Broyage et raffinage du sucre de canne et de betterave

La concentration de solides dans la masse cuite et la concentration de liqueur mère sont des paramètres couramment surveillés dans la cuite car ils servent à contrôler le processus de cristallisation. Ils influencent donc la qualité du produit final, les cristaux de sucre. La concentration de solides dans la masse cuite est le mélange de cristaux et de liqueur mère résultant du processus de cristallisation, et la concentration de liqueur mère est la phase liquide dans la masse cuite pendant la cristallisation. La teneur en solides dans la masse cuite ou la concentration de sucre totale est généralement déterminée à l'aide d'un compteur à micro-ondes ou d'une sonde de densité nucléaire, tandis que la concentration de la liqueur mère (sucre dissous) est mesurée à l'aide d'un réfractomètre. L'échelle de mesure est généralement le Brix.

Surveillance en ligne de la cristallisation par refroidissement par lots

La cristallisation par refroidissement par lots est un process de production courant dans différents secteurs industriels. Dans l'industrie sucrière, il est principalement utilisé dans la première étape pour produire de la masse cuite (magma de pied de cuve) nécessaire à l'ensemencement des cristallisoirs par lots ou à évaporation continue et pour augmenter l'extraction finale du sucre depuis la matière première de base (betterave ou canne). Dans l'industrie pharmaceutique, il sert à produire le
produit final de manière directe. La cristallisation par refroidissement est réalisée dans différents types d'équipements, la majeure partie étant pourvue de serpentins de refroidissement ou de récipients à chemise avec agitateurs intégrés.

La croissance cristalline est un sujet de prédilection de la recherche sur la cristallisation. En raison de la complexité du processus, il existe plusieurs approches plus ou moins différentes. La plupart des études théoriques reposent sur des équations de bilan de masse, d'énergie et de population, des corrélations cinétiques et des formulations de modèles parfois basées sur des hypothèses et des simplifications discutables. Les méthodes combinées (théoriques et expériences de laboratoire à petite échelle) peuvent fournir des informations utiles sur l'effet de l'un ou l'autre paramètre sur la croissance cristalline, mais elles sont généralement limitées à l'étude d'un seul (ou de quelques) cristaux dans des environnements bien contrôlés.
Les problèmes de croissance cristalline dans la cristallisation à l'échelle industrielle, lorsqu'il y a des milliards de cristaux dans la masse cuite, sont rarement étudiés, et si c'est le cas, la validation des résultats est rare ou fait totalement défaut. Toutefois, la production de sucre de bonne qualité doit reposer sur une connaissance approfondie des processus qui caractérisent la production de masse. La difficulté majeure de l'étude de la croissance cristalline réalisée sur des populations importantes était pendant longtemps l'absence d'instruments appropriés pour surveiller en ligne les paramètres régissant la croissance cristalline.
Avec l'introduction des instruments SeedMasters, l'acquisition des données en ligne des principaux paramètres de la cristallisation, y compris la sursaturation, la teneur en cristaux et la pureté de la liqueur mère, est devenue une réalité dans de nombreux moulins et raffineries du monde.

La plupart des spécialistes considèrent la sursaturation comme le paramètre le plus important dans la cristallisation du sucre. Il joue un rôle clé dans la détermination de la qualité et du rendement du produit, du coût de production, de la rentabilité et de la survie du fabricant. Outre la sursaturation, les autres paramètres importants sont la teneur en cristaux, la pureté de la liqueur mère (ou baisse de pureté) et la teneur en solides dans la masse cuite (« Brix »). 

La cristallisation du sucre est un processus d'une importance capitale. Actuellement, une grande partie du sucre cristallisé est produite sous contrôle manuel à l'aide d'instruments qui ne fournissent sans doute pas d'informations exploitables et qui ressemblent apparemment aux méthodes utilisées il y a plusieurs dizaines d'années. Ce type d'approche est totalement inadapté à la production de masse de sucre de qualité élevée et à un prix compétitif. 

Dans la 1re partie de cet article, certains des détails les plus importants de la cristallisation du sucre, comme la qualité du produit, le coût de production, la croissance cristalline, la circulation dans le bac et l'ensemencement ont été discutés. Le rôle et l'importance de la sursaturation ont été dûment expliqués dans les moindres détails. Voir ISJ (2008), 110 (1315): 403-413. La 2è partie est consacrée à des études de cas réels et à quelques nouveaux outils qui permettent de faire la lumière sur le fonctionnement interne d'un cristalliseur en temps réel et enfin à l'exploitation des informations en vue d'un contrôle avancé de la cristallisation. 

Il y a une prise de conscience croissante de l'importance de la sursaturation dans la cristallisation du sucre. Elle a une influence significative sur la qualité du produit mais aussi sur les coûts de production, des paramètres qui déterminent les chances de survie des plantes partout dans le monde.