Les colorants en sucrerie : détermination de leurs masses molaires et de leurs caractéristiques spectrométriques en vue d'une meilleure évaluation de leur rétention par filtration tangentielle

In sugar processing, one of the main quality criteria is the low coloring of sugar crystals. It turns out that colorants from high molar masses adhere more easily to crystals. The use of crossflow filtration is therefore interesting to eliminate these colorants. Since the characterization of the process is insufficient, we have developed a steric exclusion chromatography method (S.E.C.) to evaluate membrane retention. The follow-up of colorant formation in a reactor, as well as statistical calculations (PCR and Ward’s method) on their UV spectra, show that HADP compounds are most likely to form in sugar factories. The melanoidins follow closely while the formation of caramels remains unlikely. The development of S.E.C. proved difficult due to interaction phenomena. S.E.C’s analysis of the coloring and of a raw sugar syrup shows that caramels are composed of lower molar masses ( 0.4 kg/mol) than melanoidins and HADP that have similar molar masses (0.08 to 22 kg/mol). In addition to compounds of very high molar masses, brown sugar contains compounds of molar masses corresponding to the range of masses of colorants used in sugar manufacture. C. E. S. Analysis of colorant filtrate and raw cane sugar syrup confirms that crossflow filtration is not just a sieve. The assessment of a retention rate at 265 nm and 300 nm shows that it is not sufficient to assess a retention rate at a single wavelength. A good retention rate of brown sugar impurities is obtained with porosity membranes ranging from 10 kg/mol to 50 kg/mol.En sucrerie, un des principaux critères de qualité est la faible coloration des cristaux de sucre. Il s'avère que les colorants de hautes masses molaires adhèrent plus facilement aux cristaux. L'utilisation de la filtration tangentielle est donc intéressante pour éliminer ces colorants. La caractérisation du procédé étant insuffisante, nous avons mis au point une méthode de chromatographie d'exclusion stérique (C.E.S.) pour évaluer la rétention par membranes. Le suivi de la formation des colorants dans un réacteur ainsi que des calculs statistiques (ACP et méthode de Ward) sur leurs spectres UV, montrent que les PDAH ont le plus de chance de se former en sucrerie. Les mélanoi͏̈dines les suivent de près alors que la formation des caramels reste peu probable. La mise au point de la C.E.S. s'est avérée difficile suite à des phénomènes d'interactions. L'analyse des colorants et d'une refonte de sucre roux par C.E.S montre que les caramels sont des composés de plus faibles masses molaires (< 0,4 kg/mol) que les mélanoi͏̈dines et les PDAH qui ont des masses molaires proches (0,08 à 22 kg/mol). En plus de composés de très hautes masses molaires, le sucre roux contient des composés de masses molaires correspondant à la gamme de masses des colorants de fabrication en sucrerie. L'analyse des filtrats des colorants et d'une refonte de sucre roux par C.E.S. confirme que la filtration tangentielle n'est pas un simple tamisage. L'évaluation d'un taux de rétention à 265 nm et à 300 nm montre qu'il n'est pas suffisant d'évaluer un taux de rétention à une seule longueur d'onde. Un bon taux de rétention des impuretés du sucre roux est obtenu avec des membranes de porosité allant de 10 kg/mol à 50 kg/mol