Après avoir extrait le jus, l'étape ultérieure de transformation consiste à séparer le sucre des impuretés. Ce processus dit d'épuration ou de purification se fait généralement par chaulage simple ( défécation) dans le cas de la canne à sucre ou de chaulage et carbonatation dans le cas de la betterave sucrière. L'ajout de lait de chaux et de dioxyde de carbone entraîne une précipitation des impuretés (décantat). Le tout est ensuite filtré. Le décantat peut être utilisé en tant qu'amendements pour réduire l'acidité des sols. Le jus filtré va ensuite subir une étape de décoloration. L'utilisation de la chaux entraînant une calcification du jus, l'élimination des ions calcium évite l'encrassage de l'équipement employé lors des étapes ultérieures d'évaporation et de cristallisation. La décalcification se fait par le passage à travers des résines d'échange d'ions. L'étape d'évaporation/cristallisation du jus consiste à amener celui-ci à ébullition. Le dégagement de vapeur d'eau va entraîner la concentration du jus sous forme de sirop (60% à 70% de saccharose) qui va entrer dans le processus de cristallisation. Pour cela, il est déversé dans une cuve sous-vide à une pression d'environ 0,2 bar et maintenu à température inférieure à 80°C (ce qui évite la caramélisation et permet l'évaporation). Le sirop continue à se concentrer jusqu'à formation des cristaux. Afin d'accélérer le processus, on peut introduire des cristaux de sucre (souvent du sucre glace) d'une taille de cinq à dix microns dans la chaudière (c'est l'étape du grainage). Afin de contrôler le niveau de grossissement des cristaux de sucre et leur quantité, le mélange est remué sans interruption et du sirop est ajouté au fur et à mesure de l'opération. Une fois que les cristaux ont atteint la taille et la quantité désirées, le mélange (masse cuite) passe dans des essoreuses afin de séparer les cristaux de l'eau encore présente. Cette eau ou égout pauvre repart au niveau des phases d'évaporation et de cristallisation pour un deuxième voire un troisième traitement. Les cristaux obtenus sont lavés par pulvérisation d'eau (clairçage). L'eau obtenue après clairçage est également appelée égout riche. Les cristaux appelés aussi sucre de premier jet sont finalement séchés sous vide, puis stockés dans des silos. Ils contiennent 99,9% de saccharose.

Lors des deuxième et troisième traitements, le sucre encore présent est retiré par le biais des mêmes processus. Le sirop final est qualifié de jet d'épuisement (mélasse). Le sucre obtenu lors des deuxième et troisième traitements peut être décoloré par addition de charbon actif ou animal ou dans des échangeurs d'ions afin de répondre aux exigences de l'industrie de transformation du sucre.

Les dernières étapes avant la vente sont le tamisage, le classement, le pesage ainsi que le stockage du sucre sous des formes variées (dans des lieux bénéficiant d'une humidité relative de 65% environ).

Pour de plus amples informations sur cette partie, se reporter au site internet de l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) et en particulier aux documents suivants :
- sugarcane processing,
- sugarbeet processing

L'éthanol

L'éthanol ou alcool éthylique (C2H5OH) se présente sous la forme d'un liquide inflammable et incolore. Il bout à 78°C, gèle à -112°C et son poids moléculaire est de 46,07 g/mol. Il peut être élaboré à partir de produits biologiques contenant directement du sucre comme la canne à sucre ou la betterave sucrière (ces intrants représentent 60% de la production mondiale d'éthanol), mais également de produits qui à l'instar du maïs, possèdent de l'amidon aisément transformable en sucre.

Historique

En même temps qu'il créé la Ford T au début du XXème siècle, Henry Ford émet l'idée d'un carburant alternatif : l'éthanol. Les véhicules nord-américains des années 1900 à 1920 étaient d'ailleurs conçus pour circuler avec ce type de carburant. Toutefois, le pétrole a supplanté l'éthanol au cours des

décennies suivantes en raison de la chute de ses cours internationaux. Dans le monde, l'État le plus avancé dans ce domaine aussi bien d'un point de vue technologique, que politique, est le Brésil. Il a mis en place en 1975 un plan dénommé Proálcool qui visait notamment à réduire la dépendance du pays vis à vis du pétrole, mais également à lui permettre de trouver un débouché rentable et viable à la canne à sucre afin de la découpler des aléas du marché international. D'autres pays se sont également intéressés à ce domaine à l'instar des Etats-Unis qui lançaient en 1978 un programme spécifique en la matière.

Processus de fabrication de l'éthanol à partir du sucre

L'éthanol est produit par le biais de la distillation de jus de betterave et de canne fermenté.

A la fin de l'étape de centrifugation /évaporation (voir partie "filière" de cette fiche), qui peut avoir été effectuée jusqu'à trois fois, on obtient à côté des sucres de deuxième et troisième jets, un résidu sirupeux : la mélasse. C'est elle qui, grâce à sa forte teneur en sucre, va être retraitée dans le but d'obtenir de l'éthanol. Au cours de la phase de fermentation, les moûts fermentescibles vont être ensemencés avec une levure appropriée afin d'être convertis en éthanol. A la fin de cette phase de fermentation, l'éthanol est concentré par distillation, c'est à dire que l'alcool est séparé de l'eau par évaporation. Il est possible d'obtenir à la fin de ce processus un produit affichant une pureté de 95,6%, le reste étant constitué d'eau. Pour obtenir un éthanol d'une plus grande pureté, il est possible de le faire passer par une étape de rectification, c'est à dire que l'alcool est purifié à travers des phases successives d'évaporation et de condensation. L'alcool absolu est, quant à lui, obtenu par passage dans une colonne de déshydratation où le résidu d'eau est retiré à l'aide d'un réactif du type baryte ou benzène. A la fin de cette étape, l'alcool titre à 99,98%. Il peut alors être employé à des fins pharmaceutiques notamment. Quand il est utilisé par l'industrie pétrolière, l'éthanol peut être soit employé seul dans sa forme hydratée soit comme additif au pétrole (on dit alors qu'il est sous sa forme anhydre) ; c'est notamment l'exemple du "gasohol" aux États-Unis. La production et l'utilisation d'éthanol en tant qu'additif ont surtout commencé à prendre leur essor en Europe depuis le début des années 1990 en même temps que l'introduction sur le marché des essences à faible teneur en plomb. Dans ce cadre, l'éthanol permet comme le plomb avant lui, d'accroître l'indice d'octane de l'essence.

Principales voies de traitement de l'éthanol

Source : Secrétariat de la CNUCED