LA SACCHARIFICATION EN GÉNÉRAL

LA SACCHARIFICATION

Le mot saccharification, dans le sens où nous avons à remployer ici, ne veut pas dire ce qu'au premier abord on pourrait croire, c'est-à-dire, transformation d'une matière quelconque en sucre, mais transformation d'un sucre ou d'une matière quelconque en un corps susceptible de fermenter et par cela de donner de l'alcool.

Ainsi, le sucre de canne et le sucre de betterave ne sont pas susceptibles de fermenter s'ils ne changent euxmêmes de composition.

Le sucre de canne ; C^^H^^O**, pour pouvoir fermenter, devra se transformer en sucre interverti ou incristallisable,. absorber un équivalent d'eau et devenir C<»H<20<2ouC«WO*< -f-HO.

C'est l'étude du travail qui consiste à amener les sucres divers et les matières organiques à cet état de corps fermentescible qui fera l'objet de ce que nous appelons la saccharification;

Si on a à saccharifîer des sucres cristallisés, pour les rendre susceptibles de fermenter dans les meilleures conditions, il ne suffît pas de les dissoudre dans l'eau et d'amener le sirop à un degré déterminé. L'addition de levure y déterminerait bien la fermentation, mais elle se ferait dans de mauvaises conditions, car le sucre cristallisé, pour fermenter, doit, préalablement, se transformer en sucre interverti, cette transformation se faisant mal, le travail serait languissant et on verrait rapidement survenir la fermentation visqueuse.

Il faut pratiquer industriellement Tinversion du sucre, opération des plus simples. Il suffît d'additionner les sirops, pesant 20 à 25 degrés du pèse sirop de Beaumé, de quelques centièmes d'acide sulfurique ou d'acide chlorhydrique et les porter, pendant un quart d'heure, à Tébullition, laisser refroidir et ramener au degré voulu, c'est-à-dire 8 à 9, pour que la fermentation se fasse dans de bonnes conditions.

Cette saccharifî cation du sucre cristallisé se fait peu, car l'industriel n'a aucun intérêt à transformer en alcool un produit qui a déjà subit des manipulations coûteuses. Cependant, on peut se trouver en présence de sucres avariés et dans ce cas cette opération devient possible.

Il en est de même des matières susceptibles de fournir de l'alcool dont nous avons donné la nomenclature et qui, toutes, ont besoin de subir de nombreuses transformations avant de pouvoir se prêter à cet acte physiologique qu'on appelle la fermentation. Cette étude doit donc être poussée aussi loin que possible, car elle est la base de notre industrie.

Nous procéderons par chapitre spéciaux où nous avons classé et groupé ensemble tous les produits similaires.

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SACCHARIFICATION DES CÉRÉALES

La saccharification des céréales est ropération qui a pour but de convertir ramidon quelles contiennent en un principe sucré, qui seul a la propriété de fermenter. Cette transformation s'obtient par un prin cipe ac t\f, naturel, la di'astase , qui dissou t l'amidon, donne naissance à ladçxïrine^t enfin à un principe sucré.

La diastase se développe dans les céréales au moyen de la germination, et de toutes les céréales c'est l'orge qui, par 'son prix moindre, se prête le mieux h la fabrication du malt ou orge germée, desséchée et privée de ses radicelles. C'est dans le malt que se trouve la diastase. Sa fabrication se divise en cinq opérations distinctes :

Le mouillage des grains ;

La germination ;

La dessiccation ;

La séparation des radicelles ;

La mouture.

Quoique nous traitions spécialement delà fabrication alcools, nous pensons qu'il est bon et utile de donner ici une description exacte de cette fabrication, un des éléments actifs de la saccharification des céréales et des fécules. Nous allons développer les cinq opérations indiquées plus haut.

Le mouillage, — Le mouillage se pratique dans de des vastes bacs qu'on rempli d'environ 0°»75 de hauteur d'eau, puis on y ajoute l'orge, qu'on agite vigoureusement ; il se fait alors un trillage des bons et mauvais grains. Ceux trop légers viennent k la surface et au moyen d'un vaste écumoir on les enlève, ils ne sont pas propres à la fabrication du malt, il faut les écarter avec soin, car plus tard ils peuvent présenter de graves inconvénients. Quand cette première opération est faite, on soutire l'eau qu'on

remplace par de Teau propre, qu'on renouvelle deux ou trois fois dans le courant du mouillage, qui dure de 24 à 30 heures en hiver, et de 12 à 24 heures en été. On reconnaît, du reste, que le mouillage est suffisant, quand Torge cède sous Tongle. La durée est un peu limitée par sa nature. Cela fait, on vide Feau et on laisse égoutter quatre ou cinq heures.

La germination. — • La germination s'opère dans des caves ou celliers dont le sol est dallé ou bitumé et où la température est régulière entre 14 et 17 degrés. L'orge y est disposée entas de 60 centimètres d'épaisseur. On ferme bien toutes les ouvertures pour que la température ne varie pas, mais on ménage cependant un courant d'air léger, qui favorise l'acte de la germination.

Quand elle commence, ce qui se reconnaît à des protubérances blanchâtres qui se forment près de l'embryon du grain, onétendlestas encouche de30à 35 centimètres d'épaisseur, épaisseur qu'on diminue au fur et à mesure qu'elle marche et on l'amène successivement à 11 ou 12 centimètres. On reconnaît que l'opération est terminée lorsque la tigelle qui pousse sous la première écorce de l'orge a atteint la longueur du graiil ce qu'on voit facilement au renflement longitudinal qui va d'une extrémité à l'autre.

Elle ne doit pas être poussée trop rapidement, elle doit durer de 7 à 10 jours, selon les saisons. Quand on la précipite trop, un grand nombre de grains ne germent pas convenablement et la diastase n'a pas le temps de se former.

Dessiccation, — Dès qu'on a constaté que la germination est arrivée au point convenable, on l'arrête le plus rapidement possible en étendant le grain, en couche mince, dans des greniers très aérés, puis on l'active par des courants d'air chaud et sec et enfin sur des tourailles, sans

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cependant élever la température au delà de 60 à 70 degrés. Il a été inventé pour la dessiccation des malts une foule de systèmes, mais nous n'en entreprendrons pas la description, cela ressort du travail des malteries et il est bon de consulter les ouvrages spéciaux sur ce sujet.

Séparation des radicelles, — Dès que la dessiccation est terminée, il faut procéder à la séparation des radicelles, ce qui se fait au moyen de cribles à brosses avec tarare et ventilateur. Cette opération doit se faire quand le grkin est encore chaud, car alors les radicelles sont friables, si on tardait, elles se ramoliraient très rapidement car elles sont fort hygroscopiques.

Mouture. — Dès que les grains sortent du tarare on peut les moudre pour les employer à la saccharification des farines et fécules, mais si on veut conserver le malt il est préférable de conserver les grains entiers, il se trouve dans de meilleures conditions de garde.

Nous connaissons maintenant les principes généraux de la fabrication du malt, passons à son emploi.

La saccharification des céréales par le malt se fait de plusieurs manières, soit à bras, soit mécaniquement. A bras, l'opération est longue et pénible. On emploie de vastes cuves à double fond, le fond supérieur percé de trous. On commence par verser 6 à 7 hectolitres d'eau à 50 degrés, puis 400 kilogrammes environ de malt. Ce dernier s'imbibe rapidement ; c'est alors que par le faux fond en introduit 35 hectolitres d'eau à 75 ou 80 degrés, on brasse vigoureusement de manière à ce que le mélange soit aussi intime que possible. Pendant cette opération la diastase du malt réagit sur la fécule et la transforme en dextrine puis en glucose, c'est à ce moment qu'on ajoute, par le faux fond, 40 hectolitres d'eau à 80 degrés et qu'on délaie rapidement en agitant vigoureusement et sans

arrêter 1,600 kilogrammes de farine d'une céréale quelconque. Quand le mélange est parfait, on laisse réagir pendant deux ou trois heures, enfin on introduit de nouveau 40 hectolitres d'eau à 50 degrés par le faux fond et on laisse réagir une heure et demie à deux heures.

L'opération de la saccharification de la farine doit être complète, il est bon cependant de s'en assurer et pour

cela la chimie nous ^ ^ donne un moyen

simple et infaillible.

Il suffit de prendre un peu de ce liquide trouble et d'y ajouter quelques gouttes d'une teinture d'iode légère, si en perçoit la moindre coloration bleue, c'est que tout l'amidon n'est pas transformé en glucose. Avec uneloupe un peu forte, on mettant une goutte de liquide sur une lame de verre, en peut facilement apprécier les grains de fécule colorés en bleu parTiode.

Mais le travail manuel que nous y^g^^c J. venons de décrire

est trop long et on l'a perfectionné en employant

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des cuves mécaniques fort simples et chauffées à la vapeur.

Voici d'après Payen la description d'une cuve mécanique pour saccharification descéréales. (Fig. i.)

La cuve M est à double fond y percé de trous ; un arbre AB, mû par une roue d'engrenage A, transmet le mouvement, par la roue d'engrenage B, à une semblable roue d'angle, à un arbre horizontal c, rf, ; celui-ci transmet le même mouvement rotatoire, par une roue q, à deux roues semblables montées sur deux arbres courts dirigés suivant le rayon du cercle. Les trois arbres sont terminés par trois roues r, r, r, engrenant sur le grand cercle denté fixé aux bords de la cuve ; deux poulies 5, s, roulant sur un cercle intérieur fixé à la cuve, soutiennent tout le bâti maintenu par les tiges et les traverses x, x, sur un collier qui embrasse l'arbre AB. Ce bâti tourne donc autour de la cuve, emportant avec lui un autre bâti descendant dans la cuve et maintenant les deux arbres horizontaux qui reçoivent de l'arbre supérieur, par une roue dentée i, le mouvement transmis à leurs roues semblables j, k.

L'arbre inférieur g, h, porte trois agitateurs /, n, p, (dont un seul est dessiné en /, et les détails f, 3). L'arbre au-dessus e, /*, porte trois agitateurs semblables m, adaptés à un angle droit. Ce sont ces six agitateurs mus par les deux arbres horizontaux e fei g kj qui brassent tout le mélange contenu dans la cuve en se transportant avec le bâti supérieur autour de l'arbre AB.

Quand on emploi ce mode de cuve, l'opération n'est pas conduite comme pour le brassage à la main.

On introduit de suite la totalité de Feau à employer : 170 à 180 hectolitres à 60 degrés, on délaie le malt, 400 à 450 kilogrammes, puis on ajoute 1,600 kilogrammes de farine qu'on mélange à mesure qu'on l'ajoute. La cuve

doit toujours être en mouvement, la saccharifîcation s'opère alors, comme dans le premier mode, et environ d'eux heures après l'introduction des dernières parties de farine on peut, par un essai, s'assurer si la saccharifîcation est complète. On laisse alors déposer la cuve et, on soutire le liquide clair qui a environ 20 à 25 degrés de température et qu on dirige directement dans les cuves à fermentation.

Il est encore un troisième mode de saccharifier les céréales par le malt, c'est le plus simple, le plus sûr, et celui que nous recommandons.

C'est en saccharifiant les farines à l'état d'empois ; pour cela, on emploie des cuves à double fond avec ou sans mécanisme, agitateur, cela importe peu pour le succès de l'opération, mais ce qui est indispensable c'est un injecteur de vapeur destiné à élever la température de l'eau à volonté. Voici du reste comment on procède. On introduit dans la cuve 180 hectolitres d'eau qu'on chauffe à 60 degrés, on délaie la farine, i',600 kilogrammes, puis, quand le tout est bien délayé, on porte, pendant une heure, la température à 70 degrés. La fécule est k l'état d'amidon clair, c'est alors qu'on y introduit 400 kilogrammes de malt en poudre fine, qu'on mélange avec soin, et on laisse au repos pendant trois heures environ. La sacchariflcation à ce moment doit être entièrement achevée, on peut, du reste, s'en assurer comme il a été dit plus haut.

Quand le liquide est reposé il a environ 20 h 25 degrés de température et peut être conduit directement dans les cuves k fermentation.

On peut, dans le cas où le liquide ne serait pas assez refroidi, employer des rafraîchissoirs fort simples, en voici la description :

C'est un gros cylindre de i mètre de diamètre et de

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5 à6 mètres de long dans lequel sont un plus ou moins grand nombre de petits tuyaux de 2 à 3 centimètres de diamètre qui sont ouverts des deux bouts et donnent dans deux chambres placées auxdeux extrémités du cylindre. Le grand cylindre est rempli d'eau froide qui se renouvelle, le liquide à rafraîchir est introduit dans la chambre supérieure il se répand dans les petits tubes et en les parcourant, pour arriver à la chambre inférieure, il arrive refroidi. On peut régler le refroidissement en activant ou ralentissant l'écoulement par la chambre inférieure. Du reste, ce gros cylindre n'est pas placé verticalement mais simplement dans un angle de 25 à 30 degrés, de manière à ce que l'écoulement du liquide ne soit pas trop brusque. Cet appareil fort simple est indispensable dans un travail rapide, où les cuves à saccharifier sont vidées dès que l'opération est terminée, on n'a pas le temps de laisser refroidir, il faudrait un trop grand nombre de cuves et celles munies de mécanismes sont trop coûteuses pour qu'on en augmente inutilement le nombre.

Nous croyons utile de donner la description de différentes méthodes de saccharification anciennes qui ont leur valeur au point de vue agricole et surtout pour les petites usines. Les procédés que nous avons indiqués plus haut s'appliquent principalement à la grande industrie.

Méthode de Mathieu de Dombasle

Le célèbre agronome, pour saccharifier 80 kilogrammes de farine de céréale, les additionnait de 20 kilogrammes de malt et les traitait par 6 à 7 hectolitres d'eau chaude. Il opérait, du reste, presque absolument comme nous l'avons décrit. Depuis lui, on n'a fait que perfectionner les procédés, mais le principe est toujours le même.

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Méthode Dubrunfaut

Nous transcrivons textuellement, de son ouvrage, le mode suivant :

« Ce grain étant mélangé dans la proportion de 80 kilogrammes de seigle et 20 de malt, on le réduit en grosse farine, puis on le dépose, avec 2 ou 3 kilogrammes de courte paille ou balle de blé, dans une cuve de fermentation contenant 12 hectolitres ; on les trempe avec 3 hectolitres d'eau à 35 réaumur environ, puis on les fait macérer en y ajoutant 4 hectolitres d'eau bouillante et froide mélangée de manière que la masse mise en repos ait une température de 50 à 55 degrés. On recouvre la cuve et on Tabandonne à elle-même pendant trois ou quatres heures ; après ce temps, en achève de l'emplir jusqu'à 6 ou 7 pouces du bord avec de l'eau froide et chaude mélangée dans une proportion telle, que toute la masse soit à la température de 20 degrés environ.»

C'est ce grain délayé et satcharifîé qu'il met de suite en fermentation.

Méthode anglaise [ancienne)

C'est encore à l'ouvrage de M. Dubrunfaut que nous empruntons la description de ce procédé :

« Le grain étant mélangé au malt et seigle cru, concassé, comme pour la macération par la méthode française ; desouvriers déposent, dans la cuve à double fond une couche de courte paille de deux centimètres environ d'épaisseur, soit environ 10 kilogrammes ; ils étendent pardessus 200 kilogrammes de grains mélangés et concassés.

» Alors ils font arriver, par le conduit latéral qui communique avec l'espace ménagé entre les deux fonds, 400 kilogrammes ou litre d'eau de 35 à 40 degrés de tem-

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pérature, pendant qu'un homme ou deux, armés de râbles, sont occupés à brasser fortement : ce brassage dure huit à dix minutes environ, puis ils abandonnent la matière à elle-même pendant un quart d'heure ou une demi-heure, afin qu'elle se pénètre bien d'eau. Cette opération est absolument la même et à le même but que la trempe qui précède la macération de la méthode précédente ; il n'y a là de différence que dans la construction de l'appareil employé. »

Immédiatement après la trempe, les ouvriers reprennent leurs râbles et recommencent à brasser la masse pendant qu'on y fait arriver de nouveau, toujours par le conduit de bois latéral, 800 kilogrammes d'eau bouillante. Le brassage, cette fois, doit durer un quart d'heure environ, puis on laisse en repos pendant i heure au moins. A cette époque, le grain, qui se trouve noyé dans l'eau, doit être précipité au fond de la cuve, et être recouvert d'une couche de liquide assez clair. On ouvre un robinet qui communique avec l'espace vide qui se trouve entre les deux fonds ; et comme le fond supérieur forme une espèce de filtre par les trous coniques qu'il porte sur toute sa surface, tout le liquide s'écoule par le robinet, et est reçu au dehors pour être transporté dans les cuves à fermentation.

Cette première extraction faite, les Anglais ajoutent 600 kilogrammes d'eau au grain traité, brassent, laissent reposer et soutirent. Le grain par ce dernier lavage est tout à fait épuisé.

Les Allemands eux, dans leurs distilleries de grains, n'opèrent pas avec le malt, ils font germer tous leurs grains. C'est une sorte de brassage comme pour la fabrication de la bière.

La méthode anglaise donne de fort bons résultats, mais ils ont modifié leur mode de travail depuis quelque temps.

36 FABRICATION DE L'aLCOOL

Voici le mélange qu'ils emploient :

Orge d'hiver crue 80

Malt pâle 10

Avoine 10

lôo

L'orge et Tavoine sont moulues comme d'habitude, le malt, lui, avec soin. Ils opèrent la saccharification au moyen de cuves mécaniques, comme nous en avons décrit une, et ils emploient une proportion de 600 kilogrammes d'eau pour 100 kilogrammes de farine maltée. Le rafraîchissement du moût au moment de la mise en fermentation se fait sur de vastes bassins en tôle ou au moyen de l'appareil que nous avons décrit.

Les produits anglais sont excellents, même supérieurs aux nôtres, on attribue cela, et nous le croyons à juste titre, à ce qu'ils opèrent sur des masses immenses, et en distillerie, plus on agit sur de grandes masses et avec de grands appareils, meilleurs sont les produits.

En Belgique, la distillerie a été soumise à différentes législations qui ont eu une influence marquée sur cette fabrication. Nous ne nous étendrons pas sur ce sujet, nous renvoyons nos lecteurs au Traité complet de la fabricationdes bières et de la distillation de M. Lacambre, il traite au long toutes les phases de cette industrie dans son pays.

Actuellement, voici le procédé le plus généralement employé dans ce pays où cette industrie est exercée sur une très vaste échelle :

Ils mélangent 24 à 30 de malt en poids avec 76 à 70 de seigle écrasé finement sous des meules ; le mélange farineux, dans lequel on fait entrer parfois 8 à J2 0/0 d'avoine, est versé dans les cuves à macération, dans la proportion de 11 à 14 kilogrammes par hectolitre de cuve, dont la capacité varie de 10 à 30 hectolitres. Avant

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de mettre la farine dans la cuve, qu'on suppose de 10 hectolitres, en y verse 30 à 36 litres d'eau froide et environ 270 litres d'eau bouillante, on y ajoute toute la farine à traiter à la fois 120 à 130 kilogrammes, puis on brasse bien le mélange au moyen de fourquets dans le genre de ceux des brasseurs.

Quand le mélange est bien opéré on ajoute un demihectolitre d'eau bouillante, on brasse et on laisse agir le malt en couvrant les cuves. Une demi- heure après on brasse de nouveau et on laisse au repos environ une heure, la réaction est alors terminée et on peut s'assurer que tout l'amidon est transformé en glucose. On rafraîchi et on amène par de l'eau froide ou de la vinasse au degré de concentration propre à une bonne fermentation. On sait que pour que la fermentation des jus sucrés soit complète il ne faut pas que ceux-ci soient trop concentrés.