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 Talcool.

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 jfiabrication 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 dile 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 :

SabstaDce sèche ( Cellulose, etc. ... 4,0 4,0 pulpe. 15,3 à 21. { Subst&Dces dissoutes. 11,5 à 17,0 |

Eau 84,5 à 79,0 ) J"^'

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, bétaïne, 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 extrac tives.

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 Ta 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 5,1a 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 Taide du coefficient 0,60, donnera 5,40 d'alcool. Si maintenant on admet, avec J. Fritzgh 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, àïi densimètre ^ qui fait connaître directement la densité du liquide dans lequel on le plonge. Cet instrument marque 1000 dans Teau pure à la température de 15"^ et par conséquent un degré plus élevé , en s'enfonçant moins, dans un jus sucré. Si y par exemple , le densimètre marque dans un jus 1,038, on dit que sa densité est à 1,038, ou, comme on Ta 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, foretrâpe de Champon>ois, 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 Tair, 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 Tessai densimétrique des jus de betterave, au lieu du densimètre, du saccharo--

melre de Balung. Cet instrument, plongé dans une dissolution de sucre />2/re, 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 20 gr. de sucre en 100 gr. de liquide. Le saccharomètre de Bâlling 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 ^

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 cm' de sous-acétade 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 cm^.

Cette méthode, quoique très simple et très exacte, ne peut plus être appliquée dans le cours de la fabrication à cause de Tinversion 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 chi mique.

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 cm' 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 cm% puis additionné de 10 cm' 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

' [Dans ce môme chapitre, on trouvera également une table indiquant la correspondance des degrés saccharométriques avec les densités.]

mesuré 10 cm'^ de liqueur de Violette* (10 cm' = 0,05 gr. de saccharose) étendus d'eau et portés à Tébullition, et on s'arrête lorsque la liqueur est entièrement décolorée.

Si pour 10 cm' de liqueur de Violette il a fallu ajouter n cm*

de jus filtré au dixième, il en aurait fallu -j^ pour le jus lui-même ;

par conséquent j^ cm' de jus contiennent 0,05 gr. de saccharose,

et 100 cm' en renferment X 0,05 = — er.

On peut aussi, pour doser le sucre des betteraves, opérer par fermentation. Voici, d'après L. Lévy*, comment il convient de procéder : On épuise 50 gr. de pulpe pendant une demi-heure à 80^ par 50 cm' d'eau. On décante le mieux possible, on met à part le liquide, on lave le résidu encore avec 25 cm' d'eau à SO"", on décante de nouveau et on ajoute le deuxième liquide au premier. Enfin, on chauffe une troisième fois avec 25 cm' d'eau sans décanter. A ce moment, on remet sur la pulpe les 75 cm' 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 5 cm' d'acide sulfurique normal, ce qui donne une acidité de 0,245 gr. pour 115 cm' environ du liquide, soit un peu plus de 2 gr. par litre. Enfin, on met dans le vase 1 gr. de levure pressée et on l'abandonne dans un local chauffé à 25'', où la fermentation s'effectue. On peut tirer parti de celte 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 50 cm'. Si on a trouvé, par exemple, que ledistillatum obtenu marque n'' G. L., cela veut dire

qu'on a produit — - — d'alcool (puisqu'on opère sur 50 cm'). Or, 63,74 d'alcool ' correspondent à 100 gr. de sucre, donc ^ r

* [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 Tair el on mélange peu à peu cette solution avec une solution bouillante de 'JOO gr. de sel de Seignette dans 500 cm' de lessive de soude à 24° B. On laisse refroidir et on complète à 1 litre.]

* Comptes rendus du deuxième Congrès international de Chimie appliquée, t. I, p. 561. Paris, 1807.

^ [Dans la pratique, le chiffre 63,74 est un peu élevé ; il vaut mieux, suivant L. Lévy, l'estimer à 61, cela dépend d'ailleurs de la levure employée.]

correspondent à -TT-=T- X Y et pour 100 gr. de pulpe, il faudra

compter -rpjr X w de sucre.

2. Au lieu de distiller, on peut doser Tacide 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 Tacide carbonique, mais pour retenir Teau qui pourrait être entraînée et empêcher Thumidité de lair de rentrer.

L'appareil d'HAYoucK se compose d'un vase conique de 250 cm*, fermé par un bouchon en caoutchouc, dans lequel est fixé un tube, qui plonge dans une ampoule contenant de Tacide 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'appa* reil ; 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 49,03 gr. d'acide carbonique correspondent à 100 gr. de saccharose, il est facile de calculer, d'après la perte de poids subie par Tappareil, la quantité de sucre qui était contenue dans les 50 gr. 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 Tanalvse des matières sucrées ^1