Mémoire sur le sucre de betterave/1821/Chapitre 2
L’extraction du sucre de la betterave donne lieu a une suite d’opérations que nous allons décrire. Depuis qu’on travaille la betterave en France, on a successivement employé beaucoup de procédés, et l’on a apporté de grandes modifications dans chacune des opérations ; je les ai tous vérifiés, je les ai tous comparés, et je me bornerai à décrire celui qui, constamment, m’a présenté les meilleurs résultats.
Lorsqu’on a commencé à extraire le sucre de la betterave, on opérait la cristallisation du sucre par l’évaporation lente dans les étuves, et l’on soumettait ensuite à la presse pour épurer les cristaux de la mélasse qui les souillait. Ce procédé, quoique long, produisait son effet ; mais il eût été difficile, en le suivant, de donner une grande étendue à la fabrication du sucre : il parut nécessaire de le suivre dans le principe, par la difficulté qu’on éprouvait à cuire le sirop de betterave. Du moment qu’on a reconnu l’effet du charbon animal sur le suc de la betterave, on a abandonné le procédé par l’évaporation lente, et on a cuit les sirops de betterave avec la même facilité que ceux de la canne. Par ce moyen on termine l’opération en un jour. Ce dernier procédé est à-la-fois plus économique et plus prompt.
Les betteraves qu’on transporte des champs sont plus ou moins chargées de terre, leur surface est plus ou moins couverte de radicules ; et, avant de les travailler, il faut les débarrasser de tous ces objets, et couper le collet, qui ne contient pas sensiblement de sucre. Dans quelques fabriques, l’on enlève la terre par des lavages, et on coupe les radicules et le collet avec des couteaux ; mais le lavage est long et dispendieux ; il exige une grande quantité d’eau, et l’opération est difficile pendant les froids rigoureux de l’hiver[1].
J’ai supprimé le lavage dans ma fabrique, et je me borne à faire couper les collets et les radicules, et à faire ratisser ou nettoyer la surface des betteraves avec un couteau : cette opération, qui s’exécute avec facilité par des femmes, coûte 12 sous ou 60 centimes par millier.
On extrait le suc de betterave par deux opérations successives.
1°. On réduit la betterave en pulpe à l’aide de râpes mues à la main ou par le moyen d’un manége ; les meilleures de ces râpes sont des cylindres armés, à leur surface, de lames dentées ; on imprime à ces cylindres, un mouvement si rapide, à l’aide de l’engrenage, qu’ils font environ quatre cents révolutions sur eux-mêmes par minute ; on présente la betterave à la circonférence, elle est déchirée et réduite en pulpe en un instant.
Deux de ces râpes, mues par le même manége et servies par trois femmes et deux enfans, peuvent suffire à une exploitation journalière de dix milliers pesant de betteraves, en opérant trois heures le matin, de cinq à huit, et trois heures, depuis onze jusqu’à deux heures après midi. Il est rare qu’on soit obligé d’employer plus de trois heures pour chaque opération.
Immédiatement après que l’opération de la râpe est terminée, les personnes qui y sont employées s’occupent à nettoyer les râpes, à les laver, et à transporter tout autour des râpes les cinq milliers de betteraves qui doivent servir à une seconde opération.
Pour que la pulpe soit de bonne qualité, il faut qu’elle ne présente qu’une pâte molle, sans mélange de parties de betteraves non broyées ; car la presse, quelque force qu’on lui suppose, ne peut extraire qu’une faible portion de suc des fragmens de betteraves qui n’ont pas été déchirée. Lorsqu’on se borne à écraser la betterave sous des meules, comme cela se pratique pour le cidre et le poiré, on n’obtient à la presse que 30 à 40 pour 100 de jus, tandis que, lorsqu’on les déchire par des râpes, on en extrait 65 à 75 pour 100.
2°. À mesure qu’on forme la pulpe, on la soumet à la pression pour en extraire le suc : je commence par l’exprimer à l’aide d’une presse à cylindre qui extrait 60 pour 100 de jus, et je soumets ensuite le marc à l’action d’une forte presse à vis de fer qui le dessèche complétement.
Pour diminuer les frais de la main-d’œuvre, j’ai placé mes râpes et mes presses au premier étage, de manière que le suc se rend de lui-même, par des canaux de plomb, dans les chaudières, qui sont au rez-de-chaussée.
Il convient d’exprimer la pulpe à mesure qu’elle se forme ; sans cela elle noircit, et il se développe un commencement de fermentation qui rend l’extraction du sucre plus difficile.
Le suc marque depuis 5 jusqu’à 11 degrés, et communément 7 à 8 au pèse-liqueur de Baumé.
Quatre hommes suffisent pour le travail des presses, en opérant sur dix milliers de betteraves par jour.
Nous avons dit qu’à mesure que le suc coulait des presses, il se rendait dans une chaudière que j’appelle dépuratoire par rapport à son usage. En supposant qu’on fasse deux opérations par jour, et qu’on travaille 5 milliers de betteraves chaque fois, cette chaudière, de forme ronde, doit avoir 5 pieds et demi de large sur 3 pieds 8 pouces de profondeur ; dans ces dimensions, elle peut recevoir tout le produit d’une opération.
Dès que la chaudière est remplie au tiers ou à moitié, on allume le feu. Le suc a déjà pris une chaleur de 40 à 50 degrés lorsqu’on a fini d’extraire le suc, qui coule, sans interruption, des presses dans la chaudière ; on porte alors la chaleur du bain à 65 ou 66 degrés ; et, du moment qu’on a atteint ce degré, on étouffe le feu en le recouvrant de braise mouillée. On jette alors, dans la chaudière, de la chaux qu’on a fait fuser dans l’eau tiède, dans la proportion de 2 grammes et demi (environ 48 grains) par litre de suc, en ayant soin de varier la proportion selon le degré de consistance du suc. On brasse la masse du liquide dans tous les sens pendant quelques minutes : alors, on ranime le feu pour porter la chaleur du bain à 80 degrés, c’est-à-dire jusqu’au degré le plus voisin de l’ébullition. On enlève alors le feu du foyer : il se forme, par le repos, une couche à la surface du bain, qui, en une demi-heure, aquiert de la consistance, et qu’on enlève soigneusement, avec l’écumoire, au bout de trois quarts d’heure. Dès qu’on a écumé, on ouvre un robinet qui est placé à un pied du fond de la chaudière ; la liqueur coule d’elle-même dans une chaudière carrée : on ouvre ensuite un second robinet qui est placé au niveau du fond de la chaudière pour la vider en entier.
Il faut avoir l’attention de ne faire couler le suc dans la chaudière, pour l’évaporer et le concentrer, que lorsqu’il est très-clair et bien transparent : lorsqu’il est louche, trouble, et qu’il tient encore de la chaux en suspension, il faut le laisser dans la chaudière jusqu’à ce qu’il soit bien clarifié, ce qui demande une demi-heure ou trois quarts d’heure. Si on se hâtait de l’évaporer avant qu’il ait bien déposé, la concentration serait pénible, la liqueur monterait, le travail serait long, la cuite en deviendrait difficile, et le produit en sucre beaucoup moindre.
Le suc de betterave descend, par la dépuration à la chaux, à deux degrés au-dessous de ce qu’il marquait en sortant de la betterave, et il perd encore 2 à 3 degrés lorsqu’il est entré en ébullition.
La chaudière dans laquelle se rend le suc épuré doit avoir 8 pieds de long sur 5 et demi de large, et 22 pouces de hauteur.
Dès que le fond de cette chaudière est couvert de liquide, on allume le feu, et on porte, le plus promptement possible, à l’ébullition.
Au moment où le bain entre en ébullition, on y répand un peu de charbon animal, et on en ajoute de temps en temps, jusqu’à ce que le suc soit porté à la consistance de 20 degrés. On pousse alors l’évaporation jusqu’à ce que la liqueur soit concentrée à 30 degrés.
La quantité de charbon qu’on emploie est dans la proportion de 3 pour 100 en poids du suc de betterave[2].
Lorsque la concentration a été portée à 30 degrés, on filtre à travers de gros tissus d’étoffe de laine ou de la grosse toile, et on a des sirops qui n’exigent que d’être cuits pour donner, par la cristallisation, tout le sucre qu’ils contiennent.
La cuite des sirops est l’opération la plus délicate ; mais elle est devenue extrêmement facile par les perfectionnemens qu’on a portés dans les opérations préparatoires, sur-tout depuis qu’on a introduit l’usage du charbon animal. La plupart des fabricans ont échoué à la cuite des sirops, et, ce qui devait être attribué à une mauvaise manipulation, l’a été généralement, tantôt à ce qu’on a cru que les betteraves qu’on travaillait ne contenaient pas de sucre, et tantôt à la difficulté presque insurmontable qu’on supposait de l’extraire. Aujourd’hui, cette opération est devenue tellement facile, qu’il ne se forme plus d’écumes, qu’on ne brûle jamais la cuite, et qu’elle n’exige presque plus de soin de la part de l’ouvrier qui la conduit.
Pour procéder à la cuite des sirops, on les verse dans une chaudière ronde, de 2 pieds de large sur 18 pouces de hauteur ; on la remplit au tiers, et on pousse à l’ébullition, qu’on entretient jusqu’à la fin de l’opération.
Si, par hasard, la cuite brûle, ce qui s’annonce par des bouffées de fumée blanche qui partent du fond de la chaudière et viennent crever à la surface du bain, en répandant une odeur de fumée assez piquante, on ralentit le feu, on remue la liqueur, et on procède à la cuite avec plus de ménagement. Cet accident était commun il y a quelques années ; mais, en suivant le procédé ci-dessus, il est bien rare qu’il reparaisse.
Si le bain écume, monte et se gonfle, on apaise ce mouvement en y jetant un atome de beurre, ou en modérant le feu.
On connaît que la cuite se fait bien, 1o. lorsqu’elle bout sec et avec bruit ; 2o. lorsque le sirop se détache de l’écumoire sans filer et sans adhésion ; 3°. lorsqu’en battant le bouillon avec le dos de l’écumoire on entend un coup sec comme si on frappait sur de la soie ; 4°. lorsqu’il ne se produit presque pas d’écume ; 5°. lorsqu’en prenant de la mousse ou des bulles sur le bouillon avec l’écumoire, les bulles disparaissent de suite et se résolvent en liquide : c’est ce dernier caractère qui sert à distinguer les bulles du bouillon de celles des écumes. On reconnaît encore une bonne cuite, toutes les fois qu’après avoir vidé la chaudière on n’aperçoit dans le fond aucune trace de noir, et que la surface paraît décapée.
On juge que la cuite est terminée d’après les signes suivans : 1°. on plonge l’écumoire dans le sirop, on la retire, et on passe rapidement le pouce sur le bord pour prendre un peu de sirop ; on manie cette couche, entre l’index et le pouce, jusqu’à ce qu’elle ait la température de la peau, alors on sépare rapidement les deux doigts ; lorsque la cuite n’est pas à son terme, il ne se forme pas de filet entre les doigts. Lorsqu’il commence à se former un filet, la cuite est bien avancée, et alors on répète souvent la même opération. La cuite est terminée du moment que le filet casse sec ; dans ce cas, la portion supérieure du filet se retire vers l’index, en formant une spirale, et ne rentre jamais en entier dans la masse qui adhère au doigt.
Dès qu’on reconnaît, par la preuve, que la cuite est à son terme, on couvre le feu, et, quelques minutes après, on la verse dans le rafraîchissoir, en ayant l’attention de verser de haut pour y mêler de l’air ; car l’on a reconnu que ce mélange d’air facilitait la cristallisation.
La chaudière qu’on appelle rafraîchissoir est un vase dans lequel on réunit successivement toutes les cuites qui se font en un jour.
Le soir, lorsque toutes les cuites sont faites et réunies dans le rafraîchissoir, on en remplit les formes ; qu’on appelle bâtardes. La cristallisation du sucre ne tarde pas à s’y opérer ; et, presque toujours, elle est complète le lendemain, de manière que vingt-quatre ou quarante-huit heures après la mise en formes, on peut, sans inconvénient, porter les formes sur les pots pour faire couler la mélasse.
On reconnaît une bonne cristallisation lorsque la surface est sèche, que la pâte est bien grenée et point sirupeuse, et lorsque la surface de la base du pain de sucre se crevasse et se déprime vers le milieu, ce qui est connu sous le nom technique de fontaine.
Je passe sous silence plusieurs petits détails de procédé dont la description ne ferait qu’arrêter ma marche, et qui, d’ailleurs, sont inutiles ou superflus, parce qu’ils ne sont ignorés d’aucune personne qui se soit tant soit peu occupée de ces objets.
Dans plusieurs établissemens, on a adopté des chaudières à bascule pour cuire les sirops : elles ont l’avantage de concentrer promptement et de pouvoir être vidées avec une grande célérité ; elles conviennent sur-tout pour la cuite des sucres secs et bien purgés de mélasse, mais je ne les crois pas avantageuses pour les sucres de betterave. Ceux ci contiennent quelques principes étrangers qui ne se trouvent pas dans les sucres de canne. Ces principes sont, de l’extractif en abondance, une matière analogue à la cire, de la gélatine, etc. ; et lorsqu’il s’agit de les débarrasser de tous ces corps, il faut des précautions particulières ; il faut pouvoir modérer la chaleur, ralentir l’ébullition, et mener la cuite à sa fin avec des soins extrêmes.
Les chaudières à bascule ne peuvent convenir que pour le raffinage ; et je ne saurais les recommander pour la cuite des sucres bruts ou cassonades.
Je terminerai cet article par observer que, pour ne rien perdre dans les ateliers de sucrerie, on soumet à l’effort d’une presse à levier les écumes, les résidus des filtres et le dépôt des chaudières, afin d’en exprimer tout le suc qui y est contenu, et qu’on le verse à mesure dans les chaudières, pour y suivre le cours des opérations.
Une observation très-importante, et qu’il ne faut pas négliger, c’est qu’on doit se presser de travailler le suc de la betterave à mesure qu’on l’extrait : si on le laisse reposer plusieurs heures, sur-tout quand il n’est pas concentré, il éprouve des altérations qui dénaturent le sucre, rendent son extraction plus difficile, et diminuent notablement la quantité.
Je ne m’étendrai pas beaucoup sur le raffinage du sucre ; les procédés en sont connus et bien décrits : je ne me permettrai que quelques détails sur les perfectionnemens qui y ont été apportés de nos jours par les personnes qui se sont occupées de l’extraction du sucre de betterave.
M. Derosne a proposé, le premier, de raffiner à l’alcohol, et ce procédé, qui est très-expéditif, convient d’autant mieux à une sucrerie de betterave, qu’il dispense d’une foule d’ustensiles nécessaires dans l’ancien procédé.
Lorsqu’on veut raffiner à l’alcohol, il faut avoir l’attention de procéder au raffinage, du moment qu’on a fait couler la mélasse ; car si on donne le temps au sucre de se dessécher, la mélasse qui en humecte les cristaux épaissit ; elle forme une couche très-dure sur la surface des cristaux, et l’alcohol la détache avec beaucoup de peine.
En partant de cette observation, on procède au raffinage comme il suit : du moment que la mélasse est coulée, on ratisse la surface du pain de sucre contenu dans la forme, et on verse, peu-à-peu, sur toute l’étendue de la surface, un litre d’alcool à 36 degrés du commerce, après avoir bouché le petit orifice de la forme. On recouvre alors la base de la forme avec soin pour éviter l’évaporation de l’alcohol. Deux heures après, on ouvre l’orifice de la forme, et l’alcool coule dans le pot, chargé d’une grande partie du principe colorant ; on peut répéter l’opération avec moitié de nouvel alcohol, et le sucre équivaut alors, pour la blancheur, au sucre terré ou à de la belle cassonade. Alors on fond le sucre et on le travaille à la chaudière avec le sang de bœuf. On termine l’opération, ou en le terrant, ou en l’alcoholisant ; mais on a observé que, par le dernier de ces moyens, le sucre conservait un coup d’œil plus mat que par le premier, et qu’il était un peu plus friable.
Les pains de sucre alcoolisés conservent de l’odeur pendant quelque temps ; mais cette odeur disparaît par le séjour des pains à l’étuve, et même par la simple exposition au grand air.
Il est nécessaire d’employer l’alcool concentré à 36 degrés ; lorsqu’il est plus faible, il dissout une portion de sucre.
La totalité de l’alcohol n’est pas perdue : il suffit de le distiller pour le dépouiller de la mélasse qu’il a entraînée ; et alors on peut le faire servir de nouveau.
Le raffinage par l’alcool est trop dispendieux lorsque cette liqueur a un haut prix dans le commerce pour qu’on puisse en faire la base de cette opération. Quelque attention qu’on apporte dans ce procédé, il y a constamment presque la moitié de l’alcohol de perdu. La méthode qu’on suit dans les raffineries est préférable ; mais il faut avoir le soin de laisser bien couler la mélasse pour que le sucre brut soit très-sec. On évite par-là de reporter plusieurs fois à la chaudière les sucres qu’on a extraits, et on obtient un plus grand produit ; car le sucre s’altère par des distillations et des cristallisations répétées.
- ↑ Pour procéder économiquement au lavage des betteraves, on en met 100 à 140 livres dans un cylindre dont le contour est en gros fil de fer ; la moitié du cylindre plonge dans l’eau d’une auge placée au-dessous ; on imprime un mouvement de rotation au cylindre : en peu de temns les betteraves sont dépouillées de la terre qu’elles contiennent. On élève alors le cylindre au-dessus de l’auge, par le moyen d’un treuil ; on ouvre une porte pratiquée sur la circonférence du cylindre, et les betteraves tombent et glissent sur un plan incliné qui les porte en-dehors de l’auge.
- ↑ On a observé que le charbon provenant de la préparation du bleu de Prusse, produisait un meilleur effet que celui qui provient de la distillation des matières animales dans les fabriques de sel ammoniac ; ce qui paraît tenir à son extrême division, opérée par la calcination ; car on a constaté que le charbon animal produit d’autant plus d’effet qu’il est plus atténué et divisé par le broiement. M. Figuier, professeur de pharmacie à Montpellier, est le premier qui ait reconnu la supériorité du charbon animal sur celui de bois, pour décolorer les liquides ; et M. Derosne en a fait une application au sirop de betteraves, d’autant plus heureuse que ce charbon, outre la propriété qu’il a de le décolorer, détruit les mauvais effets de la chaux, et rend les cuites plus faciles.