Betterave à sucre

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Matières sucrées

Betterave à sucre

[La betterave à sucre est en France, ainsi qu'en Autriche, une des matières premières les plus importantes de la fabrication de l'alcool.

Le jus des différentes espèces de betteraves contient, outre du sucre cristallisable (sucre de canne, saccharose), des matières albuminoïdes, des sels et des substances dites extractives, éléments dont la quantité varie avec chaque espèce de betterave et les conditions de sol, de culture et de climat. La quantité du sucre extractible dépend du rapport qui existe entre la teneur en sucre et la quantité totale des autres éléments, la richesse saccharine absolue étant la même, tandis que le rendement en alcool ne dépend que de la teneur en sucre elle-même et n'est pas influencée par les autres éléments. Le choix des meilleures betteraves n'a donc pas la même importance pour la production de l'alcool que pour la fabrication du sucre ; des betteraves qui ne peuvent pas être avantageusement employées en sucrerie peuvent au contraire fournir un rendement rémunérateur en alcool. Cependant, les betteraves les plus riches en sucre sont toujours naturellement celles qui donnent le plus d'alcool, et comme le jus le plus sucré est aussi généralement le plus pur, il s'ensuit qu'entre le choix des betteraves, de distillerie et celui des betteraves de sucrerie, il n'y a pas une différence aussi grande qu'on pourrait le penser (STAMMER).

La chair de la betterave à sucre se compose d'un tissu cellulaire contenant un liquide incolore, le jus. Les parois des cellules sont formées de cellulose, et elles sont recouvertes d'une couche plus ou moins épaisse de substance dite intercellulaire, dans laquelle on trouve surtout des matières pectiques et tannantes. La cellulose et la substance intercellulaire constituent la pulpe proprement dite de la betterave, qui ne représente en moyenne qu'environ 4 p. 100 du poids de la racine, les 96 autres parties formant le jus. Les totalité des substances dissoutes dans le jus est moins constante, elle varie en général de 12 à 18 p. 100. On peut donc représenter les proportions des principaux éléments de la betterave par les chiffres suivants :

L'analyse chimique du jus de betterave a permis d'y constater la présence des corps suivants : sucre cristallisable ; substances albuminoïdes; potasse, rubidium, soude, magnésie, oxydes de fer et de manganèse en combinaison avec les acides citrique, oxalique, sulfurique, phosphorique, chlorhydrique, silicique , etc. ; asparagine , glutamine, hétairie, gomme, matières grasses, etc.; toutes les substances dissoutes, excepté le sucre, les matières albuminoïdes et les sels, sont désignées sous le nom collectif de substances extractives.

Essai des betteraves. - Pour les besoins de la distillerie, il suffit ordinairement de déterminer la densité du jus, de laquelle on peut déduire approximativement la teneur en sucre mais il est quelquefois aussi nécessaire de doser exactement le sucre.

Si le jus de la betterave ne contenait en dissolution que du sucre, il serait facile de connaître exactement sa teneur en sucre d'après sa densité ; mais, comme on l'a dit plus haut, le jus de betterave renferme, outre le sucre, un grand nombre d'autres substances agissant sur sa densité. Toutefois, on a constaté qu'il existe entre la richesse saccharine du jus de betterave et sa densité un rapport à peu près constant, et on admet qu'en multipliant la densité, prise à 15°, par le coefficient 2,2 pour les betteraves de sucrerie et 2 pour les betteraves de distillerie, qui sont d'une richesse moindre, on obtient la teneur approximative en sucre du volume du jus. Par conséquent, si un jus a, par exemple, une densité de 1,050, ou, comme on dit habituellement, une densité de 5, la richesse du jus en sucre sera égale à 5 X 2 = 10 p. 100 ; ce qui équivaut à 9 p. 100 environ de sucre dans la betterave, et cette quantité, transformée en alcool à l'aide du coefficient 0,60, donnera 5,40 d'alcool. Si main-tenant on admet, avec J.FRITZCH et E.GUILLEMIN, auxquels nous empruntons ces indications, qu'il se perd 0,5 p. 100 du sucre de la betterave dans la pulpe et pendant le cours de la fabrication, il restera à peu près un rendement probable de 5. On voit d'après cela que la densité du jus de betterave, indiquée comme on le fait ordinairement, en disant, par exemple, 5 pour 1,050 représente le rendement approximatif en alcool de la betterave en volumes, ce qui veut dire que des betteraves dont le jus marque 5 donneront environ 50 litres d'alcool par 1000 kg., en admettant, naturellement, un travail normal.

Pour déterminer la densité du jus de betterave, on se sert habituellement d'un aréomètre, dit densimètre, qui fait connaître directement la densité du liquide dans lequel on le plonge. Cet instrument marque 1000 dans l'eau pure à la température de 15° et par conséquent un degré plus élevé, en s'enfonçant moins, dans un jus sucré. Si, par exemple, le densimètre marque dans un jus 1,038, on dit que sa densité est à 1,038, ou, comme on l'a déjà fait remarquer, qu'elle est à 3,8, en énonçant simplement les degrés et fractions de degré au-dessus de 100.

Pour extraire le jus dont on veut déterminer la densité, on commence par râper la betterave au moyen de dispositifs construits spécialement pour cet usage (sonde-râpe de Possoz, foret râpe de CHAMPONNOIS, râpe conique de PELLET, etc.), et ensuite on extrait le jus de la pulpe au moyen d'une presse. Le jus obtenu est versé doucement, en coulant sur les bords, pour éviter la mousse, dans une éprouvette assez large, placée sur une table bien horizontale. Après avoir laissé remonter l'air, on souffle la mousse et on plonge le densimètre dans le liquide, préalablement amené à la température de 15°, pour laquelle l'instrument est construit. On fait la lecture deux fois à quelques minutes d'intervalle ; si on trouve le même nombre, on l'accepte ; sinon, on attend un peu et on recommence la lecture.

En Allemagne et en Autriche, on se sert pour l'essai densimétrique des jus de betterave, au lieu du densimètre, du saccharomètre de BALLING. Cet instrument, plongé dans une dissolution de sucre pure, indique directement combien 100 parties en poids de cette dissolution contiennent de parties de sucre ; ainsi, il marque 20° ou 20 p. 100 dans une dissolution contenant 20gr. de sucre en 100gr. de liquide. Le saccharomètre de BALLING étant l'objet d'une description spéciale dans le Chapitre XI, à propos de la détermination de la richesse saccharine des moûts obtenus avec les matières amylacées, nous ne dirons rien de plus sur cet instrument et nous renverrons à ce chapitre<ref>[Dans ce même chapitre, on trouvera également une table indiquant la correspondance des degrés saccharométriques avec les densités.]</ref>.

Lorsqu'il est nécessaire de déterminer exactement la teneur en sucre du jus de la betterave, il faut avoir recours à la méthode polarimétrique, qui est très rapide, avec les appareils à graduation saccharimétrique. On prend 100 cm' de jus, on ajoute 10 cm3 de sous-acétate de plomb, on filtre, puis on verse le liquide filtré dans un tube de 22 cm. et on observe au saccharimètre ; le degré lu, multiplié par 0,162 (saccharimètre de LAURENT), indique en grammes la quantité de sucre contenue dans 100 cm3.

Cette méthode, quoique très simple et très exacte, ne peut plus être appliquée dans le cours de la fabrication à cause de l'inversion que subit la saccharose avant sa fermentation ; on n'obtient plus alors de résultats comparables entre eux. C'est pour cela qu'il est préférable en distillerie d'avoir recours à la méthode chimique.

Cette dernière méthode consiste à intervertir la saccharose et à la titrer au moyen d'une solution alcaline de cuivre (liqueur de FEHLING ou de VIOLETTE). A cet effet, 10 cm3 de jus additionnés de quelques gouttes d'acide sulfurique sont intervertis par une ébullition de cinq à six minutes ; après refroidissement, ce liquide est versé dans un ballon jaugé de 100 cm3, puis additionné de 10 cm3 de solution de sous-acétate de plomb, et le ballon est, après agitation, rempli jusqu'au trait de jauge ; après quoi, l'excès de plomb est précipité par du carbonate de soude sec, qui n'augmente pas sensiblement le volume. Le liquide ayant été filtré, on en remplit jusqu'au zéro une burette, de laquelle on le fait couler goutte à goutte dans un ballon ou une capsule, où l'on a préalablement mesuré 10 cm3 de liqueur de VIOLETTE<ref>[Cette liqueur est préparée de la manière suivante On dissout dans 140 gr. d'eau distillée 36,46 gr. de sulfate de cuivre desséché à l'air et on mélange peu à peu cette solution avec une solution bouillante de 200gr. de sel de Seignette dans 500cm3 de lessive de soude à 240B. On laisse refroidir et on complète à 1 litre.]</ref> (10cm3 = 0,05gr. de saccharose) étendus d'eau et portés à l'ébullition, et on s'arrête lorsque la liqueur est entièrement décolorée.

Si pour 10cm3 de liqueur de VIOLETTE il a fallu ajouter n cm3 de jus filtré au dixième, il en aurait fallu n/10 pour le jus lui-même ; par conséquent n/10 cm3 de jus contiennent 0,05gr. de saccharose, et 100cm3 en renferment 100/n x 0,05 = 50/n gr.

On peut aussi, pour doser le sucre des betteraves, opérer par fermentation. Voici, d'après L. LÉVY<ref>Comptes rendus du deuxième Congrès international de Chimie appliquée, t. I, p. 561. Paris. 1897.</ref>, comment il convient de procéder : On épuise 50gr. de pulpe pendant une demi-heure à 80° par 50cm3 d'eau. On décante le mieux possible, on met à part le liquide, on lave le résidu encore avec 25cm3 d'eau à 80°, on décante de nouveau et on ajoute le deuxième liquide au premier. Enfin, on chauffe une troisième fois avec 25cm3 d'eau sans décanter. A ce moment, on remet sur la pulpe les 75cm3 de liquide décantés aux deux premiers lavages ; on lave avec un peu d'eau le vase d'où ce liquide est retiré ; on ajoute à la pulpe cette eau de lavage et 5cm3 d'acide sulfurique normal, ce qui donne une acidité de 0,245gr. pour 115cm3 environ du liquide, soit un peu plus de 2gr. par litre. Enfin, on met dans le vase 1gr. de levure pressée et on l'abandonne dans un local chauffé à 25°, où la fermentation s'effectue. On peut tirer parti de cette expérience de deux manières différentes.

1. D'après la première, on opère dans un ballon fermé simplement avec un tampon de coton et une fois la fermentation achevée, on distille le liquide fermenté, en recueillant 50cm3. Si on a trouvé, par exemple, que le distillatum obtenu marque n° G. L., cela veut dire qu'on a produit n cm3/2 d'alcool (puisqu'on opère sur 50cm3). Or, 63,74 d'alcool<ref>[Dans la pratique, le chiffre 63,74 est un peu élevé ; il vaut mieux, suivant L.LEVY, l'estimer à 61, cela dépend d'ailleurs de la levure employée.]</ref> correspondent à 100gr. de sucre, donc n cm3 d'alcool/2 correspondent à 100/63,74 x n/2 et pour 100gr. de pulpe, il faudra compter 100/63,74Xn de sucre.

2. Au lieu de distiller, on peut doser l'acide carbonique par la perte de poids que subit le vase où a lieu la fermentation, par suite du dégagement de ce gaz. A cet effet, on emploie un appareil qui est pesé avant et après l'opération et est disposé pour laisser dégager l'acide carbonique, mais pour retenir l'eau qui pourrait être entraînée et empêcher l'humidité de l'air de rentrer.

L'appareil d'HAYDUCK se compose d'un vase conique de 250cm3, fermé par un bouchon en caoutchouc, dans lequel est fixé un tube, qui plonge dans une ampoule contenant de l'acide sulfurique et muni d'un tube de dégagement. L'appareil de BAUER est surmonté d'une ampoule du même genre, qui contient de l'amiante imbibé d'acide sulfurique ; le tube de dégagement, qui part de la partie inférieure de l'ampoule, aboutit à un tube contenant du chlorure de calcium qui empêche l'humidité de l'air de pénétrer dans l'appareil ; enfin, un tube permet de faire passer un courant d'air à travers l'appareil, afin d'expulser complètement l'acide carbonique, avant d'effectuer la pesée.

Sachant que 49,03gr. d'acide carbonique correspondent à 100gr. de saccharose, il est facile de calculer, d'après la perte de poids subie par l'appareil, la quantité de sucre qui était contenue dans les 50gr. de pulpe employés pour l'analyse.

Ne pouvant nous étendre ici plus longuement sur les trois méthodes de dosage du sucre dont il vient d'être question, nous renverrons le lecteur aux ouvrages traitant de la fabrication du sucre de betterave et de l'analyse des matières sucrées <ref> Voyez notamment le Traité d'analyse des matières sucrées de D. SIDERSKY et l'Aide-Mémoire de sucrerie du même auteur, paru tout récemment chez NM. Baudry et Cie. Paris, 1898.</ref>.

Notes

<references />