Brevet FR2928817A1 — publié le 20090925

Procédé et unité de production de drèches de betteraves et de jus sucré à partir de betteraves La présente invention concerne un procédé et une unité de transformation de betteraves afin d'obtenir du jus de pressage sucré et des drèches de betteraves riches en sucre pouvant être valorisées en nutrition animale et plus particulièrement un procédé et une unité de transformation dans lesquels on utilise une presse. Actuellement, les betteraves, contenant de l'ordre de 25% de matière sèche 10 sont transformées selon le schéma sucrier traditionnel, illustré en annexe 1, pour produire d'une part du jus sucré et d'autre part des pulpes. Les betteraves sucrières sont tout d'abord lavées puis coupées en cossettes avant de passer dans un extracteur de grande capacité à l'intérieur duquel circule de l'eau chaude à contre courant. Il faut un temps de contact suffisamment long pour que le sucre 15 contenu dans les cossettes passe dans l'eau, c'est la diffusion. Une fois cette étape franchie, il ressort alors deux produits, les pulpes de betteraves qui sont épuisées en sucre et une eau chargée en sucre appelée également jus de diffusion qu'il conviendra de purifier, concentrer et cristalliser. Les pulpes ainsi obtenues sont valorisées sous trois formes principales en 20 alimentation animale : - Les pulpes humides : environ 11 % de matière sèche - Les pulpes surpréssées : environ 27 % de matière sèche - Les pulpes sèches : environ 88 % de matière sèche Les pulpes humides sont directement issues de la diffusion. Leur faible 25 teneur en matière sèche (11 %) réduit leur intérêt en nutrition animale ; En effet, la réglementation impose aux éleveurs, pour ce type de produit ayant une matière sèche faible, de disposer de fosses de récupération des jus provenant de l'écoulement de ces silos. Il s'agit d'investissements généralement coûteux et difficilement amortissables au regard du produit. 30 Ainsi, l'emploi des pulpes surpréssées à teneur supérieure en matière sèche s'est développé en élevage car elles ne nécessitent pas de fosses pour la récupération des eaux d'écoulement. Son utilisation est très répandue à proximité des sucreries en élevages laitiers (vaches laitières) et en bovins viande. Les éleveurs constituent de gros silos de 35 pulpes surpréssées durant les 3 mois de fonctionnement de la sucrerie qui pourront alors être distribuées tout au long de l'année à leurs animaux. Des précautions sont néanmoins à prendre pour la confection de ces silos. Les pulpes surpréssées ont en effet souffert, notamment en production laitière, d'une mauvaise image liée au développement de spores butyriques dans les silos de pulpes. Ces spores butyriques vont souiller le pis des vaches avant de contaminer le lait diminuant de fait sa qualité et donc le prix payé au producteur. Les atouts de la pulpe surpréssée sont certes nombreux en élevage : forte digestibilité grâce à ses parois peu lignifiées. bonne valeur énergétique apport d'acides aminés indispensables comme la lysine et la thréonine. effet galactogène démontré par plusieurs études On peut néanmoins citer quelques recommandations par rapport à son utilisation : - Il est à noter qu'elle présente un effet laxatif important en cas de quantités ingérées trop importantes. - La conservation des pulpes surpréssées de betterave doit se faire sous forme d'ensilage pour une conservation sur plusieurs mois. Le principe de l'ensilage est simple ; il s'agit de mettre le produit à l'abri de l'air de façon à favoriser le développement des bactéries lactiques. En utilisant les sucres solubles contenus dans le produit ensilé, les bactéries lactiques se développent et acidifient très rapidement le milieu en abaissant le pH vers une valeur voisine de 4. Tant que l'air ne s'infiltre pas, cette acidité stabilise le silo en limitant le développement des micro-organismes dont notamment les butyriques et les coliformes. Le produit ensilé conserve ainsi sa valeur alimentaire et son appétence pendant plusieurs mois. Les pulpes surpréssées doivent être réceptionnées par l'éleveur et mises rapidement en silo. Elles doivent être étalées en couches successives sur une dalle bétonnée et être tassées. Le silo doit être rapidement fermé hermétiquement. Ceci permettra alors une acidification rapide du silo par production d'acide lactique. Cette acidification constituera alors une barrière au développement des butyriques et des coliformes néfastes pour la conservation du produit. Dans ce contexte, le schéma sucrier betteravier actuel optimisé pour extraire le maximum de sucre à partir de cossettes de betteraves présente plusieurs particularités: - La découpe des betteraves lavées en cossettes de forme faîtière pour éviter que les morceaux ne se collent les uns aux autres dans le diffuseur (les cossettes mesurent environ 0,9 à 1, 3 millimètres d'épaisseur et de 5 à 6 centimètres de longueur) Un traitement long entre la découpe des betteraves et la sortie des pulpes lié au temps nécessaire pour permettre la diffusion du sucre dans l'eau. Une température de traitement élevée afin de réduire la durée de cette diffusion. - Des pulpes surpréssées produites pauvres en sucre (7% sur la matière sèche). - Un jus de diffusion dilué (environ 10% de matière sèche) Les principaux inconvénients de cette technique sont : Une oxydation dégradante rapide des cossettes dès leurs découpes - Une dégradation partielle de la matière sèche de la betterave par fermentation lors de la diffusion pour des raisons de temps et de températures. Des pulpes surpressées difficilement fermentescibles car pauvres en sucre et chaudes rendant leurs conservations par ensilage difficiles. Les pulpes surpréssées, qui sont chaudes en sortie d'usine, se refroidissent trop lentement dans les silos, il se développe alors des bactéries pectinolitiques qui dégradent la pectine présente dans les pulpes les rendant inappétantes pour les animaux. - Un jus de diffusion dilué à environ 15% de matière sèche et chaud facilement dégradé par fermentation. - La diffusion est réalisée dans des échangeurs de grandes tailles présentant un risque industriel important. Notre procédé visant à presser des betteraves découpées ou non présente de nombreux avantages : - Le pressage des betteraves lavées, entières ou découpées partiellement permet de réduire les pertes par oxydation. Le temps court ainsi qu'une température réduite lors du pressage en ligne des betteraves entières ou découpées, comparativement aux conditions de la diffusion traditionnelle, réduisent les pertes par dégradation de la matière sèche liées à la fermentation tant dans les drèches que dans les jus sucrés. Produire des drèches de betterave qui à la différence des pulpes sont à une température inférieure et contiennent une quantité supérieure de sucres ; plus de 20 % de la matière sèche par rapport à 7% pour les pulpes sur pressées. Ce sucre résiduel favorisant en conditions anaérobies la fermentation rapide des bactéries lactiques favorable à une bonne conservation des drèches en silo. La fraction sucre non utilisée par ces bactéries lactiques sera valorisée lors la fermentation ruminale. Le jus de pressage sera traité en continu à température inférieure au jus de diffusion limitant ainsi sa dégradation par fermentation. Le poste de diffusion peut être remplacé par une ou plusieurs presses permettant de réduire le risque industriel. Le but de la présente innovation est de proposer un procédé de transformation de betteraves économique pour produire : - du jus sucré destiné à la production de sucre alimentaire ou en tant que substrat de fermentation - des drèches de betteraves riches en sucres valorisables en alimentation animale. Ces drèches peuvent être facilement conservées par ensilage du fait de la concentration en sucre contrairement aux pulpes surpréssées produites aujourd'hui (Teneur minimale >20% de la matière sèche). 15 L'invention concerne également une unité de production de drèches de betteraves et de jus sucré mettant en oeuvre le procédé ci-dessus. On atteint les buts ci-dessus selon l'invention au moyen d'un procédé de production des drèches de betteraves comprenant le pressage de betteraves lavées. 20 Cette presse permet d'obtenir du jus de pressage sucré à une concentration supérieure à 15% de matière sèche et des drèches humides riches en sucre valorisables en l'état en alimentation animale. Plus précisément, le procédé selon l'invention de production de drèches à partir de betteraves comprend les étapes suivantes. Les betteraves entières ou découpées 25 sont pressées en continue. Ce schéma est illustré en annexe 2. Ce pressage permet de récolter deux produits distincts : le premier est un produit qui se présente sous forme solide manipulable appelé drèches de betteraves contenant une part importante de sucre, le second se présente sous une forme liquide de couleur marron riche en sucre appelé jus de pressage sucré qui peut être purifié et concentré à différents degrés par des procédés de 30 séparation et de concentration. 10 Revendications : 1) Procédé de production de drèches de betteraves sucrées à partir de betteraves, caractérisé en ce qu'il comprend : a) La découpe ou non des betteraves en morceaux. b) L'introduction de ces betteraves entières ou en morceaux dans une presse. c) La récupération en fin de pressage des drèches de betteraves. d) La récupération en continu d'un jus sucré. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les drèches de betteraves 10 obtenues sont valorisées comme aliment en nutrition animale. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les drèches de betteraves obtenues sont valorisées comme substrat de fermentation. 4) Procédé selon la revendication 1 ou 2 ou 3, caractérisé en ce que le jus de pressage sucré peut être destiné à la production de sucre alimentaire. 15 5) Procédé selon la revendication 1 ou 2 ou 3 ou 4, caractérisé en ce que le jus de pressage sucré peut être destiné à la production d'aliment du bétail. 6) Procédé selon la revendication 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5, caractérisé en ce que le jus de pressage sucré peut être destiné à la production de substrat de fermentation 20 25