Brevet FR2291265A1 — publié le 19760611

La présente invention est relative auxprocédEs pour l'obtention d'huile à partir de matières brutes végétales ayant une teneur en huile supérieure 3 25%, la matière brute étant soumise a une purification préalable, éventuellement d un concassage préalable, et à un broyage par laminage en une ou plusieurs passes, et humidifiée et séchée avant l'extraction de l'huile par le solvant. Lors de l'obtention d'huile à partir de plantes en contenant, on s'efforce de séparer le plus possible entièrement l'huile des autres matières végétales (tourteaux). Après purification et traitement, l'huile sert principalement d'aliment pour l'homme,tandis que le tourteau est un aliment du bétail de grande valeur riche en protéines. L'obtention d'huile en un rendement élevé ou l'obtention d'un tourteau ayant une teneur en huile résiduelle inférieure à 2 8 s'effectue par extraction de la matière végétale i l'aide d'un agent d'extraction principalement une fraction d'essence, par exemple de l'hune ou de l'heptane. Avant l'extraction, il faut traiter d'une manière adéquate la matière contenant de l'huile. Outre une purification préalable, en vue d'enlever les produits secondaires indésirables, on effectue sur la matière végétale une pulvérisation libérant ainsi l'huile qui se trouve dans les cellules. Bans certains cas, par exemple pour des graines de soja ayant une teneur en huile de 17 à 19S et au plus de 228 une pulvérisation par broyage sur des moulins à cylindre suffit, la matière pouvant être envoyée aussitôt à l'extraction. Dans d'autres cas, pour toutes les matières végétales à teneur élevée en huile, c'est-i-dire une matière végétale ayant une teneur en huile supérieure à 25t cosse par exemple les arachides (40 et 508) le coprah (60 à 701), le colza et la navette (35 à 50z) la graine de lin (35 i 40%), le césame (35 à 55t) et les graines de tournesol (30 à 358) on ne peut effectuer une extraction directe de la matière pulvérisée qu'en obtenant des résultats peu satisfaisants ou qu'en mettant en oeuvre des techniques compliquées, donc coûteuses.La raison de ces difficultés est que lors du fractionnement d'une matière à teneur élevée en huile, il se forme des particules mécaniquement instables c'est à dire des particules qui se fractionnement facilement et qui forment ainsi des fines, ce qui nuit à la perméabilité de la ratière au solvant lors de l'extraction. La durée de l'extraction devient ainsi très longue et les installations à prévoir très importantes. Si l'on évite la formation de fine5 par un broyage soigneux, les cellules végétales ne sont pas suffisamment ouvertes, et la teneur en huile résiduelle dans le résidu d'extrait tion prend une valeur élevée inadmissible. Pour les motifs précités on a donc habituellement jusqu'ici pressé les matières végétales à teneur élevée en huile avant l'extraction pour en enlever la plus grande quantité de l'huile. On effectue le pressage soit en discontinu, le plus souvent à l'aide de presses fonctionnant sous pression hydraulique ou en continu par exemple dans des presses à vis. Après le pressage, on obtient un gbteau de presse qui, dans le meilleur des cas, contient encore 4% d'huile, pour les produits qui sont ensuite extraits, mais qui peut également contenir de 14 à 20t. On fractionne ensuite à nouveau le gâteau, et, on lui ajoute un solvant d'extraction classique ce qui diminue sa teneur en huile à 1 à 2%. Les appareils utilisés pour le pressage sont soumis à une grande usure et nécessitent beaucoup de moyens pour leur entretien et leur maintien en état. On a essayé de diminuer l'usure en rechauffant la matière végétale avant le pressage. Mais la viscosité de l'huile diminue alors et elle peut s'écouler plus facilexent.Lors du pressage, la température s'élève encore dans la matière d'extraction, de sorte qu'il peut se produire des températures de 160 à 180-C. Un chauffage à des valeurs si élevées endommage déjà l'huile et y dissout des impuretés indésirables, telles que, des mucilages. Il en résulte qu'une huile pressée à chaud est de qualité médiocre peur ce qui concerne sa couleur et son goût et que l'on doit subir des pertes élevées lors du raffina- ge subséquent de l'huile. On n'a donc pas manqué d'essayer de développer des procédés qui faciliteraient ou permettraient une extraction directe des matières végétales à teneur élevée en huile. C'est ainsi par exemple que l'on a proposé (Journal Aaerican Oil Cheiists' Soc. 49 (1972) Page 364 A) de soumettre des graines à teneur élevée halle à une extraction par un procédé en deux stades. Après ie premier stade d'extraction, qui s'effectue cette dais le procédé classique par percolation, on sépare le pourtour ut wrteau, on breie une deuxième fois jusqu'à use finesse correspondant à celle de la farine, puis on extrait au solvant ta matière dams une tour d'extraction par un procédé par immersie. La teneur es huile résiduelle obtenue par ce procédé dans le tourteau ou la farine, est suffisamment basse, mais les moyens utilisés pour les appareillages et le fonctionnement sont très coûteux. Un autre procédé part d'une matière sous forme de poudre par exemple de son de riz, de cacao ou autre, et soumet la poudre avant l'extraction suivante à un procédé augmentant la dimension des grains (demande de brevet allemand M 21 418 TV a/23a mise à l'inspection publique le 2 AoGt 1956). Mais ce procédé ne convient pas en général pour les matières végétales à teneur élevée en huile qui ont été mentionnées jusqu'ici, comme il était indiqué expressément dans ce document. Récemment, on a fait connaître un procédé de broyage pour une matière d teneur élevée en huile, (prospectus de la Société Bauermeister, à Hambourg). Mais il est nécessaire de refroidir la matière par de l'azote liquide, à des températures très basses (-1960C). Un tel mode de travail est embarrassant et coûteux. Le broyage de matières végétales à teneur élevée en huile sur des rouleaux, ne conduit certes pas à une matière broyée en poudre. Mais d'autre part, on n'obtient pas non plus, une structure en plaquettes prononcées et surtout stable comme il est nécessaire pour un bon procédé d'extraction et comme on l'obtient par exemple lorsque l'on broie une matière ayant une faible teneur en huile, telle que par exemple, des grains de soja. La difficulté particulière d'une extraction d'une matière à teneur élevée en huile est qu'il faut effectuer plusieurs broyages entre des rouleaux. Un processus de broyage en plusieurs passes est souvent absolument nécessaire quand la teneur résiduelle en huile du tourteau d'extraction doit etre faible. L'invention surmonte les inconvénients précités de l'extraction de matières brutes végétales ayant une teneur en huile supérieure à 25% par un traitement préalable approprié de la matière brute broyée de sorte que l'on peut amener la matière brute à une teneur résiduelle en huile satisfaisante par un processus continu en un seul stade avec une brève durée d'extraction. Suivant l'invention, on humidifie et on mélange la matière brute broyée R l'aide de 1 à 1Qt d'un liquide en particulier de l'eau ou des solutions aqueuses et on sèche jusqu'à une teneur en humidité optimale comprise entre 4 et 155 dépendant de la nature de la matière brute utilisée, avant d'effectuer une extraction au soient Suivant un autre mode d'exécution de l'invention, on ajoute à la matière brute broyée, avant, pendant ou après l'humidification, du tourteau déjà extrait et déshuilé à raison de 2 à 15t et mieux de 3 à 8%,ce qui améliore le procédé. On a trouvé que l'addition de tourteau extrait qui n'a qutune teneur résiduelle en huile faible de 1 à 2%, agit d'une manière particulièrement favorable sur la perméabilité de la couche à extraire. Par l'addition des quantités précités, la teneur en huile des matières brutes huileuses par exemple des arachides qui ont une teneur de 40% en huile, ne se modifie que très peu. On a en outre trouvé que l'humidification de la matière au degré d'humidité optimal et le séchage ou le refroidissement subséquent au voisinage de la température d'ébullition du solvant favorise particulièrement la perméabilité et l'extraction. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, on met une partie du tourbsladditionné en suspension dans le liquide, et on ajoutele liquide en suspension avec 8 à 12% de tourteau pour humidifier la matière brute broyée, qui peut contenir encore du tourteau recyclé supplémentaire. Par cette mise en suspens ion, on sépare par dissolution les amidons et les matières albuminiques du tourteau extrait, qui se révèlent particulièrement favorables lors du traitement préalable comme agent liant pour les fines pulvérulentes de la matière brute broyée. On améliore ainsi la perméabilité de la matière à extraire. Mais on peut cependant renoncer à une telle mise en suspension, si on additionne suivant l'invention un extrait aqueux du tourteau ayant subi l'extraction à titre de liquide. L'extrait aqueux contient les matières amidonnées et albuminiques qui conviennent également commeliant nour les fines poudres. Si l'on renonce aux suspensions de tourteaux ou d'extraits de tourteaux, on peut ajouter suivant l'invention au liquide, avantageusement de l'eau, des hydrates de carbone , tels que par exemple des amidons en des quantités allant jusqu'S 10t en poids. Les hydrates de carbone ont également la propriété d'agglomérer de préférence les fines. il est essentiel qu'après l'addit n du liquide, on effectue, suivant l'invention un séchage de la matière brute humidifiée et broyée dans un courant de gaz qui est avantageusement de l'air, entre 50 et 1S00C. L'avantage de ce mode opératoire est qu'il se produit dans cette gamme de température un séchage modéré du mélange à extraire, qui n'échauffe pas la matière brute elle-même au dessus de 9OCC. Ces températures n'ont pas d'effets néfastes sur l'huile. Suivant un autre mode d'exécution de l'invention, on effectue un refroidissement de la matière brute séchée dans un courant de gaz qui est avantageusement un courant d'air. Un tel refroidissement n'est cependant nécessaire que si lors du séchage à teneur en humidité optimale comprise entre 4 et 15%, la température maximale de la matière est au-dessus du point d'ébullition du solvant d'extraction. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, on effectue le mélange et l'humidification de la matière broyée à l'aide de tourteau extrait sur des plateaux tournants ou des tambours tournants. Suivant l'invention, on effectue progressivement en continu les divers stades du procédé, tels que de broyage, d'addition du tourteau, d1humidification et de mélange ainsi que de séchage et refroidissement et extraction. Suivant un autre mode d'exécution de l'invention, on utilise comme matière brute végétale, de préférence des graines de colza, des graines de tournesol, du coprah des arachides et autres. La présente invention vise donc un procédé suivant lequel on met la matière végétale à teneur élevée en huile par un traitement particulier en un état tel qu'elle peut ensuite subir facilement une extraction par un solvant dans une installation d'extraction. Le procédé est particulièrement remarquable en ce que l'on peut traiter la matière d'une manière très ménagée. On obtient ainsi de l'huile végétale qualitativement de grande valeur et,en meme temps, un tourteau ayant une faible teneur en huile résiduelle. Après une purification préalable habituelle, c'està-dire un tamisage et un triage en vue d'enlever les impuretés étrangères, on réduit en poudre la matière végétale à teneur élevée en huile, qui dans la plupart des cas est une graine contenant de l'huile telle que par exemple des arachides, des graines de lin de colza, de la navette, de césame ou des graines de tournesol. La réduction en poudre s'effectue après un concassage préalable pour les matières végétales grossières,telles par exemple le coprah les arachides, ou les graines de tournesol. Ce concassage préalable s'effectue à la manière classique, sur des cylindres à dents et/ou sur des cylindres cannelés. On effectue ensuite, la réduction sous forme de poudre proprement dite, sur des rouleaux lisses. Les cellules végétales qui contiennent de l'huile sont ainsi détruites et l'huile est libérée. On peut répéter ce processus le cas échéant. La pulvérisation et la destruction des cellules végétales est favorisée si les rouleaux ont des vitesses de rotation différentes, et si la matière à broyer est non seulement pressée mais également soumise à une contrainte de cisaillement supplémentaire. On humidifie ensuite la matière réduite en forme de poudre et on,l'envoie dans un mélangeur. L'humidification à l'aide d'un liquide qui avantageusement est de l'eau ou une solution aqueuse ou une suspension aqueuse s'effectue de préférence dans le mélangeur lui-même. Comme mélangeur on peut utiliser les appareils classiques dans la technique, par exemple des tambours de mélange des vis de mélange ou des plateaux tournants. On peut aussi faire appel pour l'humidification à l'aide d'un liquide, auxappareillages classiques, par exemple à des buses de projection. Pour l'extraction de l'huile de la matière végétale, il y a une teneur en eau optimale dans la matière d'extraction pour laquelle on peut oAenir-lhuile d'une manière particulièrement facile et en un rendement élevé. Suivant la nature de la matière, cette teneur en eau est comprise entre 4 et 15% et dans la plupart des cas elle est comprise en 5 et 10%,étant par exemple comprise entre S et 8% pour le colza. Dans le cas où la matière à extraire présente en raison du transport ou du stockage une teneur en eau plus faible, on complète cette teneur en eau lors de l'humidification à l'aide d'un liquide. La quantité de liquide à ajouter au delà de la quantité d'eau optimale, s'éleve suivant l'invention jusqu'à 15% et mieux va de 1 à 10%. Parmi les liquides d'humidification, on utilise de préférence de l'eau, mais on peut utiliser également de l'alcool, du méthanol etc. Même des solutions d'hydrate de carbone ayant une teneur en matière solide allant jusqu'à 10% conviennent ainsi que des solutions ou suspensions de tourteau extrait. On fait en sorte grâce au mélangeur que le liquide soit bien mélangé d'une manière uniforme à la matière végétale à extraire. Après l'humidification par un liquide et le mélange on enlève par séchage la quantité de liquide qui dépasse la teneur optimale en humidité. Ceci s'effectue avantageusement à l'aide d'un courant de gaz qui n'est passaturé par la vapeur du liquide à enlever. On envoie à cet effet le courant de gaz dans la matière à sécher dans un appareil connu en soi, par exemple dans un séchoir à vibration. Pour accélérer le séchage, on peut réchauffer le courant de gaz, mais la température du gaz entrant dans le séchoir doit être maintenue avantageusement en dessous de 15OC. Après le séchage, il peut être nécessaire de refroidir la matière végétale. C'est le cas quand cette matière a pris au séchage une-température qui dépasse de 10Cla température d'ébullition du solvant'utilisé pour l'extraction. On effectue le refroidissement d'une manière analogue au séchage de préférence par un courant de gaz. Par ce traitement on nkifrnt pas nécessairement un grossissement mesurable de la dimension maximale des particules de la matière végétale réduite en poudre. D'une manière surprenante, il s'est cependant révélé que, grâce au traitement préalable mentionné ,les fines de la matière végétale sont liées sans qu il s'en suive des bouchages lors de l'extraction ultérieure et sans que soit empêché le passage et la traversée du solvant d'extraction. Lors du séchage de la matière végétale à une teneur en humidité optimale, on obtient une matière qui est suffisamment stable mécaniquement, et qui ne se modifie plus mécaniquement pendant son transport. La matière végétale ainsi traitée est envoyée directement à l'extraction par solvant pour obtenir de l'huile dans les mêmes conditions que celles qui sont observées pour des végétaux huileux à faible teneur en huile, par exemple pour des graines de soja. On obtient une amélioration essentielle de l'extrac- tion d'une matière végétale à teneur élevée en huile en ajoutant à la matière de départ à teneur élevée en huile, une partie du tourteau dont on a enlevé l'huile, et qui n'a plus qu'une humidité résiduelle en huile de 0,5 à 25 avant, pendant ou après l'humidification à l'aide d'un liquide. il est à cet effet entièrement suffisant de recycler un maximum de 158 et de préférence même aussi peu que 10b de ce tourteau, ces pourcentages étant exprimés en la quantité engagée de matière contenant de l'huile. Les exempleL; suivant illutnt l'invention EXEMPLE I On concasse au préalable des graines d'arachide sur un cylindre cannelé, puis on les broie sur un broyeur à cylindre lisse. En vue de porter un jugement sur l'extraction, on met une partie de la matière ayant une teneur en huile de 50,3t et une teneur en humidité de 5,6b, dans un appareil d'essai sans autre traitement. Une autre partie de la matière réduite en poudre reçoit de l'eau en projection sur un plateau tournant, puis est séchée sur un séchoir par vibration avec un courant d'air dont la température d'entrée est de 1000C et la température de sortie de 620C avant d'être soumise à l'extraction. L'appareil d'extraction pour juger de celle-ci est constituée d'un récipient dans lequel on charge la matière contenant de l'huile à essayer sur une grille de tamisage. La hauteur totale de la couche est de 300 mm dans tous les cas. Le récipient est thermostaté et maintenu à une température constante de 500C. Sur le fond du récipient se trouve une ouverture d'écoulement pour le solvant contenant de l'huile qui dans ce cas est de l'hexane. La matière huileuse est versée suivant une charte des temps précise en même temps qu'une quantité donnée d'hexane à SOoCet on mesure la durée nécessaire pour que le solvant traverse la couche (durée de traversée) ainsi que la durée nécessaire pour que le solvant soit évacué de la couche à 90% (durée d'écoulement). Après avoir extrait cinq fois à i'hexane on enlève la matière extraite de appareil et on détermine la teneur en huile résiduelle; On a obtenu les résultats suivants 1. Arachide non traitée durée de traversée 26 Sec. durée d'écoulement 600 sec. teneur en huile résiduelle 1,1 t 2. Arachide traitée Teneur en eau après humidification 10,4 % Teneur en eau après séchage 5,3 t Durée de traversée 9 sec. Durée d'écoulement 120 sec. Teneur résiduelle en huile 1,0 t Pour une même teneur en huile résiduelle environ la durée d'écoulement est donc diminuée d'un facteur de 5. EXE'-PLE II On broie plusieurs fois du colza de printemps ayant une teneur en huile de 38,5t et une teneur en humidité de 5,75 sur un moulin à cylindre lisse. Comme à l'exemple I on essaie directement une partie de la matière pour déterminer son comportement à ltextraction, tandisquton en humidifie à l'eau une seconde partie qu'on séche, et qu'on effectue ensuite l'essai. On obtient les résultats suivants 1. Colza de printemps non traité Durée de traversée 590 sec. durée d'écoulement 4 900 sec. Teneur résiduelle en huile 3,9 z 2. Colza d'été traité Teneur en eau après humidification 11,3 t Ir séchage 5,3 t Durée de traversée 32 Sec. Durée d'écoulement 300 sec. Teneur résiduelle en huile 1,1 t Là aussi, la teneur résiduelle en huile est abaissée de 3,9 t à 1,1% par le traitement préalable, et la durée d'écoulement est diminuée d'un facteur voisin de 15. EXEMPLE III Dans cet exemple, on utilise la même matière qu'à l'exemple II, pour déterminer l'influence du recyclage du tourteau extrait. On mélange le tourteau au colza de printemps broyé et avant l'humidification à l'eau. On a obtenu les résultats suivants Quantité de tourteau recyclé ............ 0% 28 55 10% Teneur en eau après humidification 11,31 10,5% 11,38 11,2 Teneur en eau après séchage 5,3t 5,6t 5 > 8% 5,6 Duré de traversée .. 32sec. 15sec. 11sec. 15sec. Durée d'écoulement . 300sec. 150sec. 80sec. 120sec. Teneur en huile résiduelle ......... 1,1% 0,9% 0,9% 0,9% On peut déduire de cet exemple que pour une quanti- té de tourteau recyclé d'environ 5% tant la durée d'écoulement que la teneur en huile résiduelle peuvent être abaissées par rapport à ce qui est obtenu pour le colza de printemps traité à l'exemple II au point 2. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'obtention d'huile à partir de matières brutes végétales ayant une teneur en huile supérieure à 25, la matière brute étant soumise à une purification préalable, éventuellement à un concassage préalable, et à un broyage par laminage en uneou plusieurs passes, et humidifiée et séchée avant l'extractionde l'huile par le solvant, caractérisé en ce qutil consiste à effectuer une humidification et un mélange de la matière brute broyée à l'aide de 1 à 10t en poids d'un liquide, en particulier de l'eau ou de solutionsaqueuseset à sécher jusqu'à une teneur en humidité optimale comprise entre 4 et 15% dépendant de la nature de la matière brute utilisée, avant d'effectuer une extraction au solvant. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil consiste à ajouter à la matière brute broyée, avant pendant ou après I'humidification, du tourteau déjà extrait et déshuilé, à raison de 2 à 15% et mieux de 3 à 8% en poids. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre une partie du tourteau ajouté en suspension dans le-liquide, et à ajouter pour l'humidification de la matière brute broyée le liquide de suspension contenant de 8 à 12 de tourteau. 4. Procédé suivant l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter à titre de liquide, un extrait aqueux du tourteau extrait. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4; caractérisé en ce qu'il consiste ajouter au liquide, des hydrates de carbone en des quantités inférieures à 105 en poids. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le séchage de la matière brute humidifiée broyée dans un courant de gaz, avantageusement dans un courant d'air, à une température comprise entre 50 et 1500C. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un refroidissement de la matière broyée et séchée dans un courant de gaz avantageusement dans un courant d'air. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le mélange au tourteau extrait et l'humidification de la matière broyée sur des plateaux tournants ou des tambours tournants. 9. Procédé suivant l'une dg revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste effectuer progressivement en continu les divers stades du procédé, tels qué de broyageod'addition du tourteau, d'humidification et de mélange ainsi que de séchage et de refroidissement. 10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser comme matière brute végétale, avantageusement des graines de colza, des graines de tournesol, du coprah ou des arachides.