Travail Final

Stage d’initiation à SURAC IAV HASSAN II

I. INTRODUCTION : La canne a sucre (Sacchrum spp) est originaire de la Nouvelle Guinée. Elle a été introduite en Nouvelle Calédonie grâce aux migrations humaines environ 810 siècles Avant Jésus Christ, et continua a se répandre vers l’ouest pour atteindre l’Indonésie, les Philippins et l’Inde vers 6000 A.J.C. ce n’est que vers le 6eme siècle que la canne a pu atteindre les îles, Samoa et Hawaii.

La canne a sucre se propagea lentement et atteint la Perse vers l’an 500 et de là elle a attiré l’attention des conquéreurs islamiques qui en ont installé des plantations et ont conçue des moulins en pierres. Ils l’ont introduite aussi en Egypte et en Afrique du nord pour la diffuser ensuite en Espagne et en Sicile, en passant par le Maron et à travers la méditerranée. La migration continua vers l’ouest pour atteindre Maderia en 1420 et les îles Canaries d’où Christophe Colombus l’introduit en 1493 au nouveau monde.

La canne a sucre a été introduite au Maroc vers le 9éme siècle et sa culture s’est développée dans le sud (Sous, Taroudant) .Au début du 11éme siècle, le sucre marocain a été exporté au Maghreb et plus tard vers d’autres pays.

La réintroduction de la canne au Maroc a été faite à l’échelle expérimentale en 1961 , puis a l’échelle industrielle en 1973 .elle est cultivée dans les périmètre du Gharb et du Loukkos et jusqu ’en 1997 dans la Basse Moulouya .

II. LA CANNE A SUCRE :1. La composition chimique de la canne :

La canne a sucre est constituée de deux éléments principaux : la fibre et le jus.La fibre est le ligneux, défini comme étant l’ensemble des éléments insolubles de la canne. Le jus est constitué essentiellement d’eau, milieu où sont dissous le sucre toutes les autres impuretés solubles. Le schéma suivant résume la composition chimique de la canne.

IAA3 - 1 - Réalisé par Mohamed EL AISSAOUI


Canne

Ligneux 14 % jus 86 %

cellulosehémi-cellulose Eau 70 % saccharose 14% impuretés 2% pectine Sucre réducteur autre impuretés éléments minéraux Non cristallisable organiques

Matières organiques matières organiques non azotées azotées

-Cires - Protéines -Acide organique -A aminés -tanins - amides -vitamine A,… - chlorophylle

Le tableau ci-dessous représente la composition chimique de la canne et son jus :



Canne usinable % canne*eau 73-76*solides 24-27 -solides solubles 10_16 -fibre ( séche ) 11_16

Constituants du jus % solides solubles

*sucres 75-92 saccharose 70-88

glugose 2_4 fructeuse 2_4 *sels 3_4,5 acides inorganiques 1,5_4,5

acides organiques 1_3

*acides organiques 1,5_5,5

acides carboxyliques 1,1_3

acides aminés 0,5_2,5

*autres non-sucres organiques

protéines 0,5_0,6

amidon 0,001_0,1

gommes 0,3-0,6

cires, graisses, phosphatides 0,05-0,15

*autres 3,0-5,0

Au début de la croissance de la canne la teneur en sucre réducteur est plus élevée et celle de saccharose est faible. Au cours de développement, il y a diminution du sucre réducteur et augmentation de la richesse en saccharose.Au moment de la récolte la teneur en sucre réducteur est beaucoup plus élevée que dans le cas de la betterave.

2. Les avantages de la canne à sucre

le rendement en sucre par hectare est supérieur à celui de la betterave

Les frais de culture sont moindres La durée de compagne est plus langue



Le résidu de la canne : la bagasse est un combustible qui suffit pour les besoins de l’usine en énergie

3. comparaison : betterave-canne à sucre

Canne à sucre betteravePoids en tonnes/Ha 80 46Extrait du sucre en kg/tonne

100 141

Poids du sucre/Ha 6500 8000

III. SURAC :

La société ‘SUCRERIES RAFFINERIES DE CANNE’ (SURAC) est une société anonyme au capital de 296.926.800DH.cette entité est née de la fusion absorption par la Sucrerie Raffinerie de Canne du Gharb’ SURAC ’ de deux autres sociétés à savoir : La sucrerie Nationale de Canne du Sebou ‘ SUNACAS ’ et la sucrerie raffinerie de canne du Lokkous ‘SUCRAL ‘ et ce, à partir du 1er janvier 1997.La SURAC regroupe actuellement trois unités de production : deux sont localisées dans le périmètre du Gharb et la troisième est située dans le périmètre du Lokkos.Elle compte dans ses rangs 523 salaries entre cadres, agents de maîtrise et ouvriers. Elle assure des emplois saisonniers pour environ 700 personnes en période de campane et 300 personnes en période d’inter-campagne.La capacité de la SURAC est de 1.140.000T de canne par un.

USINESDESIGNATION M.B.KSIRI KCEBIA ELAOUAMRALocalisation M.Bel Ksiri Kcebia El Aouamra Constructeur FCB FCB HITACHI ZOZENDate de mise en service

1975 1981 1984

Capacité journalière

2500 TC/J 3500 TC/J 3500 TC/J

Capacité annuelle (T)

320.000 420.000 420.000

Nature sucre produit

Sucre roux Sucre blanc Sucre blanc



IV. RESSOURCES TECHNIQUES :A)Chaîne de fabrication :1 ) Réception de cannes :

Etant la jonction entre la production et la transformation de la canne, la réception constitue une étape très importante dans l’usinage du sucre car elle permet de juger la qualité technologique et la quantité des cannes entrant à l’usine.C’est sur la base des résultats de ces analyses que la canne est payée aux agriculteurs. Notons que le barème de paiement au Maroc est établi chaque année par le ministère de l’industrie. A la réception de la canne, on vise :

la détermination des constituants fondamentaux (sucres et autres) l’appréciation de la qualité et la quantité de jus extrait pour en déduire

la teneur en sucre extractible.Le schéma suivant résume l’ensemble des opérations effectuées à la réception :

Pesée (pont bascule)

Echantillonage :-impuretés (a la main)

-sucre (sonde verticale)

Broyage

PresseGâteau de bagasse jus de pression

Pol brix

i- Pesée :

La réception des cannes par l’usine se fait directement à la balance de la sucrerie. Le transport est assuré par des camions ou par des tracteurs à remorques.Les véhicules chargés sont pesés sur un pont bascule et le poids brute est déterminé (Pb).après déchargement, le véhicule est pesé une seconde fois pour déterminer son poids à vide ou tare (T).le poids des cannes livrées est la différence entre les deux pesées ,soit P=Pb-T.

ii- Détermination du taux d’impuretés :

Après pesée, un échantillon de 3 à 5 cannes est prélevé manuellement du véhicule. Le poids P1 de l’échantillon est détermine .après nettoyage de la canne (enlèvement des feuilles, des bouts blancs et racines). le poids des



tiges propres est détermine (P2).le pourcentage des impuretés est donnée par :

Impuretés= 100*-{(P1-P2)/P1}et le poids net des cannes est :

Pnet= ( Pb-T )* { 1- (impuretés /100) }NB :

Si le taux des impuretés est supérieur à 3.5 % il est pris en considération dans le calcul du poids net,Si le taux des impuretés est inférieur à 3.5 %, il est néglige.

iii- SRT :

c’est l’abréviation pour sucre récupérable théoriquement : il est défini comme étant la quantité du sucre qui pourrait être mise en sac dans des conditions idéales d’extraction et la canne à la sucrerie. Le SRT constitue la base de paiement de la canne aux agriculteurs et sa formulation tient compte de l’efficacité d’extraction du sucre à l’usine .les valeurs sont exprimes en pourcentage de saccharose dans la canne .il l’est déterminé comme suit : à l’aide d’une sonde verticale, un échantillon de 5 kg est prélevé, ensuite il est broyé par un broyeur qui permet d’obtenir une canne très finement broyée sans qu’elle perde de jus. Après un sous échantillon de 500g est prélève et pressé par une presse hydraulique sous une pression de 250 bars pendant 1,5 minute .sur le jus obtenue deux paramètres physico-chimiques sont déterminés : le brix et la polarisation (voir partie laboratoire) .le gâteau de la bagasse est aussitôt pesé. Le SRT est donné par la formule suivante :

SRT labo = Polarisation – 0.5*(Brix – Polarisation)*N (SRT)

N(SRT) : Dépend de la teneur en fibre (poids de la bagasse,voir table en annexe.Le paiement des agriculteurs dépend de SRT paiement : SRT paiement = SRT labo*10/10.5 Si SRT paiement =10.5 200DH/tonne de canne Si SRT paiement >10.5 prix > 200 DH / tonne Si SRT paiement < 10.5 prix <200DH/tonne



2 ) Cour à canne : (figure.1)

Les cannes arrivant des champs sont déversées dans la cour à canne .le déchargement se fait :

o Par inclinaison des bennes de camions ou des remorques tractées,o Par basculement du camion ou des remorques eux-mêmes,

Ces cannes servent à l’alimentation de la chaîne de la fabrication et au stock pour la nuit. (La réception se fait uniquement pendant le jour)Le stockage et l’alimentation de l’usine sont faites a l’aide des ponts roulants à grappins .la table d’alimentation qui caractérisé par une vitesse variable selon la charge en canne, contient :

o - un niveleur de canne qui a comme rôle la réduction de la couche de canne.

o – un ébouleur(figure.2) qui permet la régularisation de l’alimentation pour le conducteur de canne.



Le conducteur à canne (ou transporteur métallique) comprend une partie horizontale sur plate forme et une partie inclinée montant vers les moulins .aussitôt après le changement de la pente ,les tiges passent sous un premier coupe -canne appelé éboucheur tournant à 350 tr/min et pourtant 36 couteaux .on obtient ainsi un lot uniforme de morceaux de tiges , le premier coupe-canne (figure2.bis)est suivi d’un second appelé finisseur tournant plus rapidement qui subdivise davantage les morceaux des tiges en deux .la préparation est complété par un broyeur à 36 marteaux appelé unigrator fonctionnant à vapeur et mettant la canne en charpie,ce qui rend l’extraction plus facile. la masse ainsi préparée est transporté aux moulins par une bande à cannes(figure.3),elle passe sous un niveleur qui régularise son alimentation et sous un séparateur magnétique qui sépare les morceaux des ferrailles qui en passant peuvent endommager les cylindres des moulins.



3 ) L’extraction : ( figure.4)



les tronçons de cannes arrivant aux 1er moulin ;qui constitué de 3 cylindres (supérieur, d’entrée et de sortie) et d’une bagassière, pris entre le cylindre supérieur et le cylindre d’entrée tournant en sens contraire, suivent un cisaillement assuré par les rainures peu espacées des deux cylindres et une pression exercé par le cylindre supérieur ,cèdent le jus qui passe au dessous du moulin par le vide crée entre les pas des cylindres, la bagassière laisse passer le jus sans la bagasse, alors que le cylindre de sortie fait sortir la bagasse au conducteur intermédiaire qui le transfert vers le 2ème moulin, la batterie des moulins comprend 5 moulins ;le jus extrait au niveau du 1er

moulin est appelé jus de pression sèche contient 65-70% de sucre, alors que la bagasse sortante passe par deuxième moulin pour extraire le sucre restant c’est à dire le jus résiduaire. afin d’extraire le maximum de jus, on procède à ce qu’on appelle l’imbibition de la bagasse(figure.3) qui consiste à arroser la canne sortant d’un moulin avant de le presser au moulin suivant .cet arrosage permet à la bagasse de se diluer et céder plus facilement le jus qu’elle contient ,l’imbibition se fait à l’eau chaude pour le dernier moulin et le jus sortant d’un moulin imbibe la bagasse entrant le moulin qui le précède ,elle se répète jusqu’au second moulin. les jus extraits du 1er et du 2éme moulin sont appelés jus mélangé qui est tamisé avant sont envoi à l’épuration .pour ce qui est de la bagasse sortant du dernier moulin, elle est récupérée et brûlée dans des chaudières afin de procurer la vapeur servant à produire l’électricité ,sinon cette bagasse est stockée pour un autre usage(figure.5).



4 ) Epuration : (figure.6)

Le jus mélangé obtenu aux deux premiers moulins tamisé et pesé a la balance est plus au moins chargé en impuretés minérales et organiques d’où son aspect grisâtre et sa tendance au moussage. sa pureté est de l’ordre de 85 – 89%, elle dépend de la qualité de la matière première et du travail en extraction.La présence de ces impuretés rend l’obtention du sucre sans épuration préalable impossible. En effet le jus mélangé est acide (pH = 5.4 – 5.5), donc tout chauffage sans correction du pH risque de provoquer l’inversion du saccharose :Saccharose T +pH acide Glucose + Fructose

D’où la nécessité de neutraliser le jus. Le procédé de l’épuration du jus est le chaulage fractionné avec un double chauffage : le jus mélangé à un pH= 5.5 est chaulé (ajout de lait de chaux) à froid jusqu’à pH =6.6 à 6.8, ensuite il est envoyé au 1er réchauffeur qui le porte à la température de 75 °C , après il est réchauler jusqu’à pH=7.6 à 8.2 et envoyé au 2éme réchauffeur qui le porte à la température d’ébullition ,101°C minimum .par sécurité ,on cherche toujours à atteindre 103 à 105 °C, a la sortie de ce dernier le jus chaulé passe au décanteur(figure.7) ou le précipité formé par la chaux se dépose .a part les phénomènes chimiques provenant de la réaction de la chaux sur le jus d’où la formation des sels de chaux des acides organiques qui sont insolubles,l’épuration est surtout physique .il se forme un précipité dû surtout aux matières coagulées. Il enrobe les impuretés physiques et les entraîne avec lui.La décantation s’effectue dans des décanteurs continus, ou clarificateur .ce dernier est composé de quatre compartiments superposés, indépendants les uns des autres et formant chacun un clarificateur complet, alimentés séparément par un tube central creux tournant lentement (12tr/min) et pourtant des lames raclantes qui balaient lentement le fond des compartiments .le jus entre par la partie supérieur du compartiment Il



s’écoule progressivement contre le paroi. La décantation se produit simultanément et les boues qui se déposent sur les plateaux sont balayées par les raclettes oscillantes qui les poussant vers le centre où elles tombent dans une cuvette à boues d’où elles sont extraites par des pompes à diaphragme à débit réglable réunies dans une « boite à boues » d’où elles vont à la filtration.

Le jus clair surnageant est retiré dans chaque compartiment par un tuyau intérieur et acheminé vers les évaporateurs. on signale que le Titrole est ajouté comme floculant pour améliorer la décantation. les boues sont filtrées dans un filtre rotatif(figure.8) afin de séparer du jus le précipité qu’il contient, avec les sels insolubles formés et la folle bagasse entraînée .ce filtre se compose d’un tambour tournant autour d’un axe horizontal et plongeant en partie dans le liquide à filtrer ; La périphérie forme la surface filtrante. quand il tourne, la section qui commence à entrer dans le liquide à filtrer est mis à ce moment en communication avec le petit vide. Il se produit une aspiration du liquide, qui entre par des petites perforations. Mais celle-ci se remplit aussitôt de morceaux de bagasse et de matière en suspension .le premier jus, qui passe ainsi est évidemment mal filtré et très trouble : on l’appelle le filtrat trouble, et il est dirigé vers un récipient spécial .Ainsi garni d’une petite couche qui forme le début du tourteau, la section passe ensuite à la section de grand vide sans grande vitesse. Il est en effet nécessaire d’augmenter l’aspiration, la résistance offerte par le tourteau augmentant avec son épaisseur. Mais le jus qui passe est alors filtré de façon plus efficace par ses propres impuretés et par la bagasse qu’il contient, qui forment ainsi elles-mêmes la surface filtrante nécessaire en s’accumulant sur le tambour. Ce jus constitue alors « le filtrat clair », et va à un autre récipient.



5 ) L’évaporation : (figure.9)L’épuration des jus nous a fourni un jus clair à un brix de 14%. Ce jus,c’est du sucre en dissolution dans l’eau, avec certaines impuretés. Maintenant que nous avons enlevé le plus possible des impuretés il nous reste à éliminer l’eau .c’est le but de l’évaporation. ce jus clair doit être concentrer pour obtenir un sirop avec un brix de l’ordre de 60 à 70%.Mais au fur et à mesure que nous extrairons l’eau du jus, le sucre va se concentrer .il approchera donc de son point de saturation, c’est-à-dire du point où les cristaux vont commencer à apparaître dans la masse.

Vapeur

Jus clair Sirop

Eau


Evaporation


Cette opération se déroule dans un évaporateur constitué essentiellement par un faisceau tubulaire qui sert d’échangeur de chaleur.La vapeur de chauffage baigne à l’extérieur des tubes tandis que le jus circule à l’intérieur des tubes, en se condensant la vapeur cède la chaleur latente qui sert à évaporer l’eau du jus.L’évaporation se fait à multiple effet ( cinq effets pour la SURAC),c'est-à-dire que la vapeur issue d’un évaporateur sert au réchauffage du jus entrant à l’évaporateur qui le suit .le jus se concentre progressivement de corps à corps.On utilise plusieurs effets à l’évaporation pour économiser la quantité de la vapeur venant du turboalternateur et des turbines des moulins.La SURAC a six corps pour l’évaporation : cinq pour la marche de l’usine et un de réserve pour le nettoyage ; selon un planning de six jours, pour assurer un travail continu de l’évaporation. Le nettoyage se fait soit par une voie chimique avec NaOH caustique, soit par voie mécanique avec une détartreuse .afin d’éliminer les incrustation provenant, des matières en suspension dans le jus mal séparées par une défécation et une filtration défectueuse ,et du non sucre en solution.

6 ) Cristallisation (figure.10)

La cristallisation est une méthode de séparation faisant intervenir un transfert simultané de masse et de chaleur.L’opération consiste à faire passer le saccharose à l’état solide tandis que les autres impuretés restent en solution.Ce chargement de phase appelé cuisson en sucrerie est réalisé par concentration du sirop sous vide à une température modérée.La concentration se fait par un multiple effet car avec augmentation du brix et de viscosité, on obtient une masse compacte (visqueuse) appelée masse cuite qui ne peut plus circuler aisément d’un effet à un autre.Le but de la cristallisation est d’obtenir la plus grande quantité de sucre roux, de bonne qualité et une mélasse aussi pauvre que possible.

Les différentes étapes de la cristallisation sont illustrés par le schéma suivant:



Sirop d’évaporation

Grainage

Nourrissage

Fin nourrissage

Serrage

Coulée

Malaxage

Essorage On introduit une quantité de sirop dans l’appareil à cuire (figure.11)comme pied de cuite, on continu à cristalliser jusqu’à un brix prés à être cristalliser.



A ce moment on passe au grainage (amorce : ajout de sucre glace constitué de sucre blanc et d’alcool), une fois que les cristaux apparaissent, on commence à nourrir par l’ajout du sirop ou l’égout.Si le nourrissage arrive au volume demandé, on arête le nourrissage, et on passe au serrage, les cristaux continuent à épuiser le saccharose dans la masse cuite, une fois on atteint le brix demandé on arrête la vapeur, le vide est cassé, puis on coule la masse cuite dans les malaxeurs, après cette opération on procède à l’essorage dans les centrifugeuses afin de séparer le cristal de l’égout (liquide).

-constitution du pied de cuite :

Le cuiseur aspire dans l’appareil à cuire une certaine quantité de sirop ou de liqueur standard. Cette quantité doit être suffisante pour couvrir entièrement le faisceau, si non les projections sur les surfaces chauffées et nues provoqueraient une perte par caramélisation et une forte coloration. Si la quantité aspirée est trop importante, la capacité restante de l’appareil sera réduite d’où réduction de la quantité d’égout à épuiser.Il faut que la quantité à aspirer soit égale à 25% du volume utile de l’appareil.Ce pied de cuite doit être concentré sous vide en continuant à admettre le sirop ou la liqueur standard pour compenser l’eau évaporée et garder le faisceau toujours couvert.L’opération se poursuit jusqu’à un état de sursaturation donné en fonction de l’ordre du jet et de la méthode de grainage.On peut juger l’état de sursaturation par une méthode empirique :- On observe l’écoulement des éclaboussures le long des regards vitrés.- Preuve au filet.

le grainage :



C’est la rupture de l’état métastable caractérisant le pied de cuite qui est amené à l’état de sursaturation désirée. Cette rupture est obtenue à partir d’un grainage par amorce.Le pied de cuite est amené dans la zone labile et on ensemence par une quantité arbitraire mais insuffisante des microcristaux. Après un certain temps (temps d’attente) plus au moins court, on sort de la zone labile pour revenir à la zone de grossissement.La semence est mise en suspension dans un solvant organique qui ne dissout pas le saccharose ( alcool), après introduction, l’évaporation violente du solvant projette les microcristaux dans toutes les directions ce qui permet de réaliser un grainage plus homogène.

le nourrissage (montée de la cuite):

Durant cette phase, l’alimentation en sirop et l’évaporation sont réglées de manière à apporter à chaque instant le sucre consommé par les cristaux et maintenir la sursaturation sensiblement constante. La sursaturation doit être suffisante pour permettre une vitesse de cristallisation élevée mais sans risque de formation de faux grains.On continue l’alimentation jusqu’à atteindre le volume utile de l’appareil à cuire.

Le serrage :

Cette phase est destinée à évaporer l’eau excédentaire car avec l’augmentation de la surface développée par les cristaux, l’allure (vitesse) de dépôt de saccharose devient élevée et le rythme de l’évaporation doit être accéléré.Pour maintenir la sursaturation constante, on maintient l’évaporation jusqu’à atteindre un brix donné en fonction de la nature de jet :1er jet : brix final = 923ème jet : brix final = 94 – 96Après serrage on ferme la vanne de vapeur, on casse le vide et on procède à la coulée dans un malaxeur.Après chaque coulée l’appareil à cuir doit être soigneusement rincé pour éliminer les cristaux résiduaires susceptibles de fausser la conduite de la cuite suivante.

le malaxage :

C’est une étape où la cristallisation se poursuit par refroidissement. Au cours de cette étape la consommation de sucre par les cristaux tend à diminuer, alors que le refroidissement et le temps de malaxage dépendent de l’ordre du jet.Pour le 1er jet le temps de malaxage est court et le refroidissement est peu important alors que pour le 3ème jet, le temps de malaxage est long et l’allure de refroidissement conditionne le degré d’épuisement de la mélasse.



Pour le 3ème jet, à la fin du malaxage, on élève la température pour améliorer l’essorage.

l’essorage :(figure.12)

C’est une filtration centrifuge destinée à séparer les cristaux de l’égout. Une essoreuse est constituée d’un panier à tronc conique et une tôle perforée revêtue d’une toile filtrante.Les ouvertures du panier doivent être compatibles avec la dimension des cristaux à séparer. Au cours de l’essorage les cristaux sont retenus alors que l’égout est impulsé sous l’effet de la force centrifuge.

Figure.12. centrifuges

A SURAC la cristallisation se fait par un procédé des trois masses cuites (mc) :C’est le procédé le plus fréquemment adopté. On forme 3 catégories de mc :

a) La mc A ,de pureté 80à 85,obtenue sur un pied de cuite formé de magma C ou B et montée, suivant la pureté du sirop, soit entièrement sur sirop vierge,soit sur sirop vierge avec rentrées plus ou moins importantes d’égouts A en fin de cuite.

b) La mc B, de pureté 68 à 72, obtenue sur pied de cuite de magma C et montée entièrement sur égout A .

c) La mc C , de pureté 56 à 60 ,obtenue sur pied de cuite d’un mélange de sirop et d’égout A de pureté 72 à 75 , ensemencé ,dont on grossit et nourrit le grain, montée sur égout B.

7 ) Séchage et stockage :

Le sucre obtenu après le turbinage (centrifugation) est un peu humide, donc il est nécessaire de le sécher si non il va subir des attaques microbiennes au stockage(figure.13).Le mécanisme de séchage peut s’expliquer par le schéma suivant:



Sucre humide

Air sec chaud air humide

Air sec froid air humide

Sucre sec

figure.13.stockage du sucre roux.

B)Laboratoire de contrôle :(figure14. et 15.)

Le contrôle de la fabrication du sucre nécessite un laboratoire pour suivre les analyses de canne, de bagasse, des boues et des écumes,des jus, des


Séchoir 1

Séchoir 2


sirops,des égouts et de la mélasse. Les buts du contrôle chimique peuvent se résumer comme suit :

être en présence d'une série de chiffres qui donneront des indications exactes sur les pertes qui se produisent à différents niveaux de la fabrication et aideront à minimiser ces pertes,

les chiffres obtenus guideront les décisions nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats possibles,

il en résultera une accumulation des données et performances qui peuvent être comparées â celles d'autres sucreries.

Le contrôle des paramètres chimiques et physiques se fait par deux types d’analyses :

1. Les analyses courantes 1/ Pour le jus

-Brix -Polarisation

-Purée -pH

2/ Traitement des eauxa- Test d’alpha-naphtalb- Test d’alcalinitéc- Test d’alcalinité completd- La dureté (TH)e- Dosage de cl-

3/ La bagasse- Humidité de la bagasse- Teneur en sucre de la bagasse

4/ Les écumes- Humidité des écumes- Polarisation des écumes

2. Les analyses spéciales :

A- Les cendres conductimétriques.B- Analyses des sucres réducteurs (méthode de LANE)C- Acidité et alcalinitéD- Sels de Ca2+E- Dosage d’amidon F- Dosage de dextraneG- Dosage de phosphateH- Mesure de la colorationI- Mesure de la turbiditéJ- Humidité de sucre roux (SR)

1. Les analyses courantesLes personnels du laboratoire effectuent ces analyses une fois chaque

deux heures : 1-Pour les jus - Détermination de brix :



Définition : Le brix représente le poids en grammes de matière sèche contenu dans 100g de produit Le brix normal de différents produits de sucreries est :

Jus : 14- 17 Sirop : 65- 70 Masse cuite : 90- 97 Mélasse : 83- 90

- Détermination de la polarisation : Définition : C’est la teneur en sucre contenue dans une solution La polarisation normale de quelques produits de sucrerie :

Jus clair : 12- 15 Sirop : 56- 60 Mélasse : 35- 39

- Détermination de la pureté : Définition : C’est le poids de sucre contenu dans 100g de matière sèche du produit. La pureté est donnée par la formule :

La pureté = 100*polarisation/brix La pureté normale de différents produits :

jus clair : 86 – 90 sirop : 86- 90 Masse cuite A : 87 – 89 Masse cuite B : 74 – 76 Masse cuite C : 58 – 60 Mélasse : 42 - 45

- Mode opératoire : On prend 25g d’échantillon (JC, JM, SE), on lui ajoute 125g d’eau distillée (la dilution 1/6) +homogénéisation : Brix du produit analysé = lecteur de brix par réfractomètre*6Sur cet échantillon, on fait une lecture saccharimétrique par un polarimètre (saccharimètre)

Polarisation du produit analysé = lecture saccharimétrique*facteur pol*6 NB : - le « facteur pol » est tiré de la table SCHMITZ suivant le brix - avant la lecture de brix et la lecture de la polarisation, il faut filtré l’échantillon à l’aide d’un adjuvant (sous acétate de Pb basique)

- Détermination de pH (pH – mètre) : Prendre environ 100ml de jus Refroidir à 20°C Rincer l’électrode à l’eau distillée et sécher avec du

papier Joseph Tremper l’électrode dans le jus Faire la lecture du pH du jus après stabilisation de

l’affichage au moins pendant 5 min pH = lecture Rincer l’électrode et la plonger dans l’eau distillée

NB : l’étalonnage du pH – mètre avec les solutions tampon adéquates doit être effectué avant de faire les mesures de pH. On utilise au moins deux solution tampon qui couvrent la valeur du pH à mesurer.



2/ Traitement des eaux Ce traitement se fait pour les trois types d’eau.

- l’eau d’alimentation- l’eau de la chaudiére1- l’eau de la chaudiére2

a- test d’alpha –naphtal -But : Ce test a pour but la vérification de l’absence du sucre dans l’eau, -Mode opératoire : On prend 3 à 5 ml d’eau dans un tube à essai très propre, refroidir sous un courant d’eau froid, ajouter 4 gouttes de la solution alcoolique d’alpha-naphtol +agitation. On inclinant le tube et on verse 5 ml d’acide sulfurique, on doit faire couler celui-ci contre la paroi du tube incliné de façon que le liquide se superpose par ordre de densité sans se mélanger. S’il y a présence de sucre on aperçoit à la zone de séparation un anneau coloré rose clair à violet foncé, suivant la quantité du sucre, la coloration peut s’observer dans quelques minutes . b- test d’alcalinité (TA)C’est le nombre en ml de H2SO4 (0.1N) nécessaire pour neutraliser 100ml d’eau jusqu'au pH=8.3 (zone de virage de phénol phtaléine)

- s’il n’y a pas une coloration donc TA=0, c’est a dire l’eau n’est pas alcaline

- s’il y a une coloration, on fait un titrage acide base avec H2SO4 (0.1N)

c- Test d’alcalinité complet (TAC)On ajoute à l’eau, le méthyle d’orange (indicateur coloré), et on continue le titrage par H2SO4 (0.1N). TA= V1*N*1000/V et TAC= V2*N*1000/V AvecV : volume en ml de la prise d’essaiV1 : volume d’acide pour TAV2 : volume d’acide pour TA et TACN : normalité de la solution d’acide Puisque V1=0 et N=0.1 et V=100ml donc V2=TAC d- La dureté (TH)Elle permet le calcul de la concentration de Ca2+, Mg2+ dans l’eau

- Mode opératoire :On ajoute a 100 ml d’eau des gouttes de l’indicateur coloré NET

- S’il y a une coloration bleue, la dureté est nulle (TH=0)- S’il y a une coloration rose, on fait un titrage

compléxométrique jusqu'à une coloration bleu e- dosage de Cl- - Mode opératoire :on ajoute a 100 ml d’eau des gouttes du chromate de potassium(indicateur coloré) .S’il y a une coloration jaune, on procède à un titrage par AgNO3, jusqu’on obtient une coloration briquée -Expression des résultats



On a N1V1= N2V2 donc N2=N1*V1/V2

Avec : N1 : la normalité de AgNO3

V1 : le volume de AgNO3

N2 : la normalité de Cl- dans l’eau V2 : le volume d’eauNB : il y a une table qui donne directement le N2 en fonction du volume de AgNO3 ajouté.

3/ La bagasse :

- Humidité de la bagasse Sécher le plateau vide avec de l’air chaud et déterminer

son poids (M1) en g Peser dans le plateau 100g de l’échantillon fraîchement

collectée, soit (M2) le poids du plateau et l’échantillon Placer le plateau contenant l’échantillon dans une étuve

à 105°C pendant 3h, jusqu'à poids constant (M3) Humidité% d’échantillon= (M2-M3)/ (M2-M1)

- Teneur en sucre de la bagasse broyer environ 500g d’échantillon de bagasse dans le

moulin « WILLY » Peser 139g de bagasse broyée et les mettre dans le

mixeur Ajouter 1000ml d’eau distillée et 2g de Na2Co3 Mettre le couvercle et mixer pendant 6 min Recueillir le jus dans un bécher de 250ml Laisser refroidir et déféquer avec 2g de sous acétate de

Pb basique Filtrer, polariser et lire le lecteur saccharimètre après

avoir rincer le tube avec une partie de filtrat Une table donne directement la % de sucre dans la bagasse en fonction de la polarisation.

4/ Les écumes :

- Humidité des écumes Le même principe utilisé pour la bagasse :

H%échantillon= (M2-M3)/ (M2-M1)- Polarisation des écumes :

Peser 72g de l’échantillon à analyser et ajouter 500ml d’eau

Agiter la suspension pendant 5min Clarifier environ 200ml du mélange avec un minimum

de sous acétate de Pb basique Filtrer et polariser



Le pourcentage en sucre dans les écumes est donné directement par lecture.

2. Les analyses spéciales :

A- Les cendres conductimétriques a/ Objet :

La détermination des matières minérales dans les jus, le sirop, sucre roux ….,Les matières minérales ou cendres peuvent être mesurées par une méthode gravimétrique ou par détermination de la conductivité d’une solution de concentration connue : méthode conductimétriques

b/ Mode opératoire :On prend 5g d’échantillon + l’eau distillée jusqu’au 100g, on mesure la conductivité de la solution obtenue (Cs). On mesure la conductivité de l’eau (Ce). La corriger de la mesure est comme suit : C éch= Cs -CeDonc : CC= C éch*(16.5+0.36D)*5/D*10000Avec D : représente le poids de la prise d’essai CC= C éch*18/10000 (g%g)

B- Analyse des sucres réducteurs (méthode de LANE)

a /Objet : La détermination des sucres réducteurs exprimés en sucre inverti

dans les produits de fabrication b /Principe :

il y'a passage du cuivre Cu2+ en cuivre Cu+(oxyde cuivreux) par les sucres réducteurs ; la solution à analyser est utilisée comme solution titrant d’un volume déterminé de liqueur de fihling, le bleu de méthylène servant d’indicateur coloré, et la réaction se faisant à l’ébullition.

c /Mode opératoire : Peser 10g à 40g de l’échantillon dans une fiole de

100ml Ajuster au trait de jauge avec de l’eau distillée Mettre 20ml de liqueur de fihling dans une fiole de

250ml contenant quelques billes de verre



Remplir la burette avec la solution sucrée titrant ajouter 20ml de la solution à analyser et mettre la fiole

au chauffage porter à l’ébullition pendant 2 min Ajouter 4 gouttes de bleu de méthylène Titrer ,tout en gardant une ébullition modérée , le

volume versé doit être compris entre 0.5 à 1 ml , le virage est attente lors de la décoloration du bleu de méthylène

La durée de l’ébullition (2 min + titration ) ne doit pas dépasser 3 minSucres réducteurs (g%g) = T*V*f*100*k/v

Avec : T : titre de la liqueur de Fehling en g de sucre inverti/ml v : volume en ml de liqueur de Fehling V : volume total versé de la solution à analyser k : coefficient de dilution du produit initial f : facteur de correction tenant compte du pouvoir réducteur du saccharose ( f = 1 en SURAC 2 )

C- L’alcalinité : a - Objet :

Le contrôle au cours des différentes phases de l’épuration, la quantité de chaux libre a ajoutée ou résiduelle

b - Mode opératoire : Prélever 20ml de jus homogénéisé et refroidi dans la cuve de titrage. On titre avec l’acide sulfurique jusqu'à pH=8.2, en utilise comme indicateur coloré le phénol phtaléine

c - Expression des résultats : 1ml d’acide sulfurique (H2SO4) (1N) correspond à une alcalinité exprimée en chaux de 0.1g de CaO/l pour une prisse d’essai de 20ml

D/ Sels de Ca 2+

a- Objet : Dosage des sels de calcium que l’on trouve dans le jus et les produits concentré de sucrerie à l’exclusion de chaux et des jus pré chaulé et chaulé

b- Mode opératoire : On prend 0.7g à 1g d’échantillon, on rempli par l’eau distillé jusqu'au 100ml.ensuite on ajoute un indicateur métallique (réactif de PATTON etREDDER),Après une forte agitation, on obtient une couleur violette, on titre par l’EDTA jusqu'à une coloration bleu

c- Expression des résultasg de CaO/l (dans 0.1g d’ech ) = (Vversé* 0.1 * 56)/ ( Poids initial * Brix )

56 est la normalité d’EDTA g de CaO/l = (Vversé * 5.6)/ ( P initial * Brix )



E/ Analyse d’amidon ( JM,JC,SE,SR )

40g d’échantillon + eau distillé jusqu'à 100ml

On prélève 15ml + 25 ml de CaCl2 (80%)

Bain marie à l’ébullition pendant 15 min avec agitation chaque 5 min

Refroidissement

On prélève 15 ml

(Fiole de 25 ml) (Fiole de 25 ml) + +2.5 ml d’acide acétique (1M ) 2.5 ml d’acide acétique ( 1M)

Jauger à l’eau distillée 5 ml du réactif (iodide / iodate)

Ajuster la Do à 700 nm au zéro Jauger à l’eau distillée

après l’ajout du Réactif Lire Do à 700 nm, 5 min La courbe d’étalonnage utilisé dans SURAC 2 est : C (ppm) = 2004Do-59

F/ L’analyse de dextrane (JC, JM)

Mode opératoire 50ml d’échantillon + 10ml de trichloracétique (TAC) + Kie selguher

Filtration sous vide

Filtrat (Fiole de 25 ml) (Fiole de 25 ml) 12.5ml de filtrat +12.5ml de d’éthanol 12.5ml de filtrat + 12.5ml de l’eau distillé



Lecture de la Do à 720nm Témoin pour régler le zéro de l’appareilLa courbe d’étalonnage : C (ppm) = 1368Do-7.799

G/ Analyse des phosphates (P2O5) Procédure d’analyse On prend un échantillon + Kie selguler

Filtration

Neutraliser le filtrat à pH = 7

On prend 1ml de la solution préparer + 4ml de molybdate d’Al + 30ml d’eau distillé + 0.1g d’acide ascorbique

Chauffage

1min après ébullition

Refroidissement

Transverse dans une fiole de 100ml (jauger à l’eau distillé)

Lecture de la Do à 650nmPour régler le zéro de l’appareil, on prépare une solution de 30ml d’eau distillé, 4ml de molybdate d’Al et 0.1g d’acide ascorbique.Le courbe d’étalonnage est définit par : C (ppm) = 762.7*Do H/ Mesure de la coloration (JC, SE)

On dilue l’échantillon à analyser

Filtration sous vide

Filtrat

Lecture de Brix diluée Lecture de la Do à 420nm

Coloration = Do*100000/ (Brix diluée*DfactBrix)Avec: DfactBrix représente le facteur de gravité apparente spécifique donnée par une table en fonction de la BrixI/ Mesure de la turbidité

a- Objet : La turbidité permet de déterminer l’efficacité du processus de clarification

b- Principe : La méthode mesure l’absorbance due aux matières en suspension du jus clarifié

c- Mode opératoire :



Jus clair

Refroidissement

Mesure de la Do à 900nm par un spectrophotomètred- Expression des résultats

La turbidité = 100*s s :c’est l’absorbance mesuré à une langueur de 900nmJ/ Humidité de sucre roux Soit : T0= la tare et T1= la tare + sucreOn met l’échantillon dans le four pendant 2h, après on le pose dans un dessiccateur. Le résultat T2 = la tare + sucre – l’eau Soit : P0= T1-T0 et P1= T2-T0, donc l’humidité= (P0-P1)*100/P0

Remarque : Les produits chimiques utiliser dans la sucrerie et lors rôles :

Produits chimiques Le rôle- Lait de chaux - Augmentation de pH

(neutralisation de jus chaulé- Décantation des impuretés

- Tétrol - Adjuvant de décantation (épuration)

- termamyl (enzyme) - Détruire l’amidon (évaporation)- Dextranase - Détruire la dextrine (épuration)- Anti-mousse - élimination de la mousse- Formol - élimination des micro-

organismes

3. PRECAUTIONS A PRENDRE AU NIVEAU DU LABORATOIRE:

Pour être officielles, les analyses chimiques doivent s'opérer dans des conditions précises. L'analyse d'un même échantillon dans deux conditions différentes donnera des résultats différents voire même incomparables.

Les couteaux du broyeur de cannes doivent être bien aiguisés à tout moment de la campagne pour éviter leur chauffage et donc une évaporation du jus qui induirait des erreurs d'analyse (surestimation du SRT); en outre, les joints doivent être étanches et changés dés leur usure.

Concernant la presse, il faut veiller à ce que la pression s'effectue à 250 bars et pendant 1,5 minutes, en prêtant attention à une éventuelle chute de



pression. L'huile de lubrification doit être vidangée toutes les milles heures d'utilisation.

Aussi, le temps de séjour entre le broyage et la presse doit être court afin de ne pas perdre le jus par évaporation. Toutes les balances utilisées doivent être fidèles, il faut donc procéder régulièrement à leur ta rage.

Les contenants utilisés doivent être propres pour éviter toute contamination des échantillons par des impuretés. Aussi, faut-il fermer ces contenants pour minimiser les pertes d'eau par évaporation. Le numéro de l'échantillon doit être aussitôt transcrit sur le récipient afin d'éviter une confusion et ainsi opérer de façon ordonnée.

Avant de faire les lectures du Brix et du Pol, le réfractomètre et le saccharimètre doivent être nettoyés et lavés en abondance avec de l'eau distillée. Il faut procéder aussi à une vérification régulière de l'étalonnage de ces deux appareils: le saccharimètre est muni d'un quartz (fourni par le constructeur> qui doit donner une lecture précise de la polarisation. Pour le réfractomètre, il faut préparer des solutions standard de saccharose pur et comparer le Brix lu au poids pesé.

Précisons que pour la polarisation, les échantillons déféqués à l'acétate de plomb basique ne doivent pas contenir un excès de ce produit car il pourrait fausser les lectures au saccharimètre. En outre, il faut éliminer les premières gouttes de filtrat et procéder aussitôt à la lecture du Pol dès l'obtention d'environ 100 ml de jus clair. Ceci permettra d'éviter les pertes par évaporation. Si le filtrat obtenu est légèrement trouble, il faut ajouter quelques gouttes d'acide acétique pour le clarifier.

Tout le circuit analytique, en particulier les lectures du Brix et du Pol, doit s'opérer à une température de 200C. Ceci est assuré par un bain thermostaté relié aux deux appareils. La climatisation du laboratoire est également nécessaire et a pour objectif non seulement de minimiser les pertes de matière par évaporation, mais aussi de veiller à ce que les analyses soient faites à une température ambiante de 2000, comme il est recommandé par les méthodes officielles d'analyses chimiques et suivi dans tous les laboratoires sucriers.

Finalement malgré toutes les précautions qu'on aurait prises, l'erreur reste probable; c’est pourquoi il faut garder le restant du jus au congélateur jusqu'à la fin des calculs et l'interprétation des résultats, ceci permettra de refaire toute analyse soupçonnée. Pour les sous-échantillons de bagasse dans les capsules perforées, il faut les garder jusqu'au calcul de la teneur en fibre.

C) Station chaufferie :



a- Introduction

La sucrerie de canne de MBK dispose de deux chaudières marque BABCOOCK type BR 1 31-51 caractérisées par :

- Débit unitaire maximal de 37 tonnes par heure- Pression de 28 bars- Température de la vapeur surchauffée de 340°C- Combustible mixte : la bagasse ou fuel lourd n°2- Chaudières de type d’eau- L’eau d’alimentation : condensée ou adoucie- L’humidité de la bagasse : 50%

Elle possède une autonomie de 100% d’énergie grâce aux ligneux de la canne contenue dans la bagasse. La sucrerie de canne de MBK consomme au moyen entre 450 à 500Kg de vapeur par tonne de canne. Il en résulte un excédent de bagasse qui sera transféré vers les deux autres raffineries du groupe SURAC. Il faut que l’humidité de la bagasse ne dépasse pas 50%, pour arriver à cette humidité la sucrerie porte beaucoup d’importance aux réglages des moulins à la station d’extraction. b- Fonctionnement

Les deux chaudières installées à la sucrerie de canne de MBK sont pilotées automatiquement à l’aide d’un ordinateur, une carte réseau et des automates programmables marque ALLEN BRADEY.Ces instruments permettent le pilotage, le contrôle, la supervision et la commande des différents accessoires de cette station.

ces accessoires , sont au nombre de trois :- Station de traitement des eaux : Pour but le contrôle des eaux

condensées provenant des réchauffeurs, des corps d’évaporation et des appareils à cuir et aussi pour la préparation des eaux adoucies.

- Station de préparation de fuel : Cette station permet la préparation de fuel pour sa combustion dans le foyer. Ce combustible est porté dans cette station à une température de 140°C

- Magasin à bagasse : Le magasin de stockage de la bagasse occupe une place stratégique étant donné que le personnel à chaque arrêt de broyage de canne a recours à reprendre la bagasse excédentaire pour assurer l’alimentation de l’usine en vapeur.

La bagasse constitue le combustible principal de fonctionnement des deux chaudières, ce combustible solide est caractérisé par une humidité de 50% environ, et un pouvoir calorifique de 1850 Kcal/Kg et un taux en sucre de 0.7% cannes.Le fuel lourd n°2 constitue le combustible secondaire utilisé surtout en situation anormale causée par les perturbations de la station d’extraction.La combustion se fait en présence d’air avec une quantité nécessaire pour avoir une combustion complète. Les deux chaudières sont équipées par des ventilateurs pour assurer la combustion, la distribution, et la turbulence de la bagasse dans le foyer. De même elles sont équipées de ventilateurs de combustion fuel.



Pour extraire les gaz de combustion ainsi que l’excédent d’air, les deux chaudières sont équipées de ventilateur de tirage existant entre la sortie chaudière et la cheminée.

c-vapeur :

La production de la vapeur d’eau nécessite un apport d’énergie. En effet il faut fournir de la chaleur pour chauffer de l’eau jusqu’à son point d’ébullition, ensuite de la chaleur latente nécessaire pour produire de la vapeur saturé. Un supplément d’énergie est encore nécessaire pour une vapeur surchauffé. La vapeur d’eau et le fluide thermique caloporteur le plus utilisé dans l’industrie, elle permet de véhiculer l’énergie de combustion de la chaudière à la station d’utilisation. Cette énergie transportée peut être transformée en énergie mécanique ou directement utilisée sous forme d’énergie calorifique. A la sucrerie de canne de MBK les machines réceptrices de la vapeur des deux chaudières sont : Unigrator : c’est une machine de préparation de la canne à sucre, elle travaille avec une vitesse de 1500 tr/min et entraînée par une turbine à vapeur à action de 600 kW de marque kkk.Moulins : la batterie d’extraction comporte 5 moulins qui tournent à des vitesses variables 4 à 6 tr/min et sont entraînés par des turbines à vapeur. Alternateur : c’est un générateur de courant qui tourne à une vitesse de 1500 tr/min et qui est entraîné par une turbine à vapeur de puissance 2.6 MW de marque FCB.

D) centrale électrique :

La centrale électrique se compose :- un turboalternateur de puissance 2.6 MW avec une tension de 5.5 kV.- Un transformateur de 1500KVA permet la transformation de l’électricité

reçu de l’ONE de 22 kV à 5.5 kV.- Une salle extra alimentée par un groupe électrogène qui assure le

fonctionnement des machines et la sécurité du matériel et du personnel de l’usine.

- Une armoire d’automate programmable permettant d’assurer la servitude de la chaîne de fabrication.

- Un tableau de synchronisation qui permet le passage du réseau l’ONE au réseau électrique interne au moment du démarrage du turbo-alternateur.

Schéma de la centrale électrique :

Vapeur Chaudière Turbine Réducteur



Energie thermique Alternateur

V. LES RESSOURCES HUMAI NS :A) L’organigramme de l’entreprise (voir fig.16)B) les direction

1. Direction agronomique :a. Service de parc agricole :

Il garantie les machines suivantes : récolteuse de la canne. Canne loader chargeur. Tracteur et camion pour transport. Petites véhicules de transport du personnel. Entretien et réparation des véhicules.

b. service agricole : il se charge de la : Plantation de la canne à sucre (1200Ha/an) Livraison des boutures (multiplication végétative) Livraison des eaux aux agriculteurs Livraison des herbicides Suivi de l’état sanitaire des parcelles (maladies : charbon..) Approvisionnement de l’usine en canne à sucre (2500tonnes/jours).

Il y a des centres de développement agricole (CDA) dans différentes zones.Chaque CDA gère 100 à 600 Ha .il se charge de :

L’émission des ordres de coupe aux agriculteurs La mesure de SRT (laboratoire de réception) donner l’avance coupe (1000DH/Ha), et avance beige (600DH/Ha).

2. direction des ressources humaines :

Elle est chargée de problèmes sociaux, ordre mission, stagiaires, date d’entrée et de sortie des saisonniers (contrat du travail) ; changement des postes , vacances les fêtes religieuses(Achoura ,Aid el adha …), fournitures scolaires,CNSS, mutuelle…

3. direction technique : Elle gère l’usine .en assurant le suivi des postes de production.

4. direction commerciale : Elle se charge de : l’achat de la matière première. l’achat des pièces de rechange, des machines. La Vente des sucres et des mélasses. La Gestion des stokes (graisse, NaOH.)

5. direction financière : Elle se charge du paiement des personnels et des agriculteurs.



On trouve : trois cadres pour la chaîne de fabrication deux cadres pour la direction agronomique et un infirmier, les contres-maîtres, les agents, et les ouvriers sont distribues en deux groupes (jours et nuit), chaque groupe travaille en 12 heures.Pour les saisonniers, il y a trois groupes. (groupe de 6h à 14h ,groupe de 14h à 22h et un groupe de 22h à 6 h).


Poste Contres maîtres Agents ouvriersRéception et Laboratoire 1 1 2

Coure à canne 1 0 3

Extraction 1 1 4Epuration et Evaporation 1 2 4

Cristallisation 1 2 8

Magasin de sucre 1 0 1

Centrale thermique 0 1 2

Chaudières 1 1 5

Electricité 1 3 3

Magasin général 1 1 2+secrétaire

Régulation 0 2 2

Service agricole 0 5 3

Travail Final

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