Soutenance mémoire
Optimisation de la quantité de l’eau et de H3PO4 au niveau de la démucilagination
Raffinage et Conditionnement
Raffinage
Principe
Le procédé de raffinage des huiles brutes consisteà corriger des défauts non désirés, comme l’acidité, la couleur, l’odeur et la saveur, c’est l’ensemble des opérations qui servent à transformer l’huile brute en un produit comestible et à obtenir une huile aux qualités organoleptiques et chimiques satisfaisantes, en éliminant les substances indésirables et nuisibles à la qualité de l’huile.
Il existe deux types de raffinage :
• le raffinage chimique.
• le raffinage physique.
Le choix entre raffinage physique et chimique se fait en fonction de la nature de l’huile, de sa qualité et des objectifs visés.
Le raffinage nécessite plusieurs étapes, la démucilagination, la neutralisation, la décoloration, la filtration et enfin la désodorisation de l’huile brute.
L’huile brute peut contenir des substances contaminants, qui peuvent être toxiques, et dont les concentrations dépendent des techniques d’agriculture, de l’impact de l’environnement, des moyens utilisés pour le séchage et le stockageSeul. le raffinage est capable d’éliminer ces composés.
Le raffinage est une technologie relativement récente qui n’a été progressivement mise en œuvre que depuis un siècle environ et qui devient d e plus en plus importante dans l’industrie agroalimentaire. Avant, les corps gras d’origine animale ou végétale étaient utilisées directement après leur extraction.
Schéma général du raffinage
Description du processus de raffinage industriel
La S.I.O.F reçoit chaque jour des citernes de l’hui le brute de Soja provenant de Casablanca (COSTOMA) où se trouve le dépôt de toutes les huileries du Maroc. Les citernes d’huile sont pesées, ensuite déchargées et stockéesdans descuves de stockage en acier inoxydables, au moyen de tuyaux munis d’un filtre destiné à retenirles éventuels corps étrangers.
Au niveau de la SIOF il y a 5 cuves de stockage (3 cuves pour l’huile de soja, 1 pour l’huile de tournesol et 1 pour l’huile de grignon).Le raffinage de l’huile de Soja se divise en plusieurs étapes :
Démucilagination (ou dégommage) :
But :
La démucilagination est la première étape du raffinage de l’huile, elle permet de débarrasser les huiles brutes des substances dites mucilages qui sont des phospholipides, les lécithines, les complexes sucrés et autres impuretés contenues dans l’huile brute.
L’élimination parfaite du phosphore est une opération très importante pour obtenir une bonne qualité de l’huile.
Les principaux inconvénients des phospholipidessont présentés comme suit :
• Ils provoquent des émulsions.
• Ils réduisent le rendement lors de la première opération de filtration car ils désactivent les terres décolorantes, ce qui provoque un colmatage rapide des filtres.
• Leur présence conduit à des phénomènes de mousse lors de l’opération de désodorisation ; une huile raffinée mal débarrasséede ces phospholipides s’acidifie, s’oxyde et prend rapidement un goût désagréable.
Procédé
L’huile brute venant du bac de stockage est chauffée au moyen d’un échangeur thermique à plaquesà contre-courant, elle est préchauffée à 60°C avec l’huile désodorisée (chaude),avant de la refouler à la cuve de lancement. L’huile est ensuite filtrée dans un filtre à double corps contenant chacun d’eux un tamis pour éliminer les substances grossières.L’huile estensuite chauffée à 85 -90°C dans un échangeur à spiral avec de la vapeur d’eau adoucie venant de la chaudière, cette opération a pour but de diminuer la viscosité de l’huile qui va être pompée vers le bac de contact.Ensuite, l’opération se poursuit par injection de l’acide phosphorique commercial à 75% par une pompe doseuse à raison de 1 à 3%. L’huile e t l’acide sont ensuite fortement agités dans un premier mixeur pour avoir un mélange intime, avant de le refouler vers le bac de contact dans lequel il va séjourner pendant 15 à 20 minutes, ce temps de séjour est suffisant pour le gonflement des mucilages afin d’obtenir une bonne séparation.
Remarque :La quantité de l’acide phosphorique ajoutée dépende la teneur de l’huile en phospholipides, par exemple, pour l’huile de soja qui est riche en phospholipides la quantité d’acide ajoutée est supérieure à celle util sée pour l’huile de grignon qui contient moins de phospholipides, car l’action de l’acide ph osphorique a quelques inconvénients sur l’huile :
• Elle renfonce la couleur de l’huile.
• Elle provoque l’altération de la qualité de l’huile.
Neutralisation
But :
Les acides gras libres peuvent se former par une hydrolyse enzymatique des triacylglycerols dans les matières premières avant l’extraction ou pendant le stockage de l’huile brute. L’humidité de l’huile doit toujours être inférieure à 0.2%, pour éviter une augmentation de l’acidité libre pendant le stockage.La neutralisation à la soude vise donc essentiellem ent à éliminer les acides gras libres sous forme de savons appelés « pates de neutralisation », et aussi à neutraliserl’acide phosphorique ajouté pour dégommer les huiles.Les savons doivent être éliminés totalement car ilsreprésentent de puissants émulsifiants.Comme ce sont des acides faibles, ils requièrent un excès de soude qui est d’habitude entre 1 et 10% pour s’assurer que la réaction soit déplacée dans le sens de formation du savon et que l’acidité résiduelle de ’huile soit petite. La possibilité que l’excès alcalin ajouté, et qui, s’il est mal dosé peut produire une saponification partielle des triglycérides pour engendrer des glycérols et des avons sodiques. Cette réaction, est appelée «saponification parasite», est totalement nuisible puisqu’elle augmente en grande mesure les pertes et doit donc être évitée.La neutralisation de l’excès d’acide phosphorique :
H3PO4+ NaOH H2PO4Na + H2O
H2PO4Na + NaOH HPO4Na2 +H2O
La neutralisation des acides gras libres en formant les savons sodiques :
RCOOH + NaOH RCOO-Na+ + H2O
La quantité de l’excès de soude caustique :
Procédé
La soude est injectée dans l’huile provenant du bac de contact avec des proportions qui dépendent de son acidité, généralement de 16 à 24°Be. L’huile et la soude passent dans un mixeur2 qui refoule le mélange vers un séparateur utoa débourbeur (RSE90) assurant la séparation de l’huile, des pâtes de neutralisation et des matières solides. Ce type de séparation a été particulièrement étudié pour assurer un fonctionnement en continu du raffinage. Il permet grâce à son système de débourbage partiel automatisé, une évacuation périodique de matières solides retenues dans le bol, sans arrêt ed l’alimentation et sans perte d’huile .Une telle technique permet que l’huile et la soude ne restent en contact que pendant un temps très court (3 à 10 secondes) afin d’éliminer toute saponification parasite.
Lavage
But :
Cette opération permet d’éliminer les savons et lasoude en excès, qui sont encore présents dans l’huile sortant de la centrifugeuse, ainsi que les dernières traces de métaux, de phospholipides et d’autres impuretés.
L’eau utilisée dans l’étape de lavage est adoucie dans des adoucisseurs pour éviter l’encrassement des bols par dépôt de savons et de phosphate de calcium.
Procédé :
L’huile neutralisée provenant du séparateur entre dans un échangeur à plaques (huile-eau chaude) jusqu’à une température de 90°C, puis reçoi t une eau chaude de 90°C en additionnant de l’eau acidifiée avec l’acide citrique, le tout passe dans un mixeur 3, et le mélange est séparé par centrifugation dans deux séparateurs (RSE 60 et OSM 8004).
Remarque :«RSE 60 est plus grand queOSM 8004».
Séchage
But :
Cette opération a pour but d’éliminer l’humidité présente dans l’huile lavée, car l’humidité diminue l’activité de la terre décolorante dans l’étape de décoloration et peut provoquer aussi un colmatage rapide des filtres dans l’étape de filtration, surtout en présence de savon.
Procédé :
L’huile sort du lavage à environ 90° C. Elle est sé chée sous vide par pulvérisation dans un tour vertical maintenu sous une pression absolue de 60 mmHg.
Décoloration : But :
Cette étape consiste à éliminer les pigments colorés(caroteno et chlorophylle) que l’huile contient encore, et que la neutralisation n’a que partiellement détruit.
Elle permet aussi de la débarrasser de différents omposésc indésirables et de contaminants éventuels tels que les composés d’oxydation, les acestr métalliques, et celles de phospholipides, les savons, les résidus de pesticides, les hydrocarbures polycycliques aromatiques lourds, etc.
La terre décolorante utilisée est traitée avec l’acide chlorhydrique ou sulfurique pour améliorer la capacité d’adsorption. Les substances dissoutes ainsi que celles qui sont dispersées dans l’huile peuvent se lier à la surface des adsorbants.
Procédé :
Après le séchage, l’huile est séparée en deux conduites : 90% de l’huile séchée passe directement vers un échangeur à plaques circulant à contre-courant avec la vapeur, pour atteindre une température de 100°C à 110°C puis vers le décolorateur.
Une deuxième conduisant 10 % d’huiles vers un mélangeur où elle sera mélangée avec de la terre. Ce mélange rejoint ensuite les 90 % d’huiles dans le décolorateur.
Le décolorateur est constitué de deux compartiments, munis chacun, d’un agitateur et d’un serpentin où circule de la vapeur. Ainsi, l’huile garde la température de 100°C à 110°C, et l’agitation efficace favorisera le contact pendant 20 minutes. L’huile est toujours traitée sous vide, à fin d’empêcher l’oxydation favorisée par l’air.
Filtration :
But :
L’huile qui sort de la décoloration passe à la filtration (filtres NIAGRA). Cette dernière se fait à travers un milieu poreux constitué par de la toile filtrante, dont le diamètre des pores est inférieur au diamètre des particules de la terre, ec qui permet le passage de l’huile seule à travers le filtre.
Procédé :
Au sein de la SIOF, l’huile sortante du décolorateur doit être débarrassée de la terre qu’elle contient en suspension, pour cela, l’huile passe tout d’abord dans un gros filtre à plaque, puis dans deux autres filtres à poche (filtres de sécurité) pour s’assurer que l’huile ne contient plus de terre ou de matière en suspension. L’huile filtrée est ensuite stockée dans un réservoir (60T).
Filtre à débatissage automatique Niagara
Désodorisation
But :
La désodorisation, comme son nom l’indique, a pour but d’éliminer les substances volatiles comme les aldéhydes et les cétones provenant de ladécomposition des peroxydes instables, 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 et d’éliminer aussi d’autres produits (stérols, tocophérol, hydrocarbures…).
Procédé :
L’huile décolorée filtrée venant du réservoir deockagest (60T) est pompée d’abord vers un filtre puis vers un échangeur à plaques (N°1) où elle sera préchauffée par l’huile déjà désodorisée, jusqu’à une température de 140°C. Elleest ensuite envoyée vers un dégazeur ou elle va subir une désaération et élimination des acestr d’eau sous l’effet du vide. Puis l’huile passe par un échangeur à plaques (N°2) ou elle sera chauffée par l’huile désodorisée, après elle passe par un échangeur tubulaire 40 bar (huile-vapeur d’eau déminéralisée jusqu’à une température de 190°C).
Ensuite, l’huile s’écoule dans un désodoriseur qui comporte 5 étages,qui permet son chauffage à 210-220°C, par le fluide thermique de l a chaudière. Il est de forme cylindrique verticale pour éliminer les composés odoriférants olatils,v puis elle subit une injection de la vapeur sèche dans chaque étage sauf le 5 du bas du désodoriseur, car il est considéré comme un réservoir, afin de favoriser le barbotagede l’huile (agitation continue).
L’huile désodorisée coule du dernier compartiment du désodoriseur vers un filtre pour empêcher les impuretés qui sont formés sous l’effetde haute température, puis elle passe par l’échangeur à plaques (N°2), puis vers l’échangeur à plaques (N°1) pour diminuer sa température, ensuite elle se refroidit encore par son passage dans un échangeur à plaques (l’huile désodorisée – l’huile brute à 25°C), enfin l’huile passe par un 2 ème échangeur à plaques où le refroidissement est assurée par l’eau, elle sort avec une température inférieure à 50°C.
Finalement, l’huile se dirige vers les filtres de sécurité qui permettent d’éliminer les dernières traces de terre usée ayant échappé auxltresfi NIAGRA pour produire une huile fine et brillante. Cette dernière opération est appelée: polissage de l’huile.
Fortification :
La malnutrition due aux carences en micronutriments surtout les vitamines A et D 3 affecte profondément l’état nutritionnel, la santé et le développement d’une proportion importante de la population marocaine. Ainsi plusieurs efforts sont faits pour palier à ce problème, la solution la plus connue est la fortification des produits alimentaires (huile, margarine…etc.) par ces deux vitamines :
Vitamine A :
Vitamine D3 :
La fortification ou l’enrichissement des aliments est une opération qui consiste à ajouter des micronutriments aux aliments. Elle est définie comme l’addition d’un ou plusieurs nutriments à un aliment ; qu’ils y soient naturelle ment présents ou non. Elle concerne notamment les aliments communément consommés telsal farine, le sel, l’huile de table, etc.
La fortification des aliments est également connue sous différentes appellations (enrichissement, restauration, etc.). C’est une opération qui consiste à ajouter à un aliment les nutriments qu’il aurait pu perdre durant le processus de sa fabrication et de sa conservation.La fortification de l’huile avec la vitamine A et D3 est une stratégie efficace pour lutter contre les troubles dus aux carences en cas de vitamines.
Remarque :Voilà ce qui concerne le procédé du raffinage de l’huile de Soja. Pour les huiles : Grignon d’olive, Tournesol , une étape s’ajoute au procédé après la neutralisation et qui s’appelle : le décirage, les autres étapes du raffinage restants sont lesmêmes.
Décirage :
But :
L’huile de tournesol et de grignon contiennent une quantité de cires qui sont des esters d’alcools et d’acides gras à longues chaînes. Ces cires à basse température tendent à cristalliser lentement dans l’huile et entraînent un aspect visuel trouble jugé peu engageant par le consommateur qui souhaite une huile d’aspect limpide et brillant. Ces cires n’ont aucune toxicité mais il convient de les éliminer de l’huile.
Le but de cette étape de raffinage est d’éliminer edl’huile ces cires par cristallisation puis séparation. Deux techniques de séparation sont industriellement appliquées : la filtration et la centrifugation.
Procédé :
L’huile de grignon ou de tournesol neutralisée passe par les étapes suivantes :
Un 1er refroidissement dans un échangeur1 huile-huile (l’huile froide sortant du décirage va refroidir l’huile chaude qui vient de neutralisation).
Un 2ème refroidissement dans un échangeur huile-eau gelée,puis dans 3ème échangeur tubulaire huile-eau geléejusqu’à 11°C.
Ensuite, l’huile froide se voit injecter une 2 ème quantité de soude 15-16 °Be (degré baumé) afin de créer plus de savons qui vont jouer le rôle de combinaison des cires.
Un 4ème refroidissement dans deux maturateurs avec l’ajout de l’eau pour bien cristalliser les cires sous forme de cristaux pour faciliter la séparation, sachant que l’huile passe d’un maturateur à l’autre dans un circuit plus long pour avoir un temps de séjour, et un troisième maturateur considéré comme réservoir, l’huile resteun certain temps dans ce maturateur pour que la température s’élève de 14 à 16°C, dans le but de gonfler les cires, et par conséquent faciliter leurs séparation.
La séparation des cires (partie lourde) de l’huile (partie légère) se fait à l’aide de la force centrifugeuse du séparateur RSA60.
Emballage et conditionnement
La conservation consiste à maintenir le plus lo ngtemps possible, le plus haut degré de qualité de la denrée, en agissant sur les divers mécanismes d’altération pour ralentir ou supprimer les effets.
L’emballage peut assurer simultanément la protection passive ou active des aliments. On parle d’une protection passive lorsque l’emballage constitue pour l’aliment une barrière physique contre les facteurs d’altération (humidité, oxygène …). Quant à la protection active, elle est présentée lorsque l’emballage peut réagiravec l’environnement où est exposé le produit.
Le conditionnement de l’huile est soumis à des règles très strictes, par application des contrôles relatifs aux produits chimiques dans l’al imentation humaine (des matériaux et objets au contact des huiles ainsi que des procédés et desproduits utilisés pour le nettoyage de ces matériaux).
Définition :
Le magasin de conditionnement est un magasin où l’huile raffinée sera remplie dans des bouteilles ou bidons qui s’emballent dans des cartons, ensuite dans des palettes, et sont déposés dans le stock des produits finis. Le magasin est constitué de deux lignes de production.
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Table des matières
Introduction
Chapitre 1 : Aperçue sur la société industrielle oléicole de Fès
I. HISTORIQUE
II. PRÉSENTATION
III. LES HUILES ÉLABORÉES PAR LA S.I.O.F
1. L’huile d’olive
2. L’huile de soja
3. L’huile de tournesol
4. L’Huile de grignon
Chapitre 2: Raffinage etConditionnement
I. RAFFINAGE
1. Principe
2. Description du processus de raffinage industriel
a. Démucilagination (ou dégommage)
b. Neutralisation
c. Lavage
d. Séchage
e. Décoloration
f. Filtration
g. Désodorisation
h. Fortification
i. Décirage
II. EMBALLAGE ET CONDITIONNEMENT
1. Définition
2. Description des étapes du conditionnement
a. Le soufflage
b. Remplissage et capsulage
c. Etiquetage et codage
d. L’encaissage ou Mise en carton
Chapitre 3:Optimisation de la quantité de l’eau et de H3PO4 au niveau de la démucilagination
I. PROBLÉMATIQUE
1. Généralités sur les phospholipides
a. Acide Phosphatidique (AP)
b. Phosphatidylglycérol (PG)
c. Phosphatidylcholine (PC)
d. Phosphatidyléthanolamine (PE)
e. Phosphatidylsérine (PS)
f. Phosphatidylinositol (PI)
2. Impact de l’eau sur les phospholipides hydratables
3. Impact de l’acide phosphorique sur les phospholipides non hydratable
a. L’acide phosphatidique (AP)
b. Phosphatidylinositol (PI)
II. MATERIÉLS ET MÉTHODES
1. Dosage du phosphore
2. Lavage avec l’eau
III. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS
1. Expérience 1 : lavage de l’huile brute avec l’eau tiède
2. Expérience 2 : attaque de l’huile brute avec l’acide phosphorique (10 M)
2. Expérience 3 : ajout du mélange d’eau et d’acide phosphorique concentré sur l’huile brute
VI. CONCLUSION
Conclusion générale
Webographie
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