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Suivi et comparaison des paramètres physico-chimiques de l'huile de soja raffinée chimiquement et enzymatiquement, produites par Cévital

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par Nihad Nia
Université Abderrahmane Mira de Béjaîa - Ingénieur d'Etat 2008
Dans la categorie: Sciences
  

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Chapitre II : Raffinage de l'huile de soja

II.1. Définition et rôle du raffinage

Les huiles brutes obtenues renferment un certains nombre d'impuretés indésirables, responsables du goût et de l'odeur désagréables et de leur mauvaise conservation.

Le raffinage a pour but, d'éliminer les acides gras libres, les produits d'oxydation, les arômes désagréables, les colorants, les produits toxiques (tels que pesticides, glycosides) mais également les phospholipides ainsi que les métaux (tels que fer et cuivre) présents à l'état de traces et généralement liés à des composés organiques (Mohtadji-Lamballais, 1989; Jamil et al., 1998).

II.2. Constituants éliminés au cours du raffinage

II.2.1. Les phosphatides ou phospholipides

Ils peuvent représenter 2 % de l'huile de soja (30 % de lécithine, 30 % de céphaline et 40 % d'inositol); les teneurs de l'huile brute en ces phospholipides dépend du mode de trituration employé (Denise, 1992).

Ils se présentent dans l'huile sous forme:

+ Hydratables: Ces formes contiennent un groupe fortement polaire, ce sont en particulier la phosphatidylcholine et la phosphatidyléthanolamine qui sont aisément éliminés;

+ Non hydratables: Ce sont les sels de calcium et de magnésium des acides phosphatidiques et des phosphatidylinositols. Ces formes non hydratables peuvent réagir avec des acides forts en donnant des sels monovalents et des acides, elles deviennent alors hydratables et forment des composés insolubles dans 1 'huile (Figure 04) (Denise, 1992).

En outre, les phospholipides sont souvent liés à des métaux lourds comme le fer et le cuivre qui sont de puissants catalyseurs d'oxydation, surtout le cuivre qui présente une activité dix fois supérieure à celle du fer (Platon, 1988 ; Denise, 1992).

Figure 04: Formules chimiques des trois principales phosphatides des lécithines de soja (Aboiron et Hameury, 2004).

Un lavage acide les élimine aisément au cours d'un raffinage chimique, mais tous les procédés de raffinage physique les conservent (Poisson et Narce, 2003).

L'élimination parfaite du phosphore est une opération très importante pour obtenir une bonne qualité de l'huile de soja. Les principaux inconvénients des phospholipides sont présentés comme suit:

-- Ils provoquent des émulsions;

-- Ils réduisent le rendement lors de 1 'opération de filtration (colmatage des filtres); -- Ils réduisent l'activité des terres de blanchiment;

-- Ce sont de puissants inhibiteurs des catalyseurs d'hydrogénation;

-- Leur présence conduit à des phénomènes de mousse lors de l'opération de désodorisation; -- Une huile raffinée mal débarrassée de ses phospholipides s'acidifie, s'oxyde et prend rapidement un goût désagréable (Denise, 1992 ; Jamil et al., 1998).

II.2.2. Les acides gras libres

Ils sont naturellement présents dans la graine où ils participent aux réactions biochimiques de la liposynthèse. Ils proviennent également de réactions d'hydrolyse enzymatique qui se produisent dans les huiles brutes soit au cours de leur obtention, soit au cours de leur stockage. Leur présence dans un corps gras peut être assimilée à celle d'un catalyseur d'oxydation (Denise, 1992).

L'élimination des acides gras libres s'effectue soit par voie chimique (neutralisation à la soude), soit par voie physique (entraînement à la vapeur). C'est l'opération la plus délicate et la plus importante du raffinage (Kartika, 2005).

II.2.3. Sucres libres et glycolipides

Ils proviennent des glucides présents dans les graines au moment de la récolte. Certains de ces composés forment avec l'eau des solutions colloïdales communément appelées «mucilages» et qui sont émulsifiantes. Les mucilages précipitent en présence d'alcali: La neutralisation chimique les fait donc disparaître complètement (Denise, 1992).

II.2.4. Glycérides partiels

Ils portent généralement la fonction ester en á ou en á', souvent considérés comme des agents émulsifiants très gênants, ils peuvent entraîner des pertes importantes lors des centrifugations qui entrent dans le procédé de raffinage (Denise, 1992).

II.2.5. Tocophérols et Stérols

La partie insaponifiable de l'huile représente 1,6 % de l'huile brute et 0,6 % à 0,7 % de l'huile raffinée (Tableau V). Elle se compose essentiellement de stérols et de tocophérols (Pouzet, 1992).

Tableau V: Composition de l'huile de soja brute en insaponifiables (Pouzet, 1992).

Insaponifiable: 0,5-1,6%

Stérols (en mg/100g) 250 - 418

Composition des stérols:

(en % des stérols totaux)

Cholestérol < 1

Brassicastérol -

Campestérol 19 - 23

Stigmastérol 17 - 19

ß sitostérol 47 - 59

A5Avénastérol 2 -4

A7 Stigmastérol 1 - 3

A7 Avénastérol 1 -2

Ergostérol <3

Tocophérols (en mg/100g) 80 - 167

Composition des tocophérols:

(en % des tocophérols totaux)

Alpha tocophérol 5 - 10

Béta tocophérol 2 - 3

Gamma tocophérol 44 - 60

Delta tocophérol 30 - 43

Tocotriénols -

Alcools triterpéniques

(en mg/100g) -

+ Les tocophérols

Ce sont des antioxygènes. La teneur en tocophérols dans une huile de soja brute est de l'ordre de 150 à 280 mg pour 100 g d'huile. Après raffinage, la teneur se situe à 90 à 150 mg pour 100 g d'huile avec une répartition de: Alpha tocophérol 10 %, beta tocophérol 3 %, gamma tocophérol 63 %, delta tocophérol 24 %.

Activité antioxydante : alpha < beta < gamma < delta.

Activité vitaminique : alpha > beta> gamma> delta (Platon, 1988).

Une partie des tocophérols disparaît au cour du raffinage surtout lors de la désodorisation (Denise, 1992).

+ Les stérols

Il s'agit de molécules complexes à plusieurs cycles avec une fonction alcool, dont le principal représentant est le cholestérol. Ils sont retrouvés soit à l'état libre ou combiné avec un acide gras. Les végétaux contiennent des stérols qui leur sont spécifiques (Cossut et al., 2002). Comme le Campestérol présent dans l'huile de soja (Camacho, 1999). Une partie de ces stérols est entraînée à la vapeur lors de la désodorisation (Denise, 1992).

II.2.6. Colorants

Le ß-carotène se rencontre dans toutes les huiles végétales, c'est un colorant particulièrement sensible à la chaleur et à l'oxydation. La chlorophylle est présente à un degré moindre, dans les huiles de soja (Denise, 1992).

Les colorants d'origine oxydative sont responsables de la couleur brune de certaines

huiles. Ils sont beaucoup plus gênants que les précédents car ils ne sont que peu retenus par les produits adsorbants utilisés pour décolorer les huiles (Kartika, 2005).

II.2.7. Substances d'origine externe

Il s'agit la plupart du temps de pesticides qui se trouvent à la surface des graines au moment de la récolte ou qui sont introduits au cours du stockage pour lutter contre l'infestation par les insectes.

Ils sont facilement détruits par hydrolyse lors de la neutralisation à la soude, ou par entraînement à la vapeur lors de l'opération de désodorisation (Denise, 1992).

Le tableau VI regroupe les éléments éliminés au cour du raffinage de l'huile.

Tableau VI: Les composés éliminés durant le raffinage (Platon, 1988 ; Denise, 1992).

Opérations

Composants éliminés

Composants
parasites
introduits

Stockage

-

Acides gras libres

 

Mucilages, phosphatides, glycolipides

 
 

et composés protidiques.

Eau

Démucilagination

La chlorophylle est partiellement éliminée surtout si l'acide

phosphorique est utilisé.

 

Neutralisation

Acides gras libres, phosphatides

 
 

résiduels,

composés de dégradation d'origine oxydative,

composés métalliques,

Matières colorantes réduites, Insecticides.

Savon Eau

Lavage

Savon, traces de soude, phosphatides

 
 

résiduels.

Eau

Séchage

Eau

_

Décoloration

Pigments (caroténoïdes et

Peroxydes et

 

chlorophylliens essentiellement)

formation

 

Savon

d'isomères à

 

Hydrocarbures polycycliques (si

double liaisons

 

traitement au charbon actif)

conjuguées.

 
 

Acides gras libres

Désodorisation

Acides gras libres, substances volatiles

Formation

 

responsables de l'odeur et du goût, peroxydes,

pigments et produits de leur dégradation, pesticides, stérols et tocophérols.

d'isomères géométriques et de dimères.

II.3. Les différentes étapes du raffinage

Le raffinage comprend une série de traitements qui sont: La démucilagination, la neutralisation, le lavage, le séchage, la décoloration, la filtration et la désodorisation (Mohtadji- Lamballais, 1989).

II.3.1. Démucilagination

Le dégommage ou la démucilagination consiste à éliminer de l'huile brute les composés susceptibles de devenir insolubles par hydratation (phospholipides, lipoprotéines, etc.) ou d'être éliminés avec la phase aqueuse (Glucides).

Généralement, seules les huiles d'extraction qui contiennent normalement 2 à 4 fois plus de phospholipides qui sont dégommés que les huiles de pression (Denise, 1992).

Que le procédé utilisé soit physique ou chimique, les trois principes de base du processus de dégommage sont résumés comme suit:

- Elimination de phospholipides par la formation de micelles;

- Hydratation rapide des phospholipides;

- Elimination des phospholipides non hydratables par un traitement avec des acides (Ruiz-Mendez, 1999).

Il existe différents types de protocoles de dégommage de l'huile de soja : Le dégommage à l'eau, à l'acide, le dégommage SOFT, le dégommage micellaire et le dégommage enzymatique (Kartika, 2005).

II.3.1.1. Le dégommage à l'eau

L'huile brute, en général, est dégommée avec de l'eau dans les extracteurs de fève de soja et ce n'est que rarement qu'arrivent aux raffineries des huiles de soja à raffiner avec plus de 200 ppm de phosphore (Graciani Constante, 1999a).

C'est un traitement à l'eau chaude qui insolubilise les phospholipides ainsi que diverses matières colloïdales (Cheftel et Cheftel, 1992). L'huile brute est chauffée à 80°C dans un échangeur à plaques. Elle reçoit un appoint de 2 à 3 % d'eau avant de passer dans un mélangeur rapide puis dans un contacteur à axe vertical dans lequel le mélange huile-eau est brassé pendant une demi-heure avant centrifugation sur séparateur continu classique (Figure 05) (Denise, 1992). Les conditions de séparation doivent être optimisées afin d'éviter les pertes en huile, tout en conservant une bonne efficacité de séparation. Les paramètres clés sont la quantité d'eau ajoutée, la température, la vitesse de rotation et la durée d'agitation (Kartika, 2005).

L'huile de soja dégommée avec de l'eau, est l'huile utilisée au niveau commercial et, celle qui dans une immense majorité des cas, arrivera aux industries de raffinage pour sa transformation (Graciani Constante, 1999a).

Eau

Echangeur

Mélangeur

Vapeur

Réacteur

Séparateur

Pâtes

Echangeur

Vapeur

Vide

Séchage

Stockage

Figure 05 : Installation de dégommage à l'eau (Logan, 2003).

II.3.1.2. Le dégommage à l'acide

Le taux de phosphores de l'huile brute dégommée à l'eau, passe de 800 ppm à 150 - 200 ppm ces derniers représentent principalement les phospholipides non hydratables dont l'élimination est nécessaire pour le raffinage physique, et peut être réalisée grâce à un dégommage à l'acide (Jamil et al., 1998). Il consiste à disperser dans l'huile brute des acides comme les acides phosphorique, citrique, acétique, oxalique, mais de façon générale, l'acide phosphorique est largement utilisé, car il se forme une liaison forte entre les groupements phosphates et les ions calcium, fer et magnésium (Kartika, 2005).

On ajoute 1 à 3 °/°° d'acide phosphorique commercial à 75 °/° (v/v) à de l'huile brute

chauffée jusqu'à 60°C. Après un brassage durant 20 minutes, le mélange est réchauffé à 90°C et reçoit un ajout de 2 à 3 % d'eau avant d'être brassé à nouveau pendant 20 minutes pour permettre l'hydratation des phospholipides. Le mélange est ensuite refroidi jusqu'à 50°C pour insolubiliser les phosphatides avant leur séparation par centrifugation (Figure 06) (Denise, 1992).

Les principaux facteurs qui influencent l'efficacité de ce type de dégommage sont la concentration d'acide, la température et le temps d'opération (Ruiz-Mendez, 1999).

Huile
brute

Echangeur

Vapeur

Eau

Mélangeur

Acide

Mélangeur

Réacteur

Séparateur

Séchage/ Stockage

Pâtes

Figure 06 : Installation de dégommage à l'acide (Logan, 2003). II.3.1.3. Dégommage SOFT

Il est basé sur la mise en contact de l'huile brute, ou dégommée à l'eau, avec une solution aqueuse d'un agent chélatant: l'acide éthylène diamine tétra acétique (EDTA) ou l'un de ses sels. L'avantage du procédé réside dans la douceur du traitement permettant d'atteindre une haute qualité d'huile en une seule étape et des taux de phosphore résiduel inférieurs à 5 ppm (Schéma 02) (Kartika, 2005).

Huile brute

Chauffage

EDTA et Eau

Mélange

Entreposage

Séparation

Huile complètement dégommée

Gommes

Schéma 02: Processus de dégommage SOFT (Münch, 2003).

II.3.1.4. Dégommage miscellaire

Le dégommage miscellaire met en oeuvre les techniques membranaires. L'application de cette technique au raffinage des huiles ouvre de larges perspectives car ce sont des procédés simples, avec une faible consommation énergétique, facilement extrapolables, et ne nécessitant pas de produits chimiques additionnels. Plusieurs auteurs ont montré que cette technique permet d'éliminer totalement les phospholipides, tout en retenant les pigments et certains acides gras libres. Les techniques ont été surtout étudiées pour le raffinage de mélange huile-solvant organique (Schéma 03) (Kartika, 2005).

Miscella brute (Huile brute avec Hexane)

Ultrafiltration

Ultrafiltration

Distillation

Distillation

Huile complètement dégommée Lécithine

Schéma 03: Processus d'ultrafiltration miscellaire (Münch, 2003).

II.3.1.5. Dégommage enzymatique

La démucilagination enzymatique est un type de procédé physique performant, qui produit des rendements en huile plus élevés. Elle consiste à transformer les phospholipides non hydratables en lyso-phospholipides hydrophiles sous l'action d'une phospholipase (Anonyme I, 2004; Kartika, 2005). La teneur en phosphore de l'huile de soja démucilaginée passe sous le seuil des 10 ppm, atteignant même des teneurs de 3 ppm, des résultats comparables à ceux du procédé chimique. Après décoloration, la teneur en phosphore de l'huile devient quasiment nulle (Anonyme I, 2004). Le procédé d'origine, ou démucilagination EnzyMax a été breveté en 1992 par la société d'ingénierie allemande Lurgi, qui a mis au point le procédé et conçu une usine spéciale (Anonyme II, 2001).

II.3.2.Neutralisation

L'élimination des acides gras libres est l'opération la plus importante du raffinage. La neutralisation par les bases élimine les acides gras sous forme de savons appelés communément «pâtes de neutralisation », qui comprennent outre les savons de sodium et la

soude, de l'eau, du sel, des phosphates de sodium, des mucilages, de l'huile neutre entraînée, des colorants, des produits d'oxydation (difficile de s'en débarrasser par des procédés physiques: adsorption sur les terres décolorantes) et des contaminants divers (Denise, 1992). Les réactions qui ont lieu lors de ce processus sont:

> La neutralisation de l'excès d'acide phosphorique ajouté pour dégommer les huiles.

> La neutralisation des acides gras libres en formant les savons sodiques:

R-COOH + NaOH R-COONa +H2O

Acide gras base savon eau

Comme ce sont des acides faibles, ils requièrent un excès d'alcali pour s'assurer que la réaction soit déplacée dans le sens de la formation du savon et que l'acidité résiduelle de l'huile soit petite. Cet excès est d'habitude entre 0,01 et 0,05 % pour les huiles de soja dégommées avec de l'acide contenant une quantité de phosphore résiduelle inférieure à 2 ppm.

> La possibilité que l'excès d'alcali ajouté pour neutraliser les acides gras, quand la température de l'huile est élevée et l'alcali concentré, produise une saponification partielle des triglycérides pour engendrer du glycérol et des savons sodiques. Cette réaction, appelée «saponification parasite » par beaucoup de raffineurs, est totalement nuisible puisqu'elle augmente en grande mesure les pertes et doit donc être évitée.

Les deux premières réactions sont vraiment beaucoup plus rapides que la troisième, ce qui permet de réaliser la neutralisation chimique des acides libres dans les huiles, dans certaines conditions sans qu'il y ait de façon notable, la saponification parasite (Graciani Canstante, 1999b).

Industriellement, les procédés de neutralisation les plus utilisés sont les procédés continus connus sous le nom de Long-mix qui augmentent les temps de contact avec la solution de soude. Le Short-mix permet de minimiser les pertes (Kartika, 2005), avec ce procédé, la soude est ajoutée à une température légèrement inférieure à 90°C. Une fois le mélange bien homogénéisé et la courte période de temps de réaction est passée,Il est procèdé à la centrifugation et à la séparation des phases. Avec le procédé «Long mix », la température de l'huile, quand la soude est ajoutée, doit être comprise entre 30 - 33°C, et ne doit jamais atteindre 38 - 40°C. Elle doit être maintenue un certain temps de contact, entre 5 et 15 minutes, après que le mélange entre les deux phases ait été réalisé convenablement. Postérieurement, la température est élevée jusqu'à 70 - 75°C avec un échangeur de chaleur, pour favoriser la séparation des phases lors de la centrifugation (Graciani Canstante, 1999b).

Il est possible de coupler démucilagination et neutralisation. Dans ce cas, phospholipides et savons sont séparés en une seule étape de centrifugation. Les deux opérations sont effectuées en continu à 80°C environ (Cossut et al., 2002).

II.3.3. Lavage et séchage

C'est l'opération qui permet d'éliminer les substances alcalines (savons et soude en excès) présentes dans l'huile à la sortie de la turbine de neutralisation, ainsi que les dernières traces de métaux, de phospholipides et autres impuretés. Il est essentiel que l'huile brute ait subi une bonne séparation. Dans le cas contraire, il peut se produire des émulsions importantes et une partie du savon risque de ne pas être éliminée.

Le lavage est plus efficace lorsqu'il est effectué en deux stades, et l'eau de lavage doit être la plus chaude possible (90°C).

Si toutes les opérations en amont ont été menées correctement, l'huile lavée contient moins de 30 ppm de savon.

L'humidité présente dans l'huile lavée est éliminée avant l'opération de décoloration car elle peut provoquer un colmatage rapide des filtres, surtout en présence de savon.

L'huile neutralisée sortant du lavage, à une température de l'ordre de 90°C, est pulvérisée dans une tour verticale maintenue sous une pression de 30 à 60 torrs (Denise, 1992).

II.3.4 Décoloration

Cette opération vise à éliminer les pigments de l'huile (chlorophylle et pigments caroténoïdes), nuisibles à sa couleur et à sa conservation, que la neutralisation n'a que très partiellement détruits (Mohtadji-Lamballais, 1989 ; Denise, 1992). Pendant cette étape, sont aussi adsorbés des produits primaires et secondaires d'oxydation, des métaux, des savons, des composés phosphatidiques et polyarômatiques ainsi que certains composés moins profitables, comme les tocophérols (Ruiz-Mendez, 1999).

À cet effet, l'huile préalablement chauffée au dessus de 100°C et déshydratée, est traitée par du charbon activé ou autre adsorbant (Cheftel et Cheftel, 1992).

+ Agents décolorants

> Terres décolorantes

Les terres naturelles ou terres à foulon sont employées telles quelles car elles possèdent un pouvoir décolorant naturel. Ce sont des argiles plastiques qui sont en général simplement séchées et finement broyées pour accroître la surface de contact. Ces terres sont peu actives et ne sont pas activables. Leur emploi est donc limité aux huiles très faciles à décolorer (Denise, 1992).

En général les terres actives, notamment la bentonite, ne possèdent aucun pouvoir décolorant à l'état naturel. Ce sont des argiles plastiques de type «Montmorillonites» (Denise, 1992 ; Hamzaoui et al., 2004).

L'activation consiste à transformer les silicates en silice colloïdale qui possède un fort pouvoir adsorbant. Cette transformation est réalisée par voie chimique par l'action d'acides forts à des températures variant de 80 à 130°C (Denise, 1992; Kartika, 2005).

L'acide fort agit en remplaçant des cations par des protons tout en augmentant considérablement la surface adsorbante. La qualité de la terre dépend des quantités d'acide employées, du temps de contact, et de la température après réaction (Denise, 1992).

Les études ont montré que leur activité est très bonne vis à vis des â-carotènes, des chlorophylles, des aldéhydes et des cétones (Kartika, 2005).

> Charbons actifs

En général, les charbons actifs renferment 95 à 98 % de charbon, mais leur caractère spécifique vient de leur porosité (Denise, 1992). L'activation est conduite par voie chimique, sous l'action d'acides oxygénés peu volatils, des acides phosphoriques, du chlorure de zinc, des carbonates de potassiums, ou par activation gazeuse par l'air; la vapeur ou le dioxyde de carbone (CO2) (Kartika, 2005).

Les charbons actifs sont seuls capables d'éliminer les hydrocarbures aromatiques polycycliques qui peuvent être présents en quantité non négligeable dans certaines huiles végétales (Denise, 1992).

II.3.5. Filtration

L'enlèvement total de la terre décolorante de l'huile par filtration est très important car le résidu d'argile agit en tant que pro-oxydant puissant et salit le matériel à l'aval (Mustapha et Stauffer, 2002).

Dans l'industrie du raffinage des huiles végétales, les filtres habituellement utilisés après décoloration mettent en oeuvre des surfaces filtrantes constituées le plus souvent de toiles métalliques (exemple: filtre Niagara lorsqu'il s'agit d'installation continue).

Les filtres Niagara sont équipés d'une série d'éléments filtrants toujours verticaux constituants la partie la plus importante du matériel. Les éléments filtrants sont montés individuellement sur une rampe centrale (Denise, 1992). L'huile décolorée doit être protégée contre les excès thermiques et l'oxydation étant donné que l'huile à ce niveau du processus de raffinage est dans son état le moins stable (Schéma 04) (Mustapha et Stauffer, 2002).

Huile brute

Pompe huile brute Echangeur thermique Mélangeur

Tank d'argile activée Blanchisseur

Pompe huile décolorée Filtres àpression

Tank d'huile mâle décolorée

Récepteur huile filtrée

Pompe huile décolorée

Vapeur

Condensa

Terre de blanchiment

Vapeur
directe

Terre usée

Sous vide

Terre usée

Vapeur

Huile décolorée

Schéma 04: Processus de décoloration et filtration continus (Münch, 2003).

II.3.6. Désodorisation

La désodorisation, comme son nom l'indique, a pour but d'éliminer les substances volatiles comme les aldéhydes et les cétones, qui donnent une odeur et une saveur désagréables à l'huile, ainsi que les acides gras libres encore présents dont certains sont très sensibles à l'oxydation (Cheftel et Cheftel, 1992; Casimiro-Soriguer, 1999).

Cette opération consiste à injecter de la vapeur sèche dans l'huile maintenue sous vide (3 - 5 mmHg) à haute température (~ 250°C) (Denise, 1992; Casimiro-Soriguer, 1999). Un chauffage prolongé à température élevée doit être évité, car il risque de provoquer une polymérisation.

L'absence d'air est impérative, on ajoute parfois des antioxydants ainsi que certains sels (citrates, phosphates, tartrates) qui complexent les traces de métaux de cuivre et de fer, pouvant être présents (Cheftel et Cheftel, 1992).

En continu, elle est réalisée dans des tours cylindriques où l'huile entre par la partie supérieure et descend par une série de disques, ou bien de colonne, où circule le gaz d'entraînement à contre-courant, de bas en haut. Ce processus présente une économie considérable tant de vapeur que de calories en utilisant l'huile chaude qui sort par la partie inférieure de la colonne pour chauffer l'huile décolorée qui pénètre par la partie supérieure (Ruiz-Mendez, 1999).

Schéma 05: Processus de désodorisation (Münch, 2003).

S'il n'a pas été procédé au préalable à l'élimination des acides gras par la neutralisation avec de l'alcali, ces acides gras sont éliminés par distillation à cette étape. Le processus total s'appelle « Raffinage physique » ou « distillation neutralisante ». C'est un processus de distillation à vide et à haute température, qui est réalisé avec entraînement à la vapeur d'eau (Ruiz-Mendez, 1999; Belitz et al., 2004).

est conduite à des températures plus élevées de l'ordre de 260

tocophérols à des niveaux

isomères trans

à partir de l'acide

Dans ce cas, la désodorisation 280°C, ce qui a pour conséquence l'abaissement de la teneur en plus bas et la formation d'une quantité appréciable d' linolénique (Platon, 1988).

La distillation neutralisante n'est applicable qu'aux huiles fluides brutes obtenues à partir de graines de qualité parfaite (soja) . La qualité de ces huiles dépend essentiellement de l'efficacité du prétraitement (Denise , 1992).

La figure 07 ci dessous présente les traitements que les graine une huile comestible.

s de soja subissent pour avoir

Figure 07: Extraction et raffinage des huiles végétales (Nicolay et Roulin, 2004). II.4. Manipulation et entreposage de l'huile désodorisée

Une manipulation et un entreposage corrects de l'huile de soja désodorisée sont aussi importants que le raffinage afin d'assurer un produit de qualité au consommateur (Woerfel, 1990). Il faut pour cela la sécher, pour éviter l'hydrolyse des triglycérides, la filtrer et la placer à l'abri de l'air sous azote par exemple (Cheftel et Cheftel, 1992; Kartika, 2005).

Les réservoirs de stockage pour l'huile désodorisée doivent être prévus pour être vidangé s complètement, car des restes minimes d'huile oxydée peuvent créer une oxydation à la charge suivante, ils doivent être également remplis par le bas afin de minimiser l'exposition à l'air (Woerfel, 1990).

II.5. Inconvénients du raffinage des huiles

Les inconvénients liés au raffinage sont:

· Modification qualitative de la composition de l'huile au préjudice des nutriments essentiels (protéines, acides gras insaturés, vitamines, minéraux et oligo-éléments, fibres);

· Destruction de la vitamine F à fort pouvoir antioxydant;

· Transformation de la structure moléculaire des acides gras:
- Saturation d'une partie des acides gras insaturés, qui deviennent inactifs sur le plan biologique (perte de l'activité vitaminique E), mais favorisent les maladies métaboliques de surcharge (maladies cardio-vasculaires et surcharge pondérale),
- Inversion de configuration spatiale de la molécule autour de la double liaison (formes "Cis"&"Trans"): La majorité des acides gras insaturés naturels sont de configuration "cis", ils pivotent en position "trans", qui a deux inconvénients majeurs: D'une part, elle favorise l'athérosclérose, d'autre part, des études épidémiologiques font suspecter ces graisses "trans" de favoriser certains cancers (notamment du sein, côlon et prostate) (Le Goff, 1998).

II.6. Traitement des co-produits II.6.1. Pâtes de neutralisation

Outre les savons formés par la neutralisation des acides gras libres de l'huile brute, les soap stocks contiennent, pour l'essentiel, des phospholipides et de l'huile brute entraînée. Après dilution, ils sont traités à l'acide, ce qui provoque la transformation des savons en acides gras. Pour que la réaction soit la plus rapide et la plus complète possible, elle est conduite à 90°C (Denise, 1992).

Les huiles à base d'huiles acides de soja, colza, tournesol et/ou maïs contiennent 40 à 60 % d'acides gras polyinsaturés: Oméga 6 et oméga 3, car les huiles acides sont principalement des mélanges obtenus à partir des pâtes de neutralisation du raffinage chimique des huiles brutes ou des acides gras issus de la distillation neutralisante (Rossignol-Castera et al., 2005).

II.6.2. Terres provenant de la décoloration

Le traitement des terres usagées issues des différentes étapes de raffinage est une opération importante liée à la protection de l'environnement (Pagès, 1994). Lorsque la récupération de l'huile par solvant n'a pas été prévue dans le procédé, il n'existe que peu de moyens pour se débarrasser des terres usées: Les traitements par des solutions alcalines ne permettent qu'une récupération très partielle d'une huile de mauvaise qualité qui est tout juste bonne à être mélangée aux huiles acides (Denise, 1992), ou qui trouve débouché à l'alimentation animale (Pagès, 1994).

La terre ainsi traitée contient encore trop de matière grasse (10 à 20 %).
Il est possible, bien que cela pose de nombreux problèmes, d'incinérer les terres usées avec

récupération de l'énergie produite (Denise, 1992).

Par contre la terre traitée, dégraissée et séchée peut être alors éliminée en décharge ou partir en valorisation agricole (épandage contrôlé) en conformité avec les dispositions environnementales réglementaires (Pagès, 1994).

II.6.3. Co-produits de la désodorisation

L'huile récupérée dans les laveurs de vapeur présente généralement une acidité de 25 à 60 %. Elle est mélangée aux huiles acides à moins qu'elle ne soit isolée pour être traitée ultérieurement en vue d'y récupérer les stérols.

L'huile entraînée dans les condenseurs barométriques n'est pas récupérée pour la valeur marchande qu'elle représente, mais pour éviter d'envoyer à l'égoût une eau chargée de matière grasse. Il suffit pour cela de placer entre les condenseurs barométriques et le rejet des eaux usées un décanteur de dimension adaptée (Denise, 1992).

II.6.4. Traitement des eaux résiduaires

Les eaux provenant des lavages sont dégraissées par décantation dans des florentins ou par centrifugation. Elles sont ensuite réunies avec les eaux émises par l'atelier de traitement des pâtes de neutralisation. Comme ces eaux sont très acides, elles décomposent les savons dissous dans les eaux de lavage libérant ainsi de la matière grasse qui peut être facilement récupérée à l'aide d'un flottateur.

Après ce premier dégraissage, l'effluent doit au moins être soumis à un prétraitement avant d'être envoyé à l'égoût. Le prétraitement des eaux résiduaires consistent à les neutraliser à la soude si la législation locale le permet ou si non à la chaux. Dans ce cas il faut investir dans une installation coûteuse (Denise, 1992).

II.7. Différents types de raffinage de l'huile de soja II.7.1. Raffinage chimique

+ Etapes

Le raffinage alcalin classique comprend généralement les étapes suivantes:

> Démucilagination ou dégommage: Élimination des mucilages à l'eau ou par des solutions acides (acide phosphorique ou citrique) (Ollivier et al., 2005);

> Neutralisation: Neutralisation des acides gras libre par un léger excès de solution d'hydroxyde de sodium.

L'huile sort de la turbine de démucilagination à 60°C - 80°C et passe dans un échangeur à plaques qui élève la température jusqu'aux environ de 90°C. La solution neutralisante est alors injectée par un système de pompe doseuse. Au départ, la quantité de soude est réglée à 5 - 10 % au dessus de la quantité calculée pour la neutralisation complète des acides gras libres et de l'acide phosphorique présent dans l'huile. Le mélange d'huile et de soude passe dans un mélangeur rapide ou un mélangeur statique avant d'être envoyé vers la centrifugeuse destinée à séparer les pâtes de neutralisation (Denise, 1992; FAO, 1994).

Pour le lavage il est plus efficace de l'effectuer en deux stades pour éliminer les savons et les phospholipides hydratés (Figure 08) (Platon, 1988 ; Denise, 1992);

Soude

Mélangeur

Séparateur

Eaux de lavage

Figure 08 : Dégommage chimique et lavage (Logan, 2003).

> Décoloration: Élimination des pigments et des colorants par voie physique uniquement par des terres ou charbons adsorbants (Ollivier et al., 2005);

Dans une installation Niagara, la filtration exige l'utilisation de deux filtres fonctionnant en parallèle : Pendant que le premier est en cour de filtration, le second peut être débâti et préparé pour le cycle suivant (Denise, 1992);

> Désodorisation: Èlimination des produits odorants et volatils par injection de vapeur d'eau dans l'huile chauffée (180°C - 240°C), à basse pression (2 - 6 mbar) (FAO, 1994; Ollivier et al., 2005).

+ Avantages et inconvénients

Les avantages et les inconvénients du raffinage chimique sont présentés dans le tableau suivant:

Tableau VII: Avantages et inconvénients du raffinage chimique (Denise, 1992; (Münch, 2003; Anonyme I, 2004).

Avantages

Inconvénients

- Permet de raffiner les huiles même si elles

- Produit d'importants volumes de pâtes de

ont subit un début de dégradation;

neutralisation;

- Effet décolorant de la neutralisation à la

- Provoque des pertes importantes par

soude, ce qui facilite la décoloration et la

entraînement d'huile neutre dans les soap

désodorisation

stocks;

- Consommation moindre de terre

- Une quantité de soude caustique excessive

décolorante;

peut causer une saponification et des pertes

- Récupération de l'huile acide à partir du

d'huile supplémentaires;

distillat.

- Le procédé chimique utilise d'importantes quantités de produits chimiques agressifs, qui peuvent avoir un impact négatif sur l'environnement;

 

- Les eaux de lavage entraînent une quantité notable d'huile neutre;

 

- La rétention d'huile dans la terre usée est comprise entre 23-30 %.

 

II.7.2. Raffinage physique enzymatique

La démucilagination enzymatique est un type de procédé physique durant lequel une phospholipase transforme les phospholipides non hydratables en lyso-phospholipides, insolubles dans l'huile, pouvant être éliminés par centrifugation (Kartika, 2005; Olsen, 2005).

+ Enzymes utilisées et réaction enzymatique

> Différents types de phospholipases

Il existe cinq sous-classes de phospholipases : A1, A2, B, C, et D (Figure 09).

X= H, Choline, Ethanolamine, Sérine, Inositol, etc.

Figure 09 : Les sites d'action des différents types de phospholipases (Münch, 2004).

Uniquement les phospholipases A1 et A2, sont couramment commercialisées et libèrent un seul acide gras par molécule de lécithine (Münch, 2004).

La première huilerie au monde à avoir adopté la démucilagination enzymatique est Cereol et cela, en faisant appel dés 1994 à Lecitase 10L (phospholipase A2 de Novozymes). Mais l'approvisionnement était limité car cette enzyme est extraite de pancréas de porc. La démucilagination avec Lecitase 10L nécessite une teneur en eau élevée dans l'huile brute (5%), ce qui peut poser des problèmes de séparation car les mucilages risquent de ne pas former de pâtes (Anonyme II, 2001).

Ces inconvénients ont été surmontés en 2000 avec le lancement d'une phospholipase (A1) de deuxième génération; la Lecitase Novo d'origine microbienne (Anonyme II, 2001). Cette enzyme nécessite une teneur en eau de 1,5 % pour la démucilagination, active à un pH optimum ~5 et à une température comprise entre 40 - 45°C (Anonyme II, 2001; Clausen, 2001).

Lecitase Ultra, une phospholipase de troisième génération (A1) d'origine microbienne (Thermomyces lanuginosus/Fusarium oxysporum), a été mise au point par Novozymes et utilisée pour la première fois par la société chinoise Southseas en 2003. Cette enzyme est produite par fermentation submergée d'Aspergillus oryzae génétiquement modifiée. Elle possède une ester carboxylique hydrolase capable de transformer les phospholipides hydratables et non hydratables en lyso-phospholipides, son activité est maximale à pH=5. Si la température est supérieure à 40°C, son activité est prédominante sur les phospholipides et négligeable sur les triglycérides (Andersen, 2004; Yang et al., 2006). Les caractéristiques des trois enzymes sont regroupées dans le tableau VIII:

Huile

Eau

Tableau VIII: Certaines caractéristiques des trois types d'enzymes (Yang et al., 2006).

Enzymes

Caractéristiques

Lecitase 10L

Lecitase Novo

Lecitase Ultra

Source

Poncréas du porc

Fusarium oxysporum

Thermomyces lanuginosus
Fusarium oxysporum

Spécificité

Phospholipase A2

Phospholipase A1

Phospholipase A1

Masse
moléculaire kDa

12- 14

28

35

Température
d'hydrolyse (°C)

70- 80

50

60

Ca2+ dépendant

Oui

Non

Non

 

> Réaction enzymatique

Une petite quantité d'eau avec une grande quantité d'ions métalliques rendent les micelles dures, difficiles à éliminer (figure 10). Le gonflement de ces dernières (augmentation de l'interface eau / huile) est assuré par l'ajout de l'acide citrique durant l'étape du dégommage et cela en chélatant avec les ions afin de permettre aux phospholipases d'y pénétrer (Figure 11) (Münch, 2004).

La réaction catalysée par l'enzyme est schématisée dans la figure 12.

PC PI PE AP

PC : Phosphatidyl Choline. PI : Phosphatidyl Inositol. PE : Phosphatidyl Ethanolamine. AP: Acide Phosphatidique.

Figure 10: Formation des micelles (Münch, 2004).

Huile

Eau

Figure 11: Pénétration de l'enzyme dans la micelle (Münch, 2004).

L'enzyme hydrolyse, à l'interface, les phospholipides en libérant les acides gras dans la phase huile rendant ainsi la molécule plus hydrophile. Cette dernière est éliminée par centrifugation dans la phase aqueuse (Figure 12) (Münch, 2004).

Hydrolyse

Huile

Eau

Huile

Eau

Figure 12: Hydrolyse enzymatique des phospholipides en lyso-phospholipides (Münch, 2004).

+ Etapes

Le procédé d'EnzyMax comprend trois importantes étapes:

· Porter les phospholipides à l'interface eau / huile:

- Ajout de l'acide citrique pour chélater les métaux;

- Emulsionner la mixture pour fournir de larges surfaces;

- Ajuster le pH de l'huile à 5;

· Réaction de l'enzyme:

- Addition de la solution d'enzyme;

- Convertir les phospholipides à la forme Lyso;

· Séparation:

- Centrifuger pour éliminer les gommes et l'eau de l'huile (Münch, 2003 ; Münch, 2004 ; Jahani et al., 2008).

Entreposage
5 min

Dégommage
à l'eau

Chauffage à
70°C

Huile brute

Mélange
(Métaux)

Solution d'acide citrique (35%)

Solution de NaOH (10%)

Séchage

Lécithine

Schéma 06 : Ajustement du pH (Münch, 2003).

? Pour la démucilagination enzymatique, l'enzyme doit agir dans une gamme de pH étroite, entre 4 et 5, pour éviter la formation de dépôts de citrate de calcium sur les centrifugeuses (Anonyme II, 2001).

? Le dosage de l'acide citrique est de 0,04 - 0,1 %.

? Un mélange efficace assure un bon contact entre l'acide citrique et les métaux (Schéma 06).

Chauffage à
70°C

Huile complètement
dégommée

Mélange intensif

Solution
enzymatique

Gommes

Séparation

Refroidissement à
45°C

Entreposage
4à6h

Schéma 07 : Réaction enzymatique dans les réacteurs (Münch, 2003).

? Un refroidissement jusqu'à 45 - 55 °C fournit les conditions optimales pour la réaction enzymatique.

? L'addition de NaOH pour garder le pH optimal de la réaction.

? Ajout de 30g (30 ppm) d'enzyme Lecitase Ultra par une tonne d'huile à traiter (Münch, 2004 ; Novozyme, 2008).

? Un mélange intensif doit permettre un contact intime entre l'huile, l'acide citrique,

NaOH, et l'enzyme.

? Le temps de rétention est compris entre 4 et 6 heures.

? Un chauffage à 70°C sert à inactiver l'enzyme, et à assurer une bonne centrifugation. ? Les mucilages sont éliminés en une seule centrifugation et l'huile produite est

quasiment exempte de phosphore (Schéma 07) (Anonyme I, 2004 ; Novozyme,

2008). La figure 13 regroupe toute les étapes de dégommage enzymatique.

Chauffage
à 70°C

Huile brute ou dégommée à l'eau

Acide acétique

NaOH

Refroidissement
à 55°C

Lecitase Ultra

Chauffage à
70°C

Centrifugation

Huile végétale
dégommée

Figure 13 : Dégommage avec l'enzyme Lecitase Ultra (Olsen, 2005).

? Le traitement à la terre décolorante et la désodorisation sont similaires à ceux du

raffinage chimique (Schéma 08), c'est juste que les acides gras libres dans l'huile dégommée sont enlevés lors de la désodorisation et peuvent être utilisés comme un précieux co-produit (Dayton, 2006; Novozyme, 2008).

Huile dégommée à l'eau (1026,2 kg)

Acide citrique (100%)

(0,5 kg)

NaOH (0,1kg)

Eau (20,5 kg)

Lecitase Ultra (0,03 kg)

Terre décolorante
(4 kg)

Vapeur (11,3 kg)

Dégommage
enzymatique

Température finale
70°C

Décoloration avec séchage à 105°C

Désodorisation
254°C

Huile raffinée (1000kg)

Gommes (16,7 kg secs)

Terre (avec huile)
(5,2 kg)

Distilla (9,7 kg)

Alimentation animale

Schéma 08: Déroulement du raffinage physique avec dégommage enzymatique (Andersen et kløverpris, 2004).

+ Avantages et inconvénients

Les avantages et les inconvénients liés au raffinage enzymatique sont trouvés dans le tableau IX.

+ Tableau IX: Avantages et inconvénients du raffinage enzymatique (Münch, 2003 ; Anonyme III, 2004 ; Anonyme I, 2004 ; Dayton et al., 2004; Münch, 2004 ; Anonyme IV, 2005 ; Rohani Binti, 2006; Jahani et al., 2008).

Avantages

- Rendement du raffinage supérieur de plus de 1 % à celui de la méthode chimique;

- Bonne stabilité d'huile finie: teneur quasiment nulle en phosphore;

- Le dégommage enzymatique ne génère pas de pâte de neutralisation et permet ainsi d'éviter les pertes d'huile liées à la séparation: Elle produit des lysophospholipides hydrophiles qui attirent l'eau mais pas l'huile; elle génère que 17 kg de lyso-mucilges secs par tonne d'huile de soja brute, contre 32 kg de pâte de neutralisation sèche lors du raffinage chimique;

- Les raffineurs réalisent des économies
d'énergie, d'eau et d'équipements;

- Consommation moindre de produits chimiques: Acide phosphorique et soude;

- Diminution de la quantité des eaux usées;

- La démucilagination enzymatique

génère des co-produits dont la valeur potentielle est intéressante: les lysolécithines employées comme émulsifiants par l'industrie alimentaire, et les acides gras récupérés qui pourraient être valorisés en acides gras commercialisables pour l'alimentation humaine ou animale;

- Procédé simple à mettre en oeuvre, et peut s'appliquer sur une huile brute ou préalablement dégommée à l'eau;

- Enzyme biodégradable qui est

désactivée durant le procédé. Inconvénients

- Couleur instable, avec des huiles brutes de mauvaise qualité;

- Plus grande consommation de terre décolorante;

- Dégommage efficace et peu coûteux,

mais pas avec tous les types d'huiles;

- L'huile désodorisée contient peu de

tocophérols.

II.7.3. Comparaison entre l'huile brute et celle raffinée

La composition de l'huile de soja brute et raffinée n'est pas la même, le tableau suivant le confirme.

Tableau X: Composition moyenne de l'huile de soja brute et celle raffinée (Ericksson et Wiedermann, 1989).

Composés

Huile brute

Huile raffinée

- Triglycérides (%)

95 - 97

99

- Phosphatides (%)

1,5 - 2.5

0,003 - 0,045

- Substances insaponifiables (%)

1,6

0,3

-Stérols(%)

0,33

0,13

- Tocophérols (%)

0,15-0,21

0,11 -0,18

- Hydrocarbures (squalène) (%)

0,0 14

0,01

- Acides gras (%)

0,3 - 0,7

<0,05

- Métaux

traces

traces

-Fer(ppm)

1-3

-0,3

- Cuivre (ppm)

0,03 - 0,05

0,02 - 0,06

Partie

pratique

I. Présentation du complexe agroalimentaire Cevital

Le complexe industriel agroalimentaire Cevital, implanté à proximité du port de Bejaïa, est le plus grand complexe agroalimentaire privé en Algérie.

Aujourd'hui, Cevital SPA. offre des produits d'une qualité supérieure à des prix compétitifs, grâce à son savoir-faire, ses unités de production ultramodernes, son contrôle strict de qualité et son réseau de distribution performant. La raffinerie d'huile de Cevital couvre les besoins nationaux et a permis à l'Algérie de passer d'importateur à exportateur d'huiles végétales raffinées.

Dans une optique de maîtrise totale de la production et d'intégration globale, Cevital a mis en place un projet de trituration de graines oléagineuses qui lui permettra de triturer 7.500 tonnes/jour dont 5.000 tonnes de graines de soja et 2.500 tonnes de graines de colza. Ceci permettra à Cevital de produire une huile brute aux taux d'humidité et d'acidité optimaux qui servira à couvrir, dans une première phase, les besoins nationaux et, d'exporter des huiles brutes et introduire ainsi l'Algérie dans le cercle très restreint des producteurs et exportateurs d'huiles brutes (Cevital, 2007).

I.1. Activités

Les diverses activités de Cevital sont regroupées dans le tableau XI. Tableau XI: Activités de Cevital (Cevital, 2007).

Activités

Capacité de production

Raffinage d'huile

1.800 tonnes/jour

Raffinage de sucre

1.600 tonnes/jour

Production de margarine et d'huiles
végétales

600 tonnes/jour

Fabrication d'emballage en P.E.T(Poly
Ethylène Téréphtalate) et conditionnement

-

Epuration des eaux usées

-

Traitement des pâtes de la neutralisation

-

I.2. Raffinerie + Présentation

La raffinerie du complexe Cevital est entièrement automatisée. C'est l'une des plus modernes au monde, elle est composée de deux chaînes de raffinage A et B de marque ALFA LAVAL (Suède) d'une capacité de plus de 400 tonnes chacune (800 tonnes /jour) et d'une ligne C de 1.000 tonnes/jour, de marque DE SMET(Belgique).

+ Approvisionnement en matières premières

Cevital s'approvisionne essentiellement en huiles brutes en fonction du marché demandeur / fournisseur. Les huiles les plus connues et plus consommées en Algérie sont l'huile de tournesol, soja et de colza. Elles sont importées, par bateaux de gros tonnages, de

certains pays producteurs tels que: Ukraine, Malaisie, Argentine.

L'huile est déchargée dans des cargos par les pipelines directement reliés aux cuves de stockage. Un bateau peut être vidé de sa cargaison en quelques heures.

La capacité de stockage dont dispose la raffinerie Cevital (47.000 tonnes d'huile brute), permet une production d'une durée de 3 mois.

Les différentes huiles brutes traitées par Cevital sont:

> Les huiles fluides : Nécessitent un raffinage physique et chimique (soja,

tournesol, colza, maïs);

> Les huiles hydrogénées: Subissent uniquement un raffinage physique:

HBO : Hydrogen Bean Oil (Huile de soja hydrogénée);

HPO : Hydrogen Palm Oil (Huile de palme hydrogénée);

CPO : Crude Palm Oil (Huile brute de palme);

ODF: Oleïne Doublement Fractionnée;

STEARINE : Huile destinée à la production de la margarine, provenant du fractionnement de l'huile de palme par cristallisation à sec à 28°C.

+ Conditionnement

C'est la mise sous emballage des huiles afin d'assurer leur conservation et leur transfert depuis le lieu de fabrication jusqu'aux consommateurs.

Quatre chaînes de conditionnement sont disponibles:

- Deux pour 5 litres (2×5L).

- Une pour 2 litres (2L).

- Une pour 1 litre (1L).

La matière utilisée pour les emballages est le P.E.T (Poly Ethylène Téréphtalate). La graine P.E.T est séchée, fondue sous forme de pâte puis injectée dans des moules pour former des préformes, qui passent par une souffleuse (par type 1L, 2L et 5L). Les emballages vides obtenus sont orientés automatiquement vers une remplisseuse rotative, puis vers une bouchonneuse, ensuite une étiqueteuse dateuse.

Les bouteilles sont enveloppées avec du film Cellophane thermo rétractable puis passent dans le four de la fardeleuse pour former les fardeaux, et enfin vers la palettiseuse afin d'être stocké.

Les huiles de Cevital disponibles sur le marché sont:

- FLEURIAL: 100 % tournesol commercialisée depuis août 1999; - SOYA: 100 % soja commercialisée depuis septembre 1999;

- CANOLA: 100 % colza commercialisée depuis fin septembre 1999; - OLIVIA: Huile d'olive raffinée;

- OLEOL: 60 % tournesol +40 % soja;

- FRIDOR: Fraction tournesol + ODF selon la saison;

- ELIO 2: Soja + ODF selon la saison;

- FLEURIAL PLUS: 100 % tournesol + vitamines A, D et E.

+ Traitement des déchets

> Décomposition de la pâte

Le traitement des soap stocks a pour but de récupérer les huiles acides et d'évaluer les pertes en huile.

> Epuration des eaux

Elle a pour but le traitement des eaux de lavage du raffinage avant de les déverser dans la nature, ainsi que celles destinées à la chaudière.

Quant aux déchets qualifiés d'huile acides ou d'acides, ils sont revendus aux producteurs de savons, de peinture, de mastic... etc.

I.3. Contrôle de la qualité

Le complexe Cevital est doté de cinq laboratoires (Tableau XII):

Tableau XII: Laboratoires du complexe Cevital.

Deux laboratoires
pour les huiles

Laboratoire de la raffinerie : Il a pour tâche le suivi permanent du process de raffinage par des analyses physico-chimiques;

Laboratoire de conditionnement : Il est destiné au contrôle
physico-chimique de la matière première (huile brute) à son

arrivée au port et des produits finis. En réalité le contrôle se fait aux différents stades, de l'arrivée de l'huile brute jusqu'à la commercialisation de l'huile raffinée.

Un laboratoire pour la
margarine

Conçu pour le contrôle physico-chimique de la margarine;

Un laboratoire pour le
sucre

Il est destiné au suivi des différents paramètres physico-chimique du sucre;

Un laboratoire de
microbiologie

Conçu pour l'analyse du sucre, margarine, et produits laitiers destinés à sa fabrication (crème, lait...).

I.4. Organigramme du complexe Cevital

Les différents services du complexe Cevital sont regroupés dans la figure 14.

Sce Personnel

Sce: Service.

Figure 14: Organigramme du complexe Cevital.

I.5. Procédés effectués au niveau de Cevital

I.5.1. Raffinage chimique

Le déroulement du traitement chimique sur l'huile brute est illustré sur le schéma 09.

NaOH

T=80à90°C

Mélangeur acide M1

Huile brute (Dégommée à l'eau)

H3PO4

Réacteur acide R1 (15 à20mn)

Mélangeur basique M2

Eau à 90°C

Eau à90°C

Pâtes S24

2èmeLavage

1 eïavage

Séparateurs

T=90°C T=100°C

Vide= 40-60mbar Vide=60-80 mbar

Séchage

 

Décoloration
(25 à 30 mn)

 
 
 
 

T=240-245 C° Vide=02-05 mbar

Désodorisation

Schéma 09: Etapes du raffinage chimique de l'huile de soja brute réalisées à Cevital.

L'huile brute est aspirée du bac de stockage par la pompe P1 et passe par des filtres de polissage pour stopper d'éventuelles particules grossières. Elle passe ensuite par un échangeur de chaleur à plaque qui assure son chauffage à une température de 80 - 90 °C. L'huile fluide sera mélangée au niveau du mélangeur rapide M1 avec l'acide phosphorique (H3PO4) dosé à l'aide d'une pompe doseuse.

Après un court contact le mélange passe dans le réacteur R1 où s'effectue le brassage pendant un temps de 20 à 30 minutes. L'huile sortante de ce réacteur reçoit la solution neutralisante de soude (NaOH) et passe dans un autre mélangeur rapide M2.

Le mélange huile/acide phosphorique /soude passe par un ou plusieurs séparateurs (S1, S2, S3, S4, S5) pour la séparation des phases, où les pâtes de neutralisation seront envoyées vers le bac des pâtes puis vers la section de la décomposition S24. Les séparateurs S1, S2, S3 servent à la séparation, tandis que S5 sert au lavage uniquement, alors que S4 peut assurer les deux fonctions.

L'huile qui sort des séparateurs est à une température de 90°C reçoit de l'eau et de l'acide citrique. Après un mélange rapide, l'huile passe dans le séparateur pour être débarrassée des eaux de lavage, ensuite dans un sécheur pour enlever l'humidité. Le sécheur est sous un vide de 40 à 60 mbar et d'une température de 90 à 100°C.

Les eaux de lavage sont orientées vers un décanteur T41 ou un florentin où la quantité d'huile entraînée est récupérée tandis que les eaux de lavage seront envoyées vers la station d'épuration.

L'huile neutre est amenée à 100°C puis subit la décoloration en recevant une dose bien déterminée de terre décolorante grâce à deux électrovannes. Le contact entre la terre et l'huile se fait dans un réacteur (Blanchisseur) mais pour aboutir à une bonne décoloration il faut un temps nécessaire (25 - 30 mn) et un vide de 60 - 80 mbar. Le réacteur reçoit une injection directe de vapeur sèche qui sert de barbotage pour améliorer la décoloration de l'huile.

Le temps écoulé, le mélange passe par deux filtres Niagara qui fonctionnent en alternance (un filtre est fonctionnaire et l'autre en réserve), afin d'éliminer la terre usée. En fin de la filtration, après vidange du filtre, le gâteau est séché puis décollé des plaques des éléments filtrants par vibration (Denise, 1992).

L'huile sortante des filtres Niagara, passe d'abord par deux filtres crickets (fonctionnant en parallèle), puis par deux filtres à poches en alternance dans le but d'éliminer les traces de terre usée.

L'huile décolorée à 100°C, passe par un sécheur et entre dans un économiseur de vapeur par des serpentins afin d'échanger la chaleur avec l'huile désodorisée qui se trouve dans le côté calendre, de cette manière la température de l'huile décolorée atteint les 190°C. Cette dernière entre ensuite dans un réchauffeur à vapeur pour atteindre cette fois les 240 - 245°C.

L'huile ainsi chauffée est plus fluide et laisse ressortir les substances volatiles, elle entre dans la colonne de désodorisation à trois plateaux par le haut et reste dans chaque plateau un certain temps: Chaque étage comprend six compartiments, qui se remplissent par débordement. Un barbotage sous un vide de 2 - 5 mbar est effectué par injection de vapeur surchauffée pour accentuer la désodorisation. L'huile ainsi désodorisée est refroidie par l'huile décolorée dans l'économiseur de chaleur.

L'évacuation des substances volatiles est assurée par une conduite cylindrique verticale qui se trouve au milieu de la colonne. Les acides gras entraînés sont récupérés par condensation en haut de la colonne grâce à un système de garnissage arrosé par des acides gras déjà refroidis. L'huile désodorisée est filtrée par des filtres à poches et refroidie à 45°C.

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