L’étape de cristallisation commence après l’évaporation des jus. Elle permet, à partir du sirop sortant de l’étape d’évaporation, d’obtenir d’un côté, du sucre blanc cristallisé et, de l’autre, un sirop appauvri en saccharose, la mélasse. L’opération est assez complexe, tant dans ses principes physiques que dans les techniques mises en œuvre. La référence expliquant en détail cette opération est disponible via le lien ci-dessous :
https://www.cultures-sucre.com/Medias/content-editor/pdf/Cristallisation-du-sucre-bases-et-procede-sucrier.pdf
La cristallisation consiste à provoquer la formation de cristaux, structures assemblant les molécules de saccharose contenues dans le sirop issu de l’évaporation. La cristallisation est l’ultime phase de l’extraction et de la purification du sucre, donnant un produit à l’état solide donc facilement stockable et transportable.
A partir d’une solution sucrée (le sirop), que l’on concentre au maximum en la cuisant sous vide (on dit qu’on la « sursature » en saccharose), on obtient la formation de cristaux. Le sirop cuit est appelé « masse cuite ». Il contient les cristaux formés par la cuisson, mélangés à une solution sucrée concentrée.
Fig. 1 : Cristal de saccharose montrant les huit faces principales a, c, d, p, p’, o, q, r
Photo de cristaux à l’intérieur d’une cuite
Pour initier la cristallisation, on introduit, dans le sirop, des cristaux de saccharose broyés à une dimension maîtrisée (jamais inférieure à 5 microns). A partir de ces germes, les cristaux vont se développer par dépôts des molécules de saccharose sur les différentes faces pour former le cristal de la dimension voulue.
Fig. 2 : Hublots d’une cuite sous vide en fonctionnement
La cristallisation se fait en répétant deux ou trois fois l’opération de cuisson et en refondant à chaque fois la solution contenant les cristaux dans des appareils de cuisson appelés « cuites », chaque répétition étant appelée « jet ».
Au dernier « jet » la solution contenant les cristaux subit un essorage à l’eau chaude dans des turbines centrifugeuses (ou « essoreuses ») qui séparent les cristaux du restant de sirop non cristallisé par centrifugation. Le sucre est lavé (opération de clairçage) à l’eau chaude dans ces machines afin d’être débarrassé de la pellicule de sirop coloré adhérente. On obtient finalement le sucre blanc cristallisé qui est ensuite séché pour être stocké, et le liquide résiduel appauvri en saccharose (la mélasse) peut ensuite servir de substrat pour la fermentation.
Fig. 3 : Batterie de turbines-essoreuses
Le sucre blanc cristallisé humide sorti des essoreuses est séché à l’air chaud et sec dans un sécheur tambour, puis refroidi par de l’air froid et sec dans un refroidisseur. Il peut ensuite être stocké dans des silos dont l’air est conditionné en température et humidité.
Fig. 4 : Sucre blanc sortie essoreuse vers séchage
A noter : le cristal de sucre de betterave est naturellement blanc, les éléments colorant le sirop sont les impuretés qui sont séparées et concentrées sous la forme d’un liquide noirâtre, la mélasse, qui contient encore environ 60 à 70% de saccharose non cristallisé qui n’est pas extractible avec ce procédé mais qui confère à la mélasse sa principale qualité, celle d’être un substrat de fermentation particulièrement apprécié pour produire de l’alcool ou de la levure…