Canne à sucre - Sugarcane

Culture de la canne à sucre au Bangladesh Sugarcane Research Institute
Culture de la canne à sucre, Pendjab
Fleur de canne à sucre, Dominique
Canne à sucre

La canne à sucre ou canne à sucre fait référence à plusieurs espèces et hybrides de hautes herbes vivaces du genre Saccharum , tribu des Andropogoneae , qui sont utilisés pour la production de sucre . Les plantes mesurent de 2 à 6 m (6 à 20 pi) de hauteur avec des tiges fibreuses robustes, articulées et riches en saccharose , qui s'accumule dans les entre-nœuds des tiges . La canne à sucre appartient à la famille des graminées, les Poaceae , une famille de plantes à fleurs économiquement importante qui comprend le maïs, le blé, le riz et le sorgho , et de nombreuses cultures fourragères . Il est originaire des régions tropicales chaudes et tempérées de l'Inde, de l'Asie du Sud-Est et de la Nouvelle-Guinée . La plante est également cultivée pour la production de biocarburants, notamment au Brésil, car les cannes peuvent être utilisées directement pour produire de l'alcool éthylique ( éthanol ).

Cultivée dans les régions tropicales et subtropicales, la canne à sucre est la plus grande culture au monde en termes de quantité de production, avec 1,8 milliard de tonnes produites en 2017, le Brésil représentant 40% du total mondial. En 2012, l' Organisation pour l' alimentation et l'agriculture a estimé qu'il était cultivé sur environ 26 × 10 6  ha (64 × 10 6 acres), dans plus de 90 pays. La canne à sucre représente 79 % du sucre produit dans le monde (la plupart du reste est fabriqué à partir de betteraves sucrières ). Environ 70 % du sucre produit provient de Saccharum officinarum et de ses hybrides. Toutes les espèces de canne à sucre peuvent se croiser , et les principaux cultivars commerciaux sont des hybrides complexes . ^^

Le saccharose (sucre de table) est extrait de la canne à sucre dans des usines de moulins spécialisés. Il est consommé directement en confiserie, utilisé pour sucrer les boissons, comme conservateur dans les confitures et conserves , comme finition décorative pour gâteaux et pâtisseries , comme matière première dans l'industrie alimentaire, ou fermenté pour produire de l'éthanol. Les produits dérivés de la fermentation du sucre comprennent le falernum , le rhum et la cachaça . Dans certaines régions, les gens utilisent des roseaux de canne à sucre pour fabriquer des enclos, des nattes, des paravents et du chaume. La jeune capitule non déployée de Saccharum edule ( duruka ) est consommée crue, cuite à la vapeur ou grillée et préparée de diverses manières en Asie du Sud-Est, notamment aux Fidji et dans certaines communautés insulaires d'Indonésie.

La canne à sucre était une ancienne culture des peuples austronésiens et papous . Il a été introduit en Polynésie , sur l' île de Mélanésie et à Madagascar à l'époque préhistorique via des marins austronésiens. Il a également été introduit dans le sud de la Chine et en Inde par des commerçants austronésiens vers 1200 à 1000 av. Les Perses et les Grecs ont rencontré les fameux « roseaux qui produisent du miel sans abeilles » en Inde entre le VIe et le IVe siècle av. Ils ont adopté puis répandu l'agriculture de la canne à sucre. Les marchands ont commencé à faire le commerce du sucre, qui était considéré comme une épice luxueuse et chère, en provenance d'Inde. Au XVIIIe siècle, les plantations de canne à sucre ont commencé dans les pays insulaires des Caraïbes, d'Amérique du Sud, de l'océan Indien et du Pacifique. Le besoin d'ouvriers pour les cultures sucrières est devenu un moteur majeur de grandes migrations, certaines personnes acceptant volontairement la servitude sous contrat et d'autres importées de force comme esclaves .

Étymologie

Le terme "canne à sucre" combine le mot sanskrit , शर्करा ( śárkarā , plus tard سُكَّر sukkar de l' arabe , et sucre du moyen français et moyen anglais ) avec "canne", une culture cultivée dans les plantations des Caraïbes - gana , hindi pour la canne . Ce terme a été utilisé pour la première fois par les colons espagnols aux Antilles au début du XVIe siècle.

La description

Couper la canne à sucre

La canne à sucre est une graminée tropicale vivace qui forme des pousses latérales à la base pour produire plusieurs tiges, généralement de 3 à 4 m (10 à 13 pi) de hauteur et d'environ 5 cm (2 po) de diamètre. Les tiges se transforment en tige de canne qui, à maturité, constitue environ 75 % de la plante entière. Une tige mature est généralement composée de 11 à 16 % de fibres, de 12 à 16 % de sucres solubles, de 2 à 3 % de glucides non sucrés et de 63 à 73 % d'eau. Une culture de canne à sucre est sensible au climat, au type de sol, à l'irrigation, aux engrais, aux insectes, au contrôle des maladies, aux variétés et à la période de récolte. Le rendement moyen des tiges de canne est de 60 à 70 tonnes par hectare (24 à 28 tonnes longues/acre ; 27 à 31 tonnes courtes/acre) par an, mais ce chiffre peut varier entre 30 et 180 tonnes par hectare selon les connaissances et les cultures. approche de gestion utilisée dans la culture de la canne à sucre. La canne à sucre est une culture de rente , mais elle est également utilisée comme fourrage pour le bétail.

Histoire

Les deux centres de domestication de la canne à sucre sont l'un pour Saccharum officinarum par les Papous en Nouvelle-Guinée et un autre pour Saccharum sinense par les Austronésiens à Taïwan et dans le sud de la Chine. Les Papous et les Austronésiens utilisaient à l'origine principalement la canne à sucre comme nourriture pour les porcs domestiques. La propagation de S. officinarum et de S. sinense est étroitement liée aux migrations des peuples austronésiens . Saccharum barberi n'a été cultivé en Inde qu'après l'introduction de S. officinarum .

Carte montrant les centres d'origine de Saccharum officinarum en Nouvelle-Guinée, S. sinensis dans le sud de la Chine et à Taïwan, et S. barberi en Inde ; les flèches en pointillés représentent les introductions austronésiennes

S. officinarum a d'abord été domestiqué en Nouvelle-Guinée et dans les îles à l'est de la ligne Wallace par les Papous, où il est le centre moderne de la diversité. À partir d'environ 6 000 BP , plusieurs souches ont été sélectionnées à partir du saccharum robustum natif . De la Nouvelle-Guinée, il s'est propagé vers l'ouest jusqu'en Asie du Sud-Est maritime après le contact avec les Austronésiens, où il s'est hybride avec Saccharum spontaneum .

Le deuxième centre de domestication est le sud de la Chine continentale et Taïwan, où S. sinense était l'un des principaux cultigènes des peuples austronésiens. Des mots pour la canne à sucre existent dans les langues proto-austronésiennes à Taïwan, reconstruites en *təbuS ou **CebuS , qui est devenu *tebuh en proto-malayo-polynésien . C'était l'une des principales cultures originales des peuples austronésiens à partir d'au moins 5 500 BP. L'introduction du plus doux S. officinarum l'a peut-être progressivement remplacé dans toute son aire de répartition cultivée en Asie du Sud-Est maritime.

Carte montrant la canne à sucre en Inde comme origine de la propagation vers l'ouest, suivie de petites zones en Afrique, puis de zones plus petites sur les îles de l'Atlantique à l'ouest de l'Afrique
La diffusion vers l'ouest de la canne à sucre à l'époque préislamique (en rouge), dans le monde musulman médiéval (en vert) et au XVe siècle par les Portugais sur l'archipel de Madère, et par les Espagnols sur l'archipel des Canaries (îles à l'ouest de l'Afrique, entouré de lignes violettes)

Depuis l'Asie du Sud-Est insulaire, S. officinarum s'est propagé vers l'est en Polynésie et en Micronésie par les voyageurs austronésiens comme plante de pirogue vers 3 500 BP. Il s'est également propagé vers l'ouest et le nord vers 3 000 BP jusqu'en Chine et en Inde par des commerçants austronésiens, où il s'est ensuite hybride avec S. sinense et S. barberi . De là, il s'est propagé plus loin dans l'Eurasie occidentale et la Méditerranée .

La première production connue de sucre cristallin a commencé dans le nord de l'Inde. Les premières preuves de la production de sucre proviennent d'anciens textes sanskrits et palis. Vers le VIIIe siècle, les commerçants musulmans et arabes ont introduit le sucre de l'Inde médiévale dans les autres parties du califat abbasside en Méditerranée, en Mésopotamie , en Égypte , en Afrique du Nord et en Andalousie . Au 10ème siècle, des sources affirment que chaque village de Mésopotamie cultivait la canne à sucre. C'était l'une des premières cultures apportées aux Amériques par les Espagnols, principalement les Andalous, de leurs champs des îles Canaries et les Portugais de leurs champs des îles de Madère . Un article sur la culture de la canne à sucre en Espagne est inclus dans le Livre sur l'agriculture du XIIe siècle d' Ibn al-'Awwam .

Christophe Colomb a d' abord apporté de la canne à sucre dans les Caraïbes lors de son deuxième voyage vers les Amériques, d'abord sur l'île d' Hispaniola (aujourd'hui Haïti et la République dominicaine ). À l'époque coloniale, le sucre formait un côté du commerce triangulaire des matières premières du Nouveau Monde, avec les produits manufacturés européens et les esclaves africains . Le sucre, souvent sous forme de mélasse, était expédié des Caraïbes vers l'Europe ou la Nouvelle-Angleterre, où il était utilisé pour fabriquer du rhum. Les bénéfices de la vente du sucre étaient ensuite utilisés pour acheter des produits manufacturés, qui étaient ensuite expédiés en Afrique de l'Ouest, où ils étaient troqués contre des esclaves. Les esclaves étaient ensuite ramenés dans les Caraïbes pour être vendus aux planteurs de sucre. Les bénéfices de la vente des esclaves ont ensuite été utilisés pour acheter plus de sucre, qui a été expédié en Europe.

Lithographie d'une plantation de canne à sucre dans la colonie britannique d' Antigua , 1823

La France a trouvé ses îles de canne à sucre si précieuses qu'elle a effectivement échangé sa portion du Canada , surnommée " quelques acres de neige ", à la Grande-Bretagne pour leur retour de la Guadeloupe , de la Martinique et de Sainte-Lucie à la fin de la guerre de Sept Ans . Les Hollandais ont également conservé le Suriname , une colonie sucrière en Amérique du Sud, au lieu de chercher le retour des Nouveaux Pays-Bas (New York).

Les bouillies du XVIIe au XIXe siècle transformaient le jus de canne à sucre en sucre brut. Ces maisons étaient rattachées à des plantations de canne à sucre dans les colonies occidentales. Les esclaves exécutaient souvent le processus d'ébullition dans de très mauvaises conditions. Des boîtes rectangulaires en brique ou en pierre servaient de fourneaux, avec une ouverture au fond pour alimenter le feu et évacuer les cendres. Au sommet de chaque four se trouvaient jusqu'à sept bouilloires ou chaudières en cuivre, chacune plus petite et plus chaude que la précédente. Le jus de canne a commencé dans la plus grande bouilloire. Le jus a ensuite été chauffé et de la chaux a été ajoutée pour éliminer les impuretés. Le jus était écrémé puis acheminé vers des bouilloires de plus en plus petites. La dernière bouilloire, la "teach", était l'endroit où le jus de canne devenait sirop. L'étape suivante était une auge de refroidissement, où les cristaux de sucre durcissaient autour d'un noyau collant de mélasse. Ce sucre brut a ensuite été pelleté de la cuve de refroidissement dans des tonneaux (barils en bois), et de là dans la chambre de durcissement.

Photographie en noir et blanc de canne à sucre debout dans un champ
Une plantation de canne à sucre sur l'île de la Jamaïque à la fin du XIXe siècle

L'adoption de la loi sur l'abolition de l'esclavage en 1833 a conduit à l'abolition de l'esclavage dans la majeure partie de l' Empire britannique , et de nombreux esclaves émancipés ne travaillaient plus dans les plantations de canne à sucre lorsqu'ils avaient le choix. Les planteurs antillais avaient donc besoin de nouveaux travailleurs et ils trouvèrent une main-d'œuvre bon marché en Chine et en Inde. Les gens étaient soumis à un contrat , une forme de contrat établie de longue date, qui les liait à un travail non libre pour une durée déterminée. Les conditions de travail des serviteurs sous contrat étaient souvent catastrophiques, en raison d'un manque d'attention de la part des planteurs. Les premiers navires transportant des travailleurs sous contrat d'Inde sont partis en 1836. Les migrations pour desservir les plantations de canne à sucre ont conduit un nombre important d'Indiens ethniques, d'Asiatiques du Sud-Est et de Chinois à s'installer dans diverses parties du monde. Dans certaines îles et pays, les migrants sud-asiatiques constituent désormais entre 10 et 50 % de la population. Les plantations de canne à sucre et les groupes ethniques asiatiques continuent de prospérer dans des pays tels que Fidji , Afrique du Sud , la Birmanie , le Sri Lanka , la Malaisie , l' Indonésie , les Philippines , la Guyane britannique , la Jamaïque , Trinidad , Martinique, Guyane française , Guadeloupe, Grenade , Sainte - Lucie , St Vincent , Saint - Kitts , Sainte - Croix , Suriname , Nevis et Maurice .

Presse à canne à sucre indienne à l'ancienne, vers 1905

Entre 1863 et 1900, les marchands et les propriétaires de plantations du Queensland et de la Nouvelle-Galles du Sud (qui font maintenant partie du Commonwealth d'Australie) ont amené entre 55 000 et 62 500 personnes des îles du Pacifique Sud pour travailler dans les plantations de canne à sucre. On estime qu'un tiers de ces travailleurs ont été contraints ou kidnappés en esclavage (appelé blackbirding ). Beaucoup d'autres ont reçu des salaires très bas. Entre 1904 et 1908, la plupart des 10 000 travailleurs restants ont été déportés dans le but de maintenir l'Australie homogène sur le plan racial et de protéger les travailleurs blancs de la main-d'œuvre étrangère bon marché.

Le sucre cubain dérivé de la canne à sucre était exporté vers l' URSS , où il bénéficiait d'un soutien des prix et s'assurait un marché garanti. La dissolution de l'État soviétique en 1991 a forcé la fermeture de la majeure partie de l'industrie sucrière cubaine.

La canne à sucre reste une partie importante de l'économie de la Guyane , du Belize , de la Barbade et d' Haïti , ainsi que de la République dominicaine , de la Guadeloupe, de la Jamaïque et d'autres îles.

Environ 70 % du sucre produit dans le monde provient de S. officinarum et d'hybrides utilisant cette espèce.

Une lithographie du XIXe siècle de Théodore Bray montrant une plantation de canne à sucre : A droite se trouve "l'officier blanc", le surveillant européen. Les travailleurs esclaves peinent pendant la récolte. À gauche se trouve un navire à fond plat pour le transport de la canne.

Cultivation

Plantation de canne à sucre, Maurice
Plantation de canne à sucre au Bangladesh
Planter de la canne à sucre à Porto Rico
Champs de canne à sucre

La culture de la canne à sucre nécessite un climat tropical ou subtropical , avec un minimum de 60 cm (24 po) d'humidité annuelle. C'est l'un des photosynthétiseurs les plus efficaces du règne végétal . C'est une centrale C 4 , capable de convertir jusqu'à 1% de l'énergie solaire incidente en biomasse. Dans les régions de culture primaire des régions tropicales et subtropicales , les cultures de canne à sucre peuvent produire plus de 15 kg/m 2 de canne. Autrefois une culture majeure de la région du sud-est des États-Unis, la culture de la canne à sucre y a décliné à la fin du XXe siècle et se limite principalement aux petites plantations de Floride , de Louisiane et du sud - est du Texas au XXIe siècle. La culture de la canne à sucre a cessé à Hawaï lorsque la dernière plantation de canne à sucre en activité dans l'État a fermé en 2016.

La canne à sucre est cultivée dans les régions tropicales et subtropicales dans des zones où l'approvisionnement en eau est abondant pendant une période continue de plus de 6 à 7 mois chaque année, soit par les précipitations naturelles, soit par l'irrigation. La culture ne tolère pas les fortes gelées. Par conséquent, la majeure partie de la canne à sucre dans le monde est cultivée entre 22°N et 22°S , et certaines jusqu'à 33°N et 33°S . Lorsque des cultures de canne à sucre se trouvent en dehors de cette plage, comme dans la région du Natal en Afrique du Sud, cela est normalement dû à des conditions climatiques anormales dans la région, telles que des courants océaniques chauds qui balaient la côte. En termes d'altitude, les cultures de canne à sucre se trouvent jusqu'à 1 600 m ou 5 200 pieds près de l'équateur dans des pays comme la Colombie , l' Équateur et le Pérou .

La canne à sucre peut être cultivée sur de nombreux sols allant des mollisols très fertiles et bien drainés , en passant par les vertisols lourds de fissuration , les oxisols et ultisols acides infertiles , les histosols tourbeux , aux andisols rocheux . L'ensoleillement abondant et l'approvisionnement en eau augmentent la production de canne à sucre. Cela a fait des pays désertiques dotés de bonnes installations d'irrigation, comme l'Égypte, l'une des régions productrices de canne à sucre les plus productives. La canne à sucre consomme 9 % de la production mondiale d' engrais potassiques .

Bien que certaines cannes à sucre produisent des graines, la coupe moderne des tiges est devenue la méthode de reproduction la plus courante. Chaque bouture doit contenir au moins un bourgeon, et les boutures sont parfois plantées à la main. Dans les pays plus avancés sur le plan technologique, comme les États-Unis et l'Australie, la plantation de billettes est courante. Les billettes (tiges ou tronçons de tiges) récoltées par une récolteuse mécanique sont plantées par une machine qui ouvre et referme le sol. Une fois planté, un peuplement peut être récolté plusieurs fois; après chaque récolte, la canne envoie de nouvelles tiges, appelées repousses . Les récoltes successives donnent des rendements décroissants, justifiant éventuellement des replantations. Deux à 10 récoltes sont généralement effectuées selon le type de culture. Dans un pays à agriculture mécanique recherchant une production élevée de grands champs, comme en Amérique du Nord, les cannes à sucre sont replantées après deux ou trois récoltes pour éviter une baisse des rendements. Dans les pays avec un type d'agriculture plus traditionnel avec des champs plus petits et une récolte manuelle, comme à l'île française de la Réunion , la canne à sucre est souvent récoltée jusqu'à 10 ans avant d'être replantée.

La canne à sucre est récoltée à la main et mécaniquement. La récolte manuelle représente plus de la moitié de la production et est dominante dans les pays en développement. En récolte manuelle, le champ est d'abord incendié. Le feu brûle les feuilles sèches et chasse ou tue les serpents venimeux, sans endommager les tiges et les racines. Les récolteurs coupent ensuite la canne juste au-dessus du niveau du sol à l'aide de couteaux ou de machettes . Un récolteur qualifié peut couper 500 kg (1 100 lb) de canne à sucre par heure.

La récolte mécanique utilise une moissonneuse - batteuse ou une récolteuse de canne à sucre . La série Austoft 7000, la conception originale de la moissonneuse-batteuse moderne, a maintenant été copiée par d'autres sociétés, y compris Cameco /  John Deere . La machine coupe la canne à la base de la tige, dénude les feuilles, coupe la canne en longueurs cohérentes et la dépose dans un transporteur à côté. La moissonneuse rejette ensuite les déchets sur le champ. De telles machines peuvent récolter 100 tonnes longues (100 t) par heure, mais la canne récoltée doit être traitée rapidement. Une fois coupée, la canne à sucre commence à perdre sa teneur en sucre, et les dommages à la canne lors de la récolte mécanique accélèrent ce déclin. Cette baisse est compensée car une moissonneuse-batteuse moderne peut terminer la récolte plus rapidement et plus efficacement que la coupe et le chargement manuels. Austoft a également développé une série de transporteurs hydrauliques à grande levée pour travailler aux côtés de ses moissonneuses-batteuses afin de permettre un transfert encore plus rapide de la canne vers, par exemple, la voie d'évitement la plus proche. Cette récolte mécanique ne nécessite pas d'incendier le champ ; les résidus laissés au champ par la machine sont constitués de fanes de canne et de feuilles mortes, qui servent de paillis pour la prochaine plantation.

Plantations de canne à sucre au Brésil, premier producteur mondial

Ravageurs

Le dendroctone de la canne (également connu sous le nom de ver de canne) peut réduire considérablement le rendement des cultures en mangeant les racines; elle peut être contrôlée par l' imidaclopride (Confidor) ou le chlorpyrifos (Lorsban). D'autres ravageurs importants sont les larves de certaines espèces de papillons/mites , y compris la pyrale du navet , le foreur de la canne à sucre ( Diatraea saccharalis ), le foreur de la canne à sucre ( Eldana saccharina ), le foreur du riz mexicain ( Eoreuma loftini ), la chenille légionnaire d'Afrique ( Spodoptera exempta ), les fourmis coupeuses de feuilles, les termites , les cercopes (en particulier Mahanarva fimbriolata et Deois flavopicta ), et le coléoptère Migdolus fryanus . Le cicadelle insecte flavipes Eumetopina agit comme un vecteur viral, ce qui provoque la maladie de canne à sucre coup de Ramu .

Pathogènes

De nombreux agents pathogènes infectent la canne à sucre, tels que la maladie des pousses d'herbe de la canne à sucre causée par Phytoplasma , la maladie du fouet ou le charbon de la canne à sucre , le pokkah boeng causé par Fusarium moniliforme , la bactérie Xanthomonas axonopodis provoque la maladie des gommes et la pourriture rouge causée par Colletotrichum falcatum . Les maladies virales affectant la canne à sucre comprennent le virus de la mosaïque de la canne à sucre , le virus de la striure du maïs et le virus de la feuille jaune de la canne à sucre.

Fixation de l'azote

Certaines variétés de canne à sucre sont capables de fixer l'azote atmosphérique en association avec la bactérie Gluconacetobacter diazotrophicus . Contrairement aux légumineuses et autres plantes fixatrices d'azote qui forment des nodules racinaires dans le sol en association avec des bactéries, G. diazotrophicus vit dans les espaces intercellulaires de la tige de la canne à sucre. L'enrobage des semences avec la bactérie est une technologie nouvellement développée qui peut permettre à chaque espèce cultivée de fixer l'azote pour son propre usage.

Conditions pour les travailleurs de la canne à sucre

On estime qu'au moins 20 000 personnes sont mortes de maladie rénale chronique en Amérique centrale au cours des deux dernières décennies – la plupart sont des travailleurs de la canne à sucre le long de la côte Pacifique. Cela peut être dû au fait de travailler de longues heures dans la chaleur sans apport hydrique adéquat.

Traitement

Production de sucre de canne non centrifuge (jaggery) près du lac Inle ( Myanmar ), stade de broyage et d'ébullition

Traditionnellement, la transformation de la canne à sucre nécessite deux étapes. Les moulins extraient le sucre brut de la canne fraîchement récoltée et le sucre « blanc de moulin » est parfois produit immédiatement après la première étape dans les moulins d'extraction du sucre, destiné à la consommation locale. Les cristaux de sucre apparaissent naturellement de couleur blanche pendant le processus de cristallisation. Du dioxyde de soufre est ajouté pour inhiber la formation de molécules induisant la couleur et pour stabiliser les jus de sucre pendant l'évaporation. Les raffineries, souvent situées plus près des consommateurs en Amérique du Nord, en Europe et au Japon, produisent alors du sucre blanc raffiné, composé à 99 % de saccharose. Ces deux étapes fusionnent lentement. L'affluence croissante dans les régions tropicales productrices de canne à sucre augmente la demande de produits à base de sucre raffiné, entraînant une tendance à la mouture et au raffinage combinés.

Fraisage

Photo d'un homme tenant une barre qui pénètre dans un grand réservoir
Extraction manuelle du jus de canne à sucre
Photo d'une remorque de transport de camion
Un camion transporte de la canne à une sucrerie en Floride.

La transformation de la canne à sucre produit du sucre de canne (saccharose) à partir de la canne à sucre. Les autres produits du traitement comprennent la bagasse, la mélasse et le gâteau de filtration.

La bagasse , la fibre sèche résiduelle de la canne après extraction du jus de canne, est utilisée à plusieurs fins :

  • combustible pour les chaudières et les fours
  • production de papier, de produits en carton et de panneaux reconstitués
  • paillis agricole
  • comme matière première pour la fabrication de produits chimiques
Photo d'un bâtiment plus court avec de la fumée sortant de la cheminée à côté d'un immeuble de bureaux de cinq étages
Usine de transformation de la canne à sucre de Santa Elisa à Sertãozinho , l'une des plus grandes et des plus anciennes du Brésil

La bagasse et les résidus de bagasse sont principalement utilisés comme source de combustible pour les chaudières de production de vapeur de procédé dans les usines sucrières. Le tourteau séché est utilisé comme complément alimentaire pour animaux, engrais et source de cire de canne à sucre .

La mélasse est produite sous deux formes : le blackstrap , qui a une saveur forte caractéristique, et un sirop de mélasse plus pur . La mélasse Blackstrap est vendue comme complément alimentaire et diététique. C'est également un ingrédient courant dans l'alimentation animale et il est utilisé pour produire de l'éthanol, du rhum et de l'acide citrique . Les sirops de mélasse plus purs sont vendus sous forme de mélasse et peuvent également être mélangés avec du sirop d'érable , des sucres invertis ou du sirop de maïs . Les deux formes de mélasse sont utilisées en boulangerie.

Raffinage

Cristaux de sucre brun et blanc

Le raffinage du sucre purifie davantage le sucre brut. Il est d'abord mélangé avec du sirop lourd puis centrifugé dans un processus appelé "affinage". Son but est de laver le revêtement extérieur des cristaux de sucre, qui est moins pur que l'intérieur du cristal. Le sucre restant est ensuite dissous pour faire un sirop, environ 60 % de solides en poids.

La solution de sucre est clarifiée par l'ajout d' acide phosphorique et d' hydroxyde de calcium , qui se combinent pour précipiter le phosphate de calcium . Les particules de phosphate de calcium emprisonnent certaines impuretés et en absorbent d'autres, puis flottent vers le haut du réservoir, où elles peuvent être écumées. Une alternative à cette technique de « phosphatation » est la « carbonatation », qui est similaire, mais utilise du dioxyde de carbone et de l'hydroxyde de calcium pour produire un précipité de carbonate de calcium .

Après avoir filtré les solides restants, le sirop clarifié est décoloré par filtration sur charbon actif . Le charbon d'os ou le charbon actif à base de charbon est traditionnellement utilisé dans ce rôle. Certaines impuretés chromogènes restantes sont adsorbées par le carbone. Le sirop purifié est ensuite concentré jusqu'à sursaturation et cristallisé à plusieurs reprises sous vide, pour produire du sucre blanc raffiné . Comme dans un moulin à sucre, les cristaux de sucre sont séparés de la mélasse par centrifugation. Le sucre supplémentaire est récupéré en mélangeant le sirop restant avec les eaux de lavage de l'affinage et en cristallisant à nouveau pour produire du sucre brun . Lorsqu'il n'est plus possible de récupérer économiquement du sucre, la mélasse finale contient encore 20 à 30 % de saccharose et 15 à 25 % de glucose et de fructose.

Pour produire du sucre cristallisé , dans lequel les grains individuels ne s'agglutinent pas, le sucre doit être séché, d'abord en le chauffant dans un séchoir rotatif, puis en y soufflant de l'air frais pendant plusieurs jours.

Sirop de canne à ruban

La canne à ruban est un type subtropical qui était autrefois largement cultivé dans le sud des États-Unis, aussi loin au nord que la côte de la Caroline du Nord . Le jus était extrait avec des broyeurs à chevaux ou à mules; le jus était bouilli, comme le sirop d'érable , dans une casserole plate, puis utilisé sous forme de sirop comme édulcorant alimentaire. Ce n'est pas actuellement une culture commerciale, mais quelques producteurs trouvent des ventes faciles pour leur produit.

Pollution due à la transformation de la canne à sucre

Les particules, les produits de combustion et les composés organiques volatils sont les principaux polluants émis lors de la transformation de la canne à sucre. Les produits de combustion comprennent les oxydes d'azote (NO X ), le monoxyde de carbone (CO), le CO 2 et les oxydes de soufre (SO X ). Les sources d'émission potentielles comprennent les granulateurs de sucre, les équipements de transport et d'emballage du sucre, les opérations de chargement en vrac, les chaudières, les fours de régénération de charbon granulaire et de charbon, les systèmes de transport d'adsorbants régénérés, les fours et l'équipement de manutention (dans certaines installations), les réservoirs de carbonatation, les stations d'évaporation multi-effets , et des marmites sous vide. Les technologies modernes de prévention de la pollution sont capables de traiter tous ces polluants potentiels.

Production

Production de canne à sucre en 2018
Des pays Production
(millions de tonnes )
 Brésil 746,8
 Inde 376,9
 Chine 108,1
 Thaïlande 104,4
 Pakistan 67,2
 Mexique 56,8
 Colombie 36,2
 Guatemala 35,5
 Australie 33,5
 États Unis 31,3
Monde 1 907
Source : FAOSTAT , Nations Unies
Carte de la production de canne à sucre

La production mondiale de canne à sucre en 2018 était de 1,91 milliard de tonnes, le Brésil produisant 39 % du total mondial, l'Inde 20 % et la Chine et la Thaïlande environ 6 % chacune (tableau).

Dans le monde, 26 millions d'hectares ont été consacrés à la culture de la canne à sucre en 2018. Le rendement mondial moyen des cultures de canne à sucre en 2018 était de 73 tonnes par hectare, mené par le Pérou avec 121 tonnes par hectare. Le rendement théorique possible de la canne à sucre est d'environ 280 tonnes par hectare et par an, et de petites parcelles expérimentales au Brésil ont montré des rendements de 236 à 280 tonnes de canne par hectare.

Production de canne à sucre (2018)

Seulement 3,2 % de la production totale de canne à sucre en 2016 était conforme à une norme de durabilité volontaire telle que Bonsucro ou Fairtrade , mais la production durable croît à un rythme beaucoup plus rapide que la production conventionnelle. De 2008 à 2016, la production de canne à sucre conforme aux normes a connu un taux de croissance annuel composé d'environ 52 %, tandis que la canne à sucre conventionnelle a augmenté de moins de 1 %.

Éthanol

Une pompe à essence au Brésil, proposant de l'éthanol de canne (A) et de l'essence (G)

L'éthanol est généralement disponible comme sous-produit de la production de sucre. Il peut être utilisé comme biocarburant alternatif à l'essence et est largement utilisé dans les voitures au Brésil. C'est une alternative à l'essence et peut devenir le principal produit de la transformation de la canne à sucre, plutôt que le sucre.

Au Brésil, l'essence doit contenir au moins 22% de bioéthanol. Ce bioéthanol provient de la grande culture de canne à sucre du Brésil.

La production d'éthanol à partir de canne à sucre est plus économe en énergie qu'à partir de maïs, de betteraves sucrières ou d'huiles de palme/végétale, en particulier si la bagasse de canne est utilisée pour produire de la chaleur et de l'électricité pour le processus. De plus, si les biocarburants sont utilisés pour la production végétale et le transport, l'apport d'énergie fossile nécessaire pour chaque unité énergétique à l'éthanol peut être très faible. L'EIA estime qu'avec une technologie intégrée de la canne à sucre à l'éthanol, les émissions de CO 2 du puits aux roues peuvent être 90 % inférieures à celles de l'essence conventionnelle. Un manuel sur les énergies renouvelables décrit la transformation énergétique :

Actuellement, 75 tonnes de canne à sucre brute sont produites chaque année par hectare au Brésil. La canne livrée à l'usine de transformation est dite brûlée et coupée (b&c), et représente 77% de la masse de la canne brute. La raison de cette réduction est que les tiges sont séparées des feuilles (qui sont brûlées et dont les cendres sont laissées dans le champ comme engrais), et des racines qui restent dans le sol pour germer pour la prochaine récolte. La production moyenne de canne est donc de 58 tonnes de b&c par hectare et par an.

Chaque tonne de b&c donne 740 kg de jus (135 kg de saccharose et 605 kg d'eau) et 260 kg de bagasse humide (130 kg de bagasse sèche). Le pouvoir calorifique inférieur du saccharose étant de 16,5 M J /kg et celui de la bagasse de 19,2 MJ/kg, le pouvoir calorifique total d'une tonne de b&c est de 4,7 GJ dont 2,2 GJ proviennent du saccharose et 2,5 de la bagasse .

Par hectare et par an, la biomasse produite correspond à 0,27 TJ. Cela équivaut à 0,86 W par mètre carré. En supposant une insolation moyenne de 225 W par mètre carré, l'efficacité photosynthétique de la canne à sucre est de 0,38 %.

Les 135 kg de saccharose contenus dans 1 tonne de b&c sont transformés en 70 litres d'éthanol avec une énergie de combustion de 1,7 GJ. Le rendement pratique de conversion saccharose-éthanol est donc de 76 % (à comparer avec les 97 %).

Un hectare de canne à sucre produit 4 000 litres d'éthanol par an (sans apport énergétique supplémentaire, car la bagasse produite dépasse la quantité nécessaire pour distiller le produit final). Cependant, cela n'inclut pas l'énergie utilisée pour le labourage, le transport, etc. Ainsi, le rendement de conversion de l'énergie solaire en éthanol est de 0,13 %.

Applications de bagasse

La bagasse de la canne à sucre

La canne à sucre est une culture importante dans de nombreux pays. C'est l'une des plantes avec l'efficacité de bioconversion la plus élevée. La culture de la canne à sucre est capable de fixer efficacement l'énergie solaire, produisant environ 55 tonnes de matière sèche par hectare de terre par an. Après la récolte, la culture produit du jus de sucre et de la bagasse, la matière sèche fibreuse. Cette matière sèche est de la biomasse avec un potentiel comme combustible pour la production d'énergie. La bagasse peut également être utilisée comme source alternative de pâte pour la production de papier.

La bagasse de canne à sucre est une source d'énergie potentiellement abondante pour les grands producteurs de canne à sucre, comme le Brésil, l'Inde et la Chine. Selon un rapport, avec l'utilisation des dernières technologies, la bagasse produite chaque année au Brésil a le potentiel de couvrir 20 % de la consommation d'énergie du Brésil d'ici 2020.

La production d'électricité

Un certain nombre de pays, en particulier ceux qui manquent de combustibles fossiles, ont mis en œuvre des mesures de conservation et d'efficacité énergétique pour minimiser l'énergie utilisée dans le traitement de la canne et exporter tout excès d'électricité vers le réseau. La bagasse est généralement brûlée pour produire de la vapeur, qui à son tour crée de l'électricité. Les technologies actuelles, comme celles utilisées à Maurice , produisent plus de 100 kWh d'électricité par tonne de bagasse. Avec une récolte mondiale totale de plus d'un milliard de tonnes de canne à sucre par an, le potentiel énergétique mondial de la bagasse est de plus de 100 000 GWh. En prenant Maurice comme référence, un potentiel annuel de 10 000 GWh d'électricité supplémentaire pourrait être produit dans toute l'Afrique. La production d'électricité à partir de la bagasse pourrait devenir très importante, en particulier pour les populations rurales des pays producteurs de canne à sucre.

Des centrales de technologie de cogénération récentes sont conçues pour produire de 200 à plus de 300 kWh d'électricité par tonne de bagasse. Comme la canne à sucre est une culture saisonnière, peu de temps après la récolte, l'offre de bagasse culminerait, obligeant les centrales de production d'électricité à gérer stratégiquement le stockage de la bagasse.

Production de biogaz

Une alternative plus verte à la combustion de bagasse pour la production d'électricité est de convertir la bagasse en biogaz . Des technologies sont en cours de développement pour utiliser des enzymes pour transformer la bagasse en biocarburant et biogaz avancés .

La canne à sucre comme aliment

Jus de canne
Jus de canne à sucre.jpg
Jus de canne à sucre fraîchement pressé
Valeur nutritionnelle pour 100 grammes
Énergie 242 kJ (58 kcal)
13,11 g
Sucres 12,85 g
Fibre alimentaire 0,56 g
0,40
0,16 g
Vitamines Quantité
%VQ
La vitamine B 6
31%
0,40 mg
Folate (B 9 )
11%
44,53 g
Vitamine C
8%
6,73 mg
Minéraux Quantité
%VQ
Calcium
2%
18 mg
Le fer
9%
1,12 mg
Magnésium
4%
13,03 mg
Phosphore
3%
22,08 mg
Potassium
3%
150 mg
Sodium
0%
1,16 mg
Zinc
1%
0,14 mg

Informations nutritionnelles de la base de données indienne sur la composition des aliments
† Les pourcentages sont approximés à l'aide des recommandations américaines pour les adultes.
Source : USDA FoodData Central

Dans la plupart des pays où la canne à sucre est cultivée, plusieurs aliments et plats populaires en sont directement dérivés, tels que :

  • Canne à sucre brute : mâchée pour en extraire le jus
  • Sayur nganten : une soupe indonésienne à base de tige de trubuk ( Saccharum edule ), un type de canne à sucre
  • Jus de canne à sucre : une combinaison de jus frais, extrait à la main ou dans de petits moulins, avec une touche de citron et de glace pour faire une boisson populaire, connue sous le nom d' air tebu , usacha rass , guarab , guarapa, guarapo, papelón , aseer asab , ganna sharbat , mosto , caldo de cana ou nước miá
  • Sirop : un édulcorant traditionnel dans les boissons non alcoolisées, désormais largement supplanté aux États-Unis par le sirop de maïs à haute teneur en fructose , qui est moins cher en raison des subventions au maïs et des tarifs douaniers sur le sucre
  • Mélasse : utilisée comme édulcorant et sirop accompagnant d'autres aliments, comme le fromage ou les biscuits
  • Jaggery : une mélasse solidifiée, connue sous le nom de gur , gud ou gul en Asie du Sud, est traditionnellement produite en évaporant du jus pour en faire une boue épaisse, puis en la refroidissant et en la moulant dans des seaux. La production moderne lyophilise partiellement le jus pour réduire la caramélisation et éclaircir sa couleur. Il est utilisé comme édulcorant dans la cuisine des plats traditionnels, des bonbons et des desserts.
  • Falernum : une boisson sucrée et légèrement alcoolisée à base de jus de canne à sucre
  • Cachaça : laboisson alcoolisée distillée la plus populaireau Brésil ; c'est une liqueur issue de la distillation du jus de canne à sucre.
  • Le rhum est une liqueur à base de produits de la canne à sucre, généralement de la mélasse, mais parfois aussi du jus de canne. Il est le plus souvent produit dans les Caraïbes et ses environs.
  • Le Basi est une boisson alcoolisée fermentée à base de jus de canne à sucre produit aux Philippines et en Guyane .
  • Panela , morceaux solides de saccharose et de fructose obtenus à partir de l'ébullition et de l'évaporation du jus de canne à sucre, est un aliment de base en Colombie et dans d'autres pays d'Amérique du Sud et centrale.
  • Rapadura est une farine sucrée qui est l'un des raffinages les plus simples du jus de canne à sucre, courante dans les pays d'Amérique latine comme le Brésil, l'Argentine et le Venezuela (où elle est connue sous le nom de papelón ) et les Caraïbes.
  • Rock candy : jus de canne confit
  • Gâteau de Sirop

La canne à sucre comme aliment

De nombreuses parties de la canne à sucre sont couramment utilisées comme aliments pour animaux là où les plantes sont cultivées. Les feuilles constituent un bon fourrage pour les ruminants.

Galerie

Voir également

Les références

Liens externes

  • Médias liés à la canne à sucre sur Wikimedia Commons
  • La définition du dictionnaire de la canne à sucre au Wiktionnaire