en acide comme l’acide lactique et d’autre part en matières colorantes. Ces sucres réducteurs se décomposent beaucoup plus facilement, rapidement et complètement que les amides.

Figure 9: Bacs de préchaulage et chaulage c. Première carbonatation Dans cette opération, le jus chaulé passe dans un bac à carbonatation où il y a un distributeur de CO2. Cette étape a comme but: -‐ L’élimination de l’excès de chaux prévenant du chaulage et du préchaulage. -‐ La formation de CaCO3 qui permet d’absorber les non sucres et matières colorantes.

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-‐ La libération du saccharose avec abaissement de pH. d. Décantation Après la première carbonatation, on obtient un jus trouble qui est acheminé vers un réchauffeur afin d’augmenter sa température à 94°C, il passe dans un décanteur à 4 compartiments. Cette décantation consiste à laisser le jus au repos pour le séparer de matières solides en suspension, ainsi la boue descend sous l’action de la gravité. Le jus clair sort par débordement et passe dans une série de bacs d’attente, la partie du jus boueux est acheminée vers les filtres rotatifs qui fonctionnent sous vide pour donner : -‐ Le grand jus qui rejoint les bacs à jus clairs -‐ Le petit jus qui est acheminé vers le four à chaux car son utilisation facilite la préparation du lait de chaux à partir de la chaux; en effet, la chaux se solubilise mieux dans une solution sucrée que dans l’eau. Le jus clair et le grand jus sont envoyés vers la deuxième carbonatation.

e. Deuxième carbonatation Le but principal de cette étape est : -‐ Eliminer l’excès de la chaux laissée par la première carbonatation. -‐ Transformer les hydroxydes de K et Na en carbonate et puis transformer un maximum de sels de chaux solubles en carbonates insolubles. Les réactions mises en jeu sont:

Les bases solubles Na2CO3 et K2CO3 constituent l’alcalinité naturelle de la deuxième carbonatation, cette alcalinité doit être maintenue à 0.2.

f. Filtration Cette opération est réalisée dans 3 filtres de type DIASTAR caractérisés par : Ces filtres permettent d’éliminer les précipités formés pendant la deuxième carbonatation. Les filtres STELLARS sont des appareils qui ont une forme cylindre conique comportant à l’intérieur des conduites métalliques appelées bougies. Celles-‐ci supportent une précouche de poudre de diatomées appelée terre fossile. Les bougies sont habillées de pochettes en polypropylène.

La filtration est réalisée sous pression et lorsque celle-‐ci devient trop élevée, on procède au nettoyage du filtre et au renouvellement de la précouche. A la sortie des filtres STELLARS on obtient un jus dit jus léger qui sera envoyé à l’évaporation. g. Décalcification L’objectif de la décalcification est d’éliminer le Calcium restant dans le jus afin qu’il ne puisse pas précipiter sur les tubes de l’évaporateur au moment de la concentration. En

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effet, les sels de Calcium sont remplacés par des sels de Sodium plus solubles ; le jus passe à travers un lit de résines poreuses (anioniques) d’un diamètre de 0, 3 à 0,6 mm qui ont la propriété d’échanger les ions calcium avec les ions sodium. , ces derniers doivent fonctionner toute la campagne sans nettoyage et il est important qu’ils ne s’encrassent pas.

9-‐Evaporation :

En sucrerie l’évaporation est la phase de fabrication qui suit immédiatement l’épuration et qui a pour but de concentrer le jus épuré par évaporation de la plus grande partie de l’eau qu’il contient. Le jus à brix =19 est transformé en sirop (ou jus dense) à un Brix entre 65 à 70 par évaporation. L’évaporation s’effectue dans un poste d’évaporation à multiple effet. Ce dernier est constitué par une série d’appareils raccordés entre eux pour la circulation des jus et des vapeurs.

10-‐Cristallisation :

Dernière étape de purification du sucre. Elle permet de séparer les impuretés contenues dans le sirop. Cette opération est réalisée à l’inverse de l’épuration calco-‐carbonique, puisqu’on élimine le saccharose sous forme de cristaux alors que les impuretés restent concentrées dans le liquide pour donner en final une solution résiduelle épuisée :

la mélasse.

A la fin de l’évaporation le sirop de sucre se trouve dans les conditions suivantes :

• Brix = 65 à 72 % • Pureté = 90 à 93 %

Dans ces conditions, le sucre ne peut pas cristalliser. Pour cristalliser, il faut atteindre une

sursaturation nécessaire à l’apparition de germes cristallins et/ou à la croissance des cristaux existants.

11-‐Séchage :

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Le sucre cristallisé blanc est évacué du fond de la turbine sur un transporteur à secoueuses. Encore chaud (45-‐60°C) et humide (1%), le sucre est séché par l’air chaud dans des cylindres séchoirs rotatifs, puis refroidi afin d’atteindre une teneur en eau comprise entre 0.03 et 0.06%. La qualité de l’air requise pour le séchage doit être la suivante : sec, chaud et filtré.

12-‐Conditionnement :

Le sucre est ensuite tamisé, classé et pesé, puis dirigé vers l’atelier d’ensachage automatique. Les produits de SUTA sont : sachées de 2 kg et sacs de 50kg. III-‐ Bilan massique et thermique de la cristallisation A-‐partie théorique

1-‐Definition et rappel théorique

a-‐ Solubilité : Le saccharose est très soluble dans l’eau. la solubilité se définit comme étant la quantité de saccharose qui peut être dissout pour une unité de volume de solvant (eau).

La solubilité dépend de la pureté de la solution. Pour tenir compte de cette solubilité on définit un coefficient de sursaturation «ksat» qui est le rapport des solubilités en milieu impur et en milieu pur.

Ksat= (!" !")!"#$%(!" !")!"#

T

Avec ms : masse de saccharose me: masse d’eau T : température

b-‐ Saturation et sursaturation

• Solution saturée : c’est une solution de sucre dans laquelle on ne peut plus dissoudre une quantité supplémentaire de sucre pour une température donnée.

• Solution sous saturée : c’est une solution de sucre dans laquelle on peut encore dissoudre une quantité supplémentaire de sucre.

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• Solution sursaturée : la solution contient plus de sucre dissous que sa solubilité ne le permet, on parvient à cet état en refroidissant une solution saturée ou en évaporant une partie de l’eau dans laquelle le sucre est dissous.

Le sirop dense peut être amené à l’état de sursaturation selon 3 voies différentes. Dans cet état de sursaturation, on a du sucre potentiellement cristallisable. On définit le coefficient de sursaturation & par :

&= (!" !")!"!#$"%é(!" !")!"#$%é

T,P

On distingue 3 zones dans la phase sursaturée : 1-‐ La zone métastable, la plus voisine de la sursaturation : les cristaux existants s’accroissent, mais il ne peut s’en former de nouveaux. La cristallisation a lieu uniquement en présence de cristaux de semence. Au cours de la cuite, il y a intérêt à maintenir l’égout mère aussi près que possible de la limite supérieure de la zone métastable. 2-‐ La zone intermédiaire : il peut se former de nouveaux cristaux. Mais seulement en présence de cristaux existants (nucléation hétérogène et croissance). 3-‐ La zone labile : les cristaux existants grossissent, et il s’en forme en même temps de nouveau (La nucléation a lieu spontanément).

c-‐Nucléation et Croissance : La cristallisation se compose de deux étapes : -‐ la nucléation (formation de noyaux ou germes cristallins)

-‐ la croissance des cristaux déjà présents dans la solution. • Nucléation

La formation d’agrégat de molécules de saccharose a lieu en solution bien avant l’apparition du germe cristallin. Le nombre minimum de molécules de saccharose nécessaire pour former l’unité de base pouvant rentrer dans une architecture de cristal est six.

• Croissance des cristaux La croissance des cristaux après nucléation consiste à incorporer les molécules de saccharose à la surface du cristal. Cette phase est habituelle décrite comme un processus hétérogène qui se compose de deux phases : -‐ la phase de diffusion du sucre depuis la masse de la solution jusqu’à la surface du cristal, à travers une couche limite immobile entourant le cristal. -‐ la phase d’incorporation des molécules de saccharose dans le réseau du cristal.

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2-‐Cristallisation en usine.

La cristallisation en usine est généralement réalisée en trois étapes appelées jets. Si on procédait des produits quasi-‐ solide et impossible à véhiculer et à séparer. En général on se limite à un rendement en cristaux de 55%( % masse cuite) en 1er jet et on réalise une cristallisation fractionnée en 3 jets chaque jet se constitue d’une phase de cristallisation, de malaxage et de centrifugation. On procède à l’affinage de sucre 3 (lavage à l’égout) pour réduire le recyclage des Non Sucre en 1er jet. Le sirop d’alimentation de 1er jet est appelé «liqueur standard» ou «LS», il est le résultat du mélange de différents produits. Le sirop et les cristaux formés au cours de la cristallisation forment «la masse cuite». Le sirop entourant les cristaux prend le nom d’eau mère puisqu’il nourrit les cristaux. Lors de l’essorage, l’eau mère entourant les cristaux devient «égout pauvre» (EP) et l’eau utilisée pour clairçage (lavage) du sucre centrifuge constitue «l’égout riche». a. Cuisson : a.1.Phase de concentration : Le sirop est concentré et agité dans de grandes chaudières dites cuites fonctionnant sous vide partiel.La concentration de liqueur standard (pied cuite) est réalisée par évaporation jusqu’à atteindre la zone métastable. Cette zone est variable selon le jet considéré pour 1er jet, la sursaturation est comprise entre 1.0 et 1.1 et entre 1.0 et 1.25 en deuxième et troisième jets.

Figure 12: Appareils à cuisson

a.2.Grainage : Si l’on souhaite maîtriser la taille des cristaux obtenus, il est nécessaire de contrôler le nombre de cristaux formés. Ceci est réalisé par un ensemencement de fins cristaux dans le sirop sursaturé en Zone métastable, il s’agit du grainage en théorie, le nombre de la cristallisation, est même celui de la fin de la cristallisation, les cristaux n’ont fait que grossir. Lorsque la sursaturation atteint 1.15, on provoque le grainage par introduction d’une quantité de sucre broyé bien calibrée dispersée dans l’alcool isopropylique. Le grainage est suivi d’une période de maturation (maintien des conditions de sursaturation) qui dure 2 à 3 minutes afin de permettre la réorganisation de la masse cuite. a.3.Nourrissage :

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Durant cette période il y a intérêt de maintenir la sursaturation à une valeur (1,15 à 1,25) telle que les cristaux se nourrissent régulièrement, sans qu’il y ait formation de nouveaux germes. A mesure que les cristaux grossissent dans la masse cuite, la sursaturation de l’eau mère diminue. Pour maintenir une sursaturation constante, on alimente en sirop tout en évaporant sous vide. a.4.Serrage Pendant cette étape, on arrête l’entrée du sirop et on cesse d’introduire le sucre broyé pour pouvoir évaporer l’excès d’eau jusqu’à obtenir le brix désiré, le but de cette étape est donc d’améliorer le rendement en cristaux et épuiser l’égout mère. a.5. Coulage et lavage de la cuite Après 2h 30 min à 3h, et une fois le brix désiré est atteint, on arrête la concentration ; on ferme la vanne de vapeur et on casse le vide. La coulée se fait automatiquement dans le malaxeur. Lorsque la cuite est vidangée, de l’eau chaude ou de la vapeur pulvérisée sur les faisceaux de l’échangeur de chaleur afin de nettoyer l’appareil. b. Malaxage : Cette étape consiste à un refroidissement des masses cuites, elle se déroule dans les malaxeurs (bacs tampon menés d’un agitateur pour empêcher les grains de se décanter) où on laisse circuler ces masses à partir des appareils cuits. Les malaxeurs de la masse cuite du 1er jet ont une longueur de 20000 mm et un diamètre intérieur de 2800 mm. Les malaxeurs du 2ème jet sont caractérisés par une surface d’échange de 328m², diamètre de 2500mm, longueur 9500mm, hauteur 2600mm. c. Centrifugation : La masse cuite est enfin alimentée dans des centrifugeuses des turbines ayant différentes phases de fonctionnement : -‐ Remplissage de turbine à faible vitesse de rotation (220tr/min) afin d’obtenir une répartition homogène sur le tamis.

-‐ Le turbinage s’accélère à 1500tr/min afin d’évacuer l’eau mère entourant les cristaux (égout pauvre).

-‐ Le clairçage par ajout d’eau chaude puis de vapeur permet de laver afin de sécher les cristaux, le sirop recueilli étant de grande pureté constitue l’égout riche.

-‐ L’essoreuse termine son cycle par un freinage électrique puis mécanique à 200tr/min et le sucre tombe sur un tapis vibrant grâce à un racleur, sa teneur en eau est inférieur à1%.

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B-‐Partie pratique 1-‐Détermination des différents débits massique de la cristallisation : a-‐Shema de la cristallisation :

Figure: schéma de la cristallisation

31

Figure : schéma détaillé de la cristallisation

c-‐ Equation, outils de calcul : 1-‐Notation : S : la richesse en saccharose ; polarisation

MSx : la matière sèche de x % Betterave

Bx : le brix poids (la quantité de la matière sèche soluble dans 100 g de solution) Pux : Pureté (le rapport de la richesse sur le brix) %B : % Betterave

2-‐Bilan massique totale de la cristallisation :

Figure : Bilan massique totale de la cristallisation

• Détermination de la quantité du sucre total dans le sirop :

Ms(sirop)= !"#$%(!"#$%)!"(!"#$%)

Sucre (sirop)=Sucre (entré) – Sucre (pertes).

Avec :

Sucre (pertes) = Pertes diffus + Pertes écumes + Pertes autres .

Et on a :

Pertes diffus %B= !"#$ !"##$ !"#∗!"#.!.!!" !"#!$% !"#$$é$!(!,!"∗ !"#.!.!)

32

Pertes écumes (mousser) = ! ∗!"#$%&'$(&")!""

Les autres pertes = Sucre -‐ Pertes diffus -‐ Pertes écumes .

On a obtenu les Pertes diffus par la méthode suivante :

Quantité = !"#$!"#$

∗ 100 (AO82 : Sucre dans pulpes pressés

AM82 : Polarisation des pulpes pressés)

Sucre = !"#$∗!"#!""

(AC82 : Pertes diffus , N82 : Poids cosse)

Donc :

Quantité = !"#$"% !"##$% ∗!"#$% !"##$!"#$%&'$(&") !.!

Pertes diffus =!"#$%&%é ∗!"#$%&'$(&") !.!!"#$% !"##$

= !"#$ !"##$ !"#∗!"#.!.!!" !"#!$% !"#$$é$!(!,!"∗ !"#.!.!)

Pertes autres = Sucre (entré) – Sucre (produit) – Sucre (2pertes).

• Détermination de la quantité de sucre blanc et mélasse :

On a Ms (sirop) = Ms(sucre blanc) + Ms(mélasse).

S (sirop) = S(sucre blanc) + S(mélasse).

Donc

Ms (sirop) × Pu (sirop) = Ms(sucre blanc)× Pu(sucre blanc)+ Ms(mélasse)× Pu(mélasse).

Ms (sirop) × Pu (sirop) = (Ms (sirop) -‐ Ms(mélasse))× Pu(sucre blanc) + Ms(mélasse)× Pu(mélasse).

Ms (sirop) × (Pu (sirop) -‐ Pu (sucre blanc)) = Ms (mélasse) ×

(Pu (mélasse) -‐ Pu (sucre blanc)).

Ms (mélasse) = !" (!"#$%) × (!" (!"#$%) ! !" (!"#$% !"#$%))(!" (!é#$%%&) ! !" (!"#$% !"#$%))

S (mélasse) = Ms (mélasse) × Pu (mélasse).

33

• Bilan massique du 3éme Jet :

Figure :Détermination de matière sèche et la quantité de sucre dans la masse cuite 3 et dans le sucre 3:

Ms (mc3) = Ms (mélasse) + Ms (s3).

S (mc3) = S (mélasse) +S (s3).

Donc

Ms (mc3) × Pu (mc3) = Ms (mélasse) × Pu (mélasse) +

Ms (s3) × Pu (s3).

Ms (mc3) × Pu (mc3) = Ms (mélasse) × Pu (mélasse) +

(Ms (mc3) -‐ Ms (mélasse)) × Pu (s3).

Ms (mc3) × (Pu (mc3) -‐ Pu (s3)) = Ms (mélasse) × ( Pu (mélasse) -‐Pu (s3)).

Ms (mc3) = !" !é#$%%& ×( !" !é#$%%& !!" !" )(!" (!"#) ! !" (!"))

S (mc3) = Ms (mc3) × Pu (mc3) .

34

• Détermination de matière sèche et la quantité de sucre dans l’égout affiné et dans le sucre affiné:

Figure: Détermination de matière sèche et la quantité de sucre dans l’égout affiné et dans le sucre affiné:

Ms (s3) = Ms (E.af) + Ms (S.af). S (s3) = S (E.af) + S (S.af). Donc Ms (s3) × Pu (s3) = Ms (E.af) × Pu (E.af) + Ms (S.af) × Pu (S.af) .

Ms (s3) × Pu (s3) = Ms (E.af) × Pu (E.af) + (Ms (s3) -‐ Ms (E.af)) × Pu(S.af).

Ms (E.af) = !" !" ×(!" !" !!"(!.!") !" !.!" !!"(!.!")

S (E.af) = Ms (E.af) × Pu (E.af) .

35

• Bilan massique du 2éme Jet :

Figure: Détermination de matière sèche et la quantité de sucre dans sucre 2 et dans l’égout 2 et dans l’égout 2

recyclé et dans l’égout 2à3jet et dans la masse cuite 2: Ms eaf + Ms ep +Ms e2rec = Ms s2 + Ms e2__3Jet + Ms e2rec.

Seaf + Sep =Ss2 + Se2__3Jet.

Ms eaf × Pu eaf + Ms ep × Pu ep + Ms e2rec × Pu e2rec =

Ms s2 × Pu s2+ Ms e2_3Jet × Pu e2_3Jet + Ms e2rec × Pu e2rec

Ms s2 × (Pu ep -‐ Pu s2) = Ms e2_3Jet × (Pu e2_3Jet -‐ Pu ep)

+ Ms eaf × ( Pu ep -‐ Pu eaf ).

Ms s2 = !" !!!"#$× !" !!!"#$! !" !" !!" !"# × ( !" !" ! !" !"# ) (!" !" ! !" !")

Ms e2_3Jet = !" !"! × (!" !"#! !" !"#)!" !"# ! !" !"#

Ms mc2 = !" !! ×(!" !" ! !" !")!" !"#! !" !"

Ss2 = Ms s2 × Pu s2

Se2_3Jet = Ms e2_3Jet × Pu e2_3Jet

S mc2 = Ms mc2 × Pu mc2

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• Bilan massique du 1ér Jet :

Figure : Détermination de matière sèche et la quantité de sucre dans la masse cuite 1 l’égout 2 et dans l’égout 2

recyclé et dans l’égout et dans et dans l’égout pauvre : Ms ep = Ms mc2 – Ms eaf – Ms e2rec.

S ep = S mc2 – S eaf – S e2rec.

Ms sb = Ms sirop – Ms mélasse

S sb = S sirop – S mélasse

Ms mc1 = Ms ep + Ms sb + Ms er

S mc1 = S ep + S sb + S er

Ms mc1×Pu mc1=Ms ep× Pu ep + Ms sb× Pu sb + Ms er× Pu er

Ms mc1×Pu mc1=Ms ep × Pu ep + Ms sb × Pu sb + (Ms mc1 -‐ Ms ep -‐ Ms sb) × Pu er

Ms mc1 (Pu mc1 − Pu er ) = Ms ep × (Pu ep − Pu er) +

Ms sb× ( Pu sb − Pu er )

Ms mc1 = !" !"× !" !" ! !" !" ! !" !"× ( !" !" ! !" !" ) !" !"# ! !" !"

S mc1 = Ms mc1 × Pu mc1

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3-‐ Besoin de la vapeur au niveau de la cristallisation :

a-‐ Au niveau du 1er jet :

-‐ Bilan massique global:

m1 =mmase cuit 1+m eau évaporé1

-‐ Bilan massique partiel: Bx1 × m1 = Bx masse cuit 1 ×m masse cuit 1

!1 = !" !"##$ !"#$ ! ×! !"##$ !"#$ !!"!

-‐ Bilan thermique: mvap1×ΔHv1= m eau évaporé1× ΔHev1+m1×Cp1(Tent1-‐Tev1)

mvap1 =m eau évaporé1× ΔHev1 +m1×Cp1(Tent1 − Tev1)

ΔHv1

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a-‐ Au niveau du 2eme jet :

-‐ Bilan massique global: m2 =mmase cuit 2+m eau évaporé2

-‐ Bilan massique partiel: Bx2 × m2 = Bx masse cuit 2 ×m masse cuit 2

!2 = !" !"##$ !"#$ ! ×! !"##$ !"#$ !!"!

-‐ Bilan thermique: mvap2×ΔHv2= m eau évaporé2× ΔHev2+m2×Cp2(Tent2-‐Tev2)

mvap1 =m eau évaporé2× ΔHev2 +m2×Cp2(Tent2 − Tev2)

ΔHv2

a-‐ Au niveau du 3eme jet :

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• Conclusion

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Conclusion Générale

Depuis la réception jusqu’au produit fini plusieurs points critiques existent, d’où la nécessité d’un savoir-‐faire et d’une compétence des responsables, pour l’obtention d’un produit de qualité. Ce stage m’a été bénéfique, puisqu’il m’a permis de découvrir un champ d’application pratique, vaste et riche en procédures, il Nous a donné aussi l’occasion de bien tester mes connaissances théoriques en matière de sucrerie et enrichir mes perceptions par le moyen de notre sujet de formation consistant le bilan massique et énergétique complet des corps de cristallisation. Ce travail a été abordé suivant les étapes suivantes : Intégration et familiarisation avec la société et ses équipements notamment ceux concernés par l’étude.

Etablissement du bilan thermique et massique dans chaque corps de cristallisation.

En plus de l’apport technique du projet, ce stage m’a permis un épanouissement sur le plan relationnel. En effet, j’ai découvre le monde professionnel qui nécessite la rigueur, la collaboration et le travail d’équipe.

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Annexes

oukhira yassine cosumar

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