Industrie agroalimentaire et sucrière

Industrie agroalimentaire et sucrière

Dans l'industrie agroalimentaire et sucrière, la chaux vive est utilisée comme réactif fondamental dans l'épuration du jus brut de betterave. Le procédé de carbonatation constitue l'étape la plus critique, celle qui détermine la pureté et la blancheur du sucre cristallisé.

Le cadre général de l'industrie agroalimentaire et sucrière

L'industrie agroalimentaire et sucrière est une branche industrielle de vaste envergure où des matières premières agricoles telles que la betterave sucrière, la canne à sucre, les céréales, les graines oléagineuses, le lait, les fruits et les légumes sont transformées en produits de consommation finale.

La Turquie figure parmi les principaux producteurs mondiaux de betterave sucrière, et le secteur est exploité par Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş.

et par des producteurs privés. En 2026, l'efficacité énergétique, la récupération de l'eau, la gestion de l'empreinte carbone et les pratiques d'économie circulaire sont devenues les principaux points à l'ordre du jour du secteur ; la majorité des usines ont achevé leur transition vers le système de management de l'énergie ISO 50001.

Le cadre général de l'industrie agroalimentaire et sucrière

La carbonatation et les étapes fondamentales du processus de production du sucre

Le cœur de la production sucrière est le procédé de carbonatation ; à ce stade, les impuretés non-saccharose contenues dans le jus brut de betterave (protéines, acides aminés, pectine, acides organiques, matières colorantes, saponines et colloïdes) sont éliminées. Le procédé débute par l'ajout de chaux vive (CaO) de haute pureté au jus brut ; cette étape est appelée chaulage (liming).

Une dose de CaO généralement comprise entre 1,5 % et 2,5 % du poids de betterave est appliquée. Lors de l'étape de préchaulage (preliming), le pH du jus est élevé progressivement, ce qui permet une dénaturation des matières colloïdales et une formation des flocs plus régulières.

Au stade du chaulage principal, la formation de saccharate de calcium et la décomposition des sucres simples en milieu alcalin sont gérées de manière équilibrée. Après le chaulage, le jus est saturé avec le gaz CO₂ provenant du four à chaux de l'usine, ce qui provoque la précipitation.

La carbonatation et les étapes fondamentales du processus de production du sucre
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Le rôle des solutions à base de chaux dans les procédés de l'industrie agroalimentaire et sucrière

Dans l'industrie agroalimentaire et sucrière, les produits à base de chaux interviennent en de nombreux points complémentaires, de l'épuration du sucre au contrôle des odeurs, des additifs alimentaires à la gestion de l'humidité.

L'étape de carbonatation de la production sucrière constitue à elle seule l'un des procédés industriels les plus consommateurs de chaux vive.

La chaux vive (CaO) est le réactif fondamental utilisé dans les sucreries pour la purification du jus brut. La réactivité (temps d'extinction t60), la pureté (typiquement ≥ 90 % de CaO) ainsi que de faibles teneurs en MgO et en SiO₂ constituent des paramètres de qualité critiques. Une chaux de haute pureté se traduit par une production de boues réduite, de meilleures performances de filtration et une consommation spécifique de chaux plus faible.

Le rôle des solutions à base de chaux dans les procédés de l'industrie agroalimentaire et sucrière

Points techniques à prendre en compte dans l'application

Plusieurs points techniques critiques ressortent dans l'utilisation de produits à base de chaux dans l'industrie agroalimentaire et sucrière. Le premier est la pureté : pour la chaux en contact avec les denrées alimentaires ou incorporée à des produits d'origine alimentaire, les limites en métaux lourds fixées par le FCC (Food Chemicals Codex) et par la réglementation européenne sur les additifs alimentaires doivent être respectées et attestées par un certificat de qualité pour chaque lot de production.

L'audit des fournisseurs doit faire partie des programmes prérequis HACCP, et une analyse doit être rendue obligatoire pour chaque lot lors du contrôle qualité à réception. Le deuxième point est la réactivité.

Dans les sucreries, le paramètre appelé temps d'extinction t60 détermine l'homogénéité du lait de chaux, son profil de température et la précision du dosage. Une valeur t60 faible est synonyme de réactivité élevée et améliore directement le rendement de la carbonatation.

Points techniques à prendre en compte dans l'application

Approche sectorielle et exemples de bonnes pratiques en 2026

En 2026, l'industrie agroalimentaire et sucrière connaît une transformation majeure dans le cadre des objectifs de neutralité carbone, de la réduction de l'empreinte hydrique et des pratiques d'économie circulaire.

Les boues de carbonatation (carbo-cake), utilisées comme amendement agricole des sols, sont valorisées au sein d'une chaîne de valeur de sous-produits à base de chaux.

Ce sous-produit exerce un effet de relèvement du pH sur les sols acides, améliore la structure du sol et établit un pont direct entre les pratiques agricoles durables et l'économie circulaire. La directive sur les émissions industrielles (IED) de l'Union européenne et les documents de référence BREF définissent l'utilisation de la chaux dans le traitement des gaz de combustion comme la meilleure technique disponible (BAT) pour le secteur agroalimentaire et des boissons.

Approche sectorielle et exemples de bonnes pratiques en 2026

Questions fréquentes

La chaux vive (CaO) est utilisée pour précipiter les impuretés non-saccharose présentes dans le jus brut de betterave, telles que les protéines, les acides aminés, les acides organiques et les matières colorantes. La chaux, puis le gaz CO₂ appliqué ensuite, éliminent les impuretés en les adsorbant à la surface des cristaux de carbonate de calcium. Ce procédé détermine la couleur, la pureté et la durée de conservation du sucre cristallisé.
La chaux vive n'est pas ajoutée directement au jus brut sortant du diffuseur ; elle est d'abord transformée en lait de chaux (milk of lime) par réaction contrôlée avec de l'eau dans l'unité d'extinction de l'usine. Cette suspension est ensuite dosée dans les bacs de chaulage primaire et de carbonatation. La dose typique se situe entre 1,5 et 2,5 % du poids de betterave.
Oui. L'hydroxyde de calcium, connu sous le nom de chaux éteinte, est un additif alimentaire approuvé sous le code E526 dans le Codex alimentaire turc et la réglementation européenne sur les additifs alimentaires. Pour les produits de qualité alimentaire, les limites en métaux lourds ainsi que les exigences de pureté et d'hygiène sont documentées dans le cadre du FCC (Food Chemicals Codex). Les domaines d'utilisation courants sont la nixtamalisation, l'ajustement du pH et le conditionnement de l'eau.
Selon les estimations sectorielles, environ 25 à 40 kg de chaux vive sont consommés par tonne de sucre cristallisé produite. Ce ratio peut varier selon l'âge de l'usine, le rendement des équipements, la qualité de la betterave et le système de contrôle de la carbonatation. Les usines de nouvelle génération visent à rapprocher cette consommation de la limite basse grâce au contrôle en ligne du pH et de la conductivité.
La carbonatation est l'étape d'épuration de la production sucrière au cours de laquelle de la chaux vive (CaO), puis du gaz CO₂, sont ajoutés au jus brut afin de précipiter les impuretés avec les cristaux de carbonate de calcium. Elle est menée en deux étapes, primaire et secondaire. La saturation primaire s'effectue à ~pH 11 et la saturation secondaire à ~pH 9, et la limpidité du jus augmente de manière notable.
Les sachets absorbeurs d'humidité sont utilisés pour prévenir le mottage, le développement de moisissures et la perte de qualité dus à l'humidité dans des produits tels que le sucre en poudre, la farine, le café, le cacao, les fruits secs et les épices. En particulier lors du transport maritime longue distance destiné à l'exportation, la condensation (container rain) provoquée par les écarts de température à l'intérieur du conteneur est maîtrisée grâce à ces sachets.
La chaux vive (CaO) est un matériau sec et hautement réactif obtenu par calcination du calcaire à environ 900-1100 °C. La chaux éteinte (Ca(OH)₂), quant à elle, résulte de la réaction contrôlée de la chaux vive avec l'eau et offre une structure moins agressive et plus facile à doser. Les sucreries privilégient le CaO, tandis que les lignes de procédés alimentaires préfèrent le plus souvent le Ca(OH)₂.
Les boues de carbonatation sont le sous-produit séparé dans les filtres rotatifs sous vide après la carbonatation, composé majoritairement de carbonate de calcium. Grâce à leur forte teneur en calcium et à leur granulométrie adaptée, elles sont valorisées comme amendement agricole des sols. Elles exercent un effet de relèvement du pH sur les sols acides et constituent un élément important des pratiques d'économie circulaire.
Les eaux usées de l'industrie agroalimentaire se caractérisent généralement par un pH bas, une charge organique élevée et une teneur en huiles et graisses. Le dosage de chaux éteinte permet de neutraliser le pH et de précipiter les matières en suspension ainsi que le phosphore. La chaux vive est quant à elle privilégiée pour l'adoucissement des eaux à forte dureté. Ces deux applications augmentent le rendement du traitement biologique et facilitent la conformité aux limites de rejet.
Les émissions de SO₂, de HCl et de poussières provenant du four à chaux, de la chaudière à vapeur et des lignes de séchage des pulpes des sucreries sont traitées au moyen de systèmes de désulfuration secs ou semi-secs à base de chaux éteinte, d'unités d'absorption par atomisation (spray dryer absorber) ou de systèmes de dosage de chaux installés en amont des filtres à manches. Cette méthode est définie comme meilleure technique disponible (BAT) dans le cadre de la directive sur les émissions industrielles.