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Publication number: BE518429A
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Description


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  PROCEDE ET INSTALLATION POUR L'EXTRACTION DE MATIERES GRASSES A PARTIR DE
PRODUITS BRUTS EN CONTENANT. 



   La présente invention est relative à l'extraction des matières grasses à partir de produits bruts en contenant. 



   Dans les brevets belges n  496. 661 et 496.662, on a décrit des procédés pour séparer la graisse des os et des produits gras mous ou tendres à l'état brut consistant à soumettre des morceaux du produit brut à des   im-   pacts intenses alors qu'ils sont en suspension dans l'eau ou entourés d'eau, la graisse étant ainsi libérée sous forme solide et étant recueillie par flottation subséquente. Le mode opératoire préféré mentionné dans les brevets précités pour soumettre le produit brut aux impacts intenses alors qu'il est en suspension dans l'eau est de faire passer ce produit, en même temps   qu'u-   ne quantité considérable   d'eau,   dans un broyeur à marteaux fonctionnant à grande vitesse. 



   La demanderesse a découvert qu'un traitement similaire peut être appliqué à l'extraction des matières grasses à partir de produits végétaux bruts, tels que, par exemple les graines oléagineuses, noix de coco et olives. Dans le cas de ces produits bruts, la matière grasse est contenue dans une structure cellulaire ou dans une structure de type analogue et on a découvert qu'en soumettant ces produits bruts à des impacts intenses alors qu'ils sont entourés par ou mis en suspension dans une quantité de liquide égale à plusieurs fois le poids du produit brut, les impacts étant transmis en totalité ou en partie par le liquide, on rompt les cellules ou structures analogues renfermant la matière grasse, ce qui permet l'extraction de ces produits bruts et la libération de la matière grasse qui est incluse, celle-ci devenant disponible pour une séparation ultérieure.

   



   Suivant l'invention, on réalise un procédé pour rompre les cellules renfermant des matières grasses des produits végétaux bruts afin de li- 

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 bérer la matière grasse en vue d'une séparation ultérieure,ce procédé consistant à soumettre le produit brut en suspension dans ou entouré par un volume de liquide relativement important à des impacts intenses transmis en totalité ou en partie par le liquide, en rompant ainsi la structure cellulaire ou de type analogue et en libérant la matière grasse. 



   Certains produits végétaux bruts et certains produits d'origine marine contenant des matières grasses,donnent, lorsqu'ils sont soumis à des impacts intenses en présence d'un liquide de la manière décrite, des mélanges qui sont difficilement séparables par flottation. 



   La difficulté de séparation de la matière grasse à partir du mélange résultant du traitement précité au sein du liquide est fonction de plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci on peut citer la durée pendant laquelle le produit brut est soumis à des impacts en présence du liquide, la dimension des cellules dans lesquelles était à l'origine la matière grasse, la dimension des particules de matière grasse dans les cellules d'origine, l'épaisseur et la résistance de la paroi cellulaire d'origine, le rapport entre les poids spécifiques de la matière grasse et du liquide dans lequel a été effectué le traitement, l'état physique de la matière grasse, c'est-à-dire son état solide ou liquide à la température ambiante, la composition chimique de la matière grasse, la tension interfaciale existant entre la matière grasse et le liquide,

   et l'effet stabilisant des solides résiduels et notamment de ceux qui sont fins, susceptibles d'être présents après le traitement de la matière grasse au sein du liquide. 



   Dans le cas des produits bruts mentionnés dans les brevets précités, tous ces facteurs se combinent favorablement pour donner un mélange à partir duquel il est aisé de séparer par flottation la matière grasse du liquide. Ceci est également vrai pour certains produits végétaux bruts contenant des matières grasses. 



   Cependant, certains produits végétaux bruts et certains produits bruts d'origine marine contenant des matières grasses donnent des mélanges pour lesquels les facteurs précités ne sont pas favorables à une séparation par flottation; la demanderesse a découvert qu'en ce cas il est plus efficace de séparer du liquide la matière grasse extraite en soumettant d'abord le mélange de matière grasse et de liquide à une séparation centrifuge dans une centrifugeuse du type à panier en mettant en oeuvre une force centrifuge relativement faible.

   Lorsque la difficulté de la séparation par flottation est, dans une large mesure, due à la présence de solides résiduels et en   particu-   lier de résidus solides fins qui exercent une action stabilisante, la séparation sous l'action d'une force centrifuge relativement faible tend à séparer la plus grande partie des solides résiduels du mélange liquide contenant la matière grasse en suspension. 



   Le mélange liquide résultant, dont ont été enlevés les solides résiduels, est alors soumis à une seconde séparation centrifuge dans une centrifugeuse en continu mettant en oeuvre une force centrifuge relativement grande. 



   Afin d'obtenir la séparation la plus efficace, la matière grasse doit être liquide au cours de la seconde séparation centrifuge et le mélange liquide précité peut être chauffé au-dessus du point de fusion de la matière grasse, avant cette séparation, si la matière grasse est solide à la   tempé-   rature utilisée lors de la première séparation centrifuge. 



   Des essais pour soumettre immédiatement le mélange résultant du traitement d'impact à une centrifugation en continu mettant en oeuvre une force centrifuge élevée, soit avant, soit après chauffage au-dessus du point de fusion de la matière grasse, ne se sont pas soldés par une séparation nette de la matière grasse du liquide et des solides résiduels. 



   Selon une autre caractéristique de l'invention, on sépare donc un mélange difficilement séparable par flottation et obtenu en soumettant certains types des produits bruts précités à des impacts intenses alors 

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 qu'ils sont entourés par un liquide ou en suspension dans un liquide, au moyen d'une opération de centrifugation en deux stades en vue de recueillir un produit de forte teneur en matière grasse. 



   Comme on le verra par la suite, le liquide utilisé au cours du traitement d'impact n'a pas besoin d'être de l'eau, bien que dans la plupart des cas l'eau soit un liquide approprié pour des raisons économiques. De même, le procédé n'est pas limité au traitement de produits bruts en vue de recueillir les corps gras vrais,   c'est-à-dire   des triglycérides liquides ou solides d'acides gras, mais s'applique également à la séparation de pratiquement toutes les matières analogues à des corps gras à partir de produits bruts en contenant.

   En d'autres termes, l'invention vise aussi la séparation de matières analogues à des corps gras telles que les cires, les stérols ou leurs composés comme les esters ou les glucosides de stérols, qui ont les mêmes propriétés physiques générales et les mêmes propriétés générales de solubilité que les corps gras vrais, à partir de produits bruts contenant de tels corps dans des cellules ou des structures similaires, le terme "matière grasset' utilisé ici comprenant les corps gras vrais et les matières analogues à des corps gras qu'on vient de mentionner. 



   Pour mettre en oeuvre l'invention, on fait arriver des morceaux d'un produit brut végétal ou d'origine marine contenant de la matière grasse dans des cellules ou des structures similaires dans l'orifice d'entrée d'un broyeur à marteaux d'un type comprenant plusieurs marteaux portés à la périphérie d'un rotor à grande vitesse de rotation. 



   Le rotor est enfermé dans une enveloppe ou carter comportant une partie inférieure fermée par une grille munie-d'ouvertures, ayant de préférence la forme de fentes, de dimensions telles qu'elles empêchent le passage des morceaux de produit brut avant qu'ils n'aient été réduits en morceaux plus petits dans le broyeur. Les morceaux de produit brut peuvent être des graines individuelles contenant des matières grasses ou des morceaux brisés ou découpés de produits bruts tels que des olives ou encore des poissons ou foies de poissons contenant des matières grasses ou des morceaux d'autres produits bruts contenant de la matière grasse, tels que des feuilles ou autres parties de certaines plantes contenant de la cire dans des structures du type cellulaire. 



   Les morceaux de produit brut amenés dans le broyeur sont dirigés dans le trajet des marteaux et sont soumis à des impacts intenses alors qu'ils sont entourés par ou en suspension dans le liquide qui est introduit simultanément dans le broyeur, les impacts étant transmis en totalité ou en partie par le liquide. 



   Il est prévu un jeu notable entre les extrémités des marteaux et les parois de l'enveloppe de telle sorte que les morceaux de produit brut ne sont pas écrasés entre les marteaux et la surface de l'enveloppe. 



   La vitesse périphérique des marteaux est, en général, comprise entre 12,5 et 150 mètres par seconde, Les intenses impacts résultants auxquels sont ainsi soumis les morceaux de produit brut et la vitesse relative élevée qui se développe entre les morceaux de produit brut et le liquide rompent les cellules du produit contenant la matière grasse en libérant la matière grasse et en provoquant le lessivage de la matière grasse du produit résiduel et sa mise en suspension dans le liquide. 



   Le liquide introduit dans le broyeur est habituellement de l'eau telle que de l'eau ordinaire du robinet à la température ambiante ou à celle du robinet, c'est-à-dire, à une température comprise entre 0  et 25 C, bien qu'on puisse utiliser des températures plus élevées, inférieures au point d'-ébullition du liquide.

   Dans le cas où le produit brut contient une quantité notable de solides qui sont solubles dans l'eau, par exemple des   protéi-   nes solubles que l'on désire retenir comme matière solides résiduelle, il est quelquefois possible de diminuer la solubilité de ces solides en   utili-   sant de l'eau contenant des électrolytes dissous, par exemple du sulfate de sodium ou du chlorure de sodium ou de calcium qui exercent un effet de relar- 

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 gage ou   dinsolubilisation.   On peut également jouer sur le réglage du pH de l'eau pour réduire au minimum la solubilité de certaines matières résiduelles.

   Les sels précités ou d'autres matières solubles qui sont inertes ou n'exercent pas une action nuisible sur la matière grasse ou bien encore des constituants désirables au point de vue économique des matières solides résiduelles peuvent être également utilisés comme agents de charge pour l'eau dans le cas où la matière grasse à recueillir possède un poids spécifique très proche de celui de   l'eau,   afin d'obtenir une séparation centrifuge en continu satisfaisante de la matière grasse.

   Les liquides autres que l'eau dans lesquels la matière grasse est sensiblement insoluble et dans lesquels de préférence les solides résiduels du produit brut sont insolubles ou sensiblement tels peuvent être également utilisés, comme, par exemple, les monoalcools aliphatiques liquides ayant au moins trois atomes de carbone et les glycols y compris les polyalkylène glycols liquides ou d'autres   liqui-   .des organiques dans lesquels la matière grasse et les résidus des matières brutes sont sensiblement insolubles. Des mélanges aqueux d'alcools miscibles à l'eau ou d'autres liquides organiques miscibles à l'eau peuvent aussi être employés.

   Les exigences essentielles auxquelles doivent satisfaire les liquides utilisables selon l'invention ne sont pas fonction des propriétés chimiques de ceux-ci aussi longtemps qu'ils n'exercent pas d'action chimique nuisible sur la matière grasse à recueillir ou sur la matière solide résiduelle. il faut essentiellement que la matière grasse à recueillir, ainsi que tout ou partie des résidus solides des morceaux de produits brut après enlèvement de la matière grasse soient sensiblement insolubles dans le liquide et que le liquide   nait   pas une trop grande viscosité, c'est-àdire une viscosité exprimée en centipoises non supérieure à quatre fois environ celle de l'eau et de préférence non supérieure à environ deux fois celle de l'eau à la température mise en oeuvre dans le broyeur.

   Le liquide doit également avoir un point d'ébullition quelque peu plus élevé que le point de fusion de la matière grasse à recueillir lorsqu'il est souhaitable de faire fondre la matière grasse au cours de la séparation et doit avoir aussi un poids spécifique différent à la fois de celui de la matière grasse et de celui du résidu solide. 



   La quantité de liquide introduite dans le broyeur s'échelonne environ entre 3 et 30 fois le poids du produit brut introduit dans le broyeur pendant la même durée et habituellement entre 5 et 10 fois le poids de ce produit. 



   Avec le type de produit brut et de liquide envisagé dans la présente invention,on retire un mélange dans lequel le liquide contient en suspension à la fois la matière grasse et tout ou partie du résidu solide sous forme de particules séparées, étant bien entendu que par "particules" on entend aussi des gouttelettes de matière grasse liquide lorsque la matière grasse est liquide à la température mise en oeuvre dans le broyeur. Bien que les particules du résidu solide soient en général plusieurs fois plus grosses que les cellules ou structures contenant à l'origine la matière grasse, le type de mélange obtenu avec certains des produits bruts est difficilement séparable par décantation ou flottation.

   En soumettant ces mélanges à une séparation centrifuge dans une centrifugeuse du type à panier, on peut obtenir une séparation efficace entre la plus grande partie du résidu solide et le mélange liquide restant contenant la matière grasse en suspension avec une force centrifuge relativement faible comprise, par exemple, entre 200 et 1000 g. 



  La centrifugeuse peut être du type à panier plein dans lequel on amène en continu le mélange à séparer dans le panier et on retire en continu une matière   liquide tandis que les solides s'accumulent dans le panier ; peut être   aussi du type dans lequel les solides sont également enlevés en continu du panier. Dans les deux cas, les solides séparés renferment une faible teneur en matière grasse et cette teneur peut encore être abaissée par lavage avec un liquide du type primitivement utilisé dans le broyeur ou quelque autre liquide approprié. 



   Le mélange liquide séparé, contenant la matière grasse en suspension, est alors chargé dans un séparateur centrifuge en continu du type 

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 prévu pour séparer en continu des produits fluides inmiscibles de poids spécifiques différents. Si la matière grasse est solide à la température du mélange liquide retiré du premier séparateur centrifuge, ce mélange peut être chauffé dans tout appareil approprié, de préférence en continu, à une température supérieure au point de fusion de la matière grasse. On peut chauffer à toute température comprise entre le point de fusion de la matière grasse et le point d'ébullition du liquide, mais, en général, une température juste supérieure au point de fusion de la matière grasse est suffisante.

   Le séparateur centrifuge en continu doit développer une force centrifuge d'ampleur notable, par exemple d'environ 3000 g ou plus, et en l'absence des solides résiduels finement divisés éliminés lors delà première séparation centrifuge, on aboutit habituellement à une séparation nette entre une matière grasse liquide et l'eau ou autre liquide utilisé dans le broyeur. Dans certains cas, le chauffage réalisé avant la seconde séparation produit un mélange qui est séparé facilement par flottation, c'est-à-dire qu'il se rassemble rapidement à la surface du liquide une couche relativement nette de matière grasse fondue.

   En ce cas, on peut supprimer la seconde séparation centrifuge encore que dans la plupart des cas on soumette à une séparation centrifuge la   cou-   che supérieure de matière grasse fondue obtenue par décantation pour en séparer une faible partie de l'eau ou de tout autre liquide utilisé initialement dans le broyeur. 



   Un exemple de produit qui donne un mélange difficilement sépa- rable par flottation dans l'eau est le hareng frais. 



   Quand ce produit est chargé dans un broyeur à marteaux du type précité avec 5 fois son poids d'eau froide, on retire du broyeur un mélange qui n'est pas séparable aisément par flottation. Le broyeur est équipé de grilles pourvues d'ouvertures de 9,5 mm, afin de s'assurer que la réduction de taille des harengs ne vas pas jusqu'aux dimensions cellulaires et de permettre au produit d'être soumis à l'action des marteaux pendant un temps minimum. En déchargeant directement le mélange de solides résiduels, d'huile et d'eau dans un séparateur centrifuge classique du type à panier assurant une force centrifuge d'environ 300 g, la plus grande partie des solides est retenue dans le panier et on recueille à la sortie de l'appareil un mélange d'huile et d'eau.

   L'huile d'hareng étant liquide, on introduit ce mélange en continu dans un séparateur centrifuge en continu à grande vitesse assurant une force centrifuge d'environ   4500   g. 



   On recueille environ 95   %   de l'huile primitivement contenue dans les harengs, la durée totale du procédé étant inférieure à deux minutes. Le résidu solide est lavé à l'eau chaude, essoré et séché et donne un aliment de bonne qualité nutritive. L'huile recueillie est de très bonne qualité, d'odeur et de goût faibles et a une couleur exceptionnellement pâle. Ceci représente un rendement beaucoup plus élevé que celui obtenu par les procédés classiques et l'huile est de meilleure qualité. 



   Un autre exemple de produit brut donnant des mélanges difficilement séparables par flottation dans l'eau est constitué par les olives fraiches. Ces olives fraîches sont dénoyautées et chargées avec 5 fois leur poids d'eau dans un broyeur à marteaux du type précité. Les ouvertures des grilles prévues dans le broyeur ont en ce cas 0,8 mm pour conserver plus longtemps en traitement le produit. 



   Le mélange retiré du broyeur, contenant de fines particules solides d'olives, de l'eau et de l'huile d'olive, est chargé directement dans une centrifugeuse du type à panier assurant une force centrifuge d'environ 300 g. La matière solide résiduelle est retenue dans le panier et on recueille en continu à la sortie de la machine un mélange d'huile et d'eau. Ce mélange est chargé en continu dans un séparateur centrifuge en continu assurant une force centrifuge d'environ   4500   g. 



   On recueille environ 90 % de l'huile contenue primitivement dans les olives   fraîches,   et   l'huile   est de haute qualité, sa teneur en acides gras libres étant faible et son odeur et sa couleur étant exceptionnellement 

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 bonnes. La matière solide contenue dans le panier de la premier centrifugeuse est lavée à l'eau chaude et donne par séchage un aliment de bonne qualité. 



   Dans la présente description et dans les revendications, les termes "graisse" et   "huile"   sont utilisés de manière interchangeable pour désigner les corps gras vrais, c'est-à-dire: les triglycérides d'acides gras, qui sont liquides ou solides aux températures ambiantes habituelles et par le terme "matiére grasse" on entend aussi bien ces corps gras vrais que les autres matières analogues à des corps gras telles que les cires, les stérols et leurs composés tels que leurs esters et glucosides qui présentent les caractéristiques physiques générales des corps gras et sont solides ou liquides aux températures ambiantes habituelles. 



   Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits qui n'ont été cités qu'à titre d'exemples. 



   'REVENDICATIONS. 



   1. Procédé pour l'extraction des matières grasses à partir de produits bruts végétaux dans lesquels ces matières grasses sont présentes dans des cellules ou structures analogues, ledit procédé consistant à soumettre lesdits produits bruts alors qu'ils sont entourés par un liquide n'exerçant pas d'action nuisible sur les constituants de ces produits à des impacts intenses et répétés transmis en totalité ou en partie par   l'inter-   médiaire du liquide afin de rompre les membranes des cellules ou structures analogues et en libérer la matière grasse, ce liquide étant présent pendant que le produit brut est soumis aux impacts en quantité plusieurs fois supérieure au poids du produit brut, en obtenant ainsi un mélange contenant la matière grasse et les résidus solides provenant du produit brut.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le produit brut est un produit végétal ou un produit d'origine marine dans lequel la matière grasse est présente dans des cellules ou structures analogues, et dans lequel le mélange liquide contenant la matière grasse et au moins une partie du résidu solide sous forme de particules en suspension, est soumis à une séparation centrifuge sous l'action d'une force centrifuge relativement faible, afin de séparer le liquide contenant les particules de matière grasse en suspension des résidus solides, le liquide séparé contenant la matière grasse en suspension étant ensuite soumis à une seconde séparation centrifuge sous l'action d'une force centrifuge relativement élevée afin de séparer la matière grasse du liquide.

3. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel la force cen- trifuge mise en oeuvre dans la première séparation centrifuge des résidus est comprise entre 200 et 1000 g et la force centrifuge mise en oeuvre dans la seconde séparation centrifuge est d'au moins 3000 g environ.

4. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel quand la ma- tière grasse à extraire est liquide aux températures ambiantes usuelles, les produits à séparer dans la seconde séparation centrifuge sont, de préférence, à une température à laquelle la matière grasse est liquide.

5. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel quand la matière à extraire est solide aux températures ambiantes usuelles, le liquide séparé contenant la matière grasse est chauffé pour rendre celle-ci liquide avant la seconde séparation centrifuge.

6. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel le produit brut à traiter est du hareng et la matière grasse extraite est de l'huile de hareng.

7. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel le produit brut à traiter est constitué par des olives et la matière grasse extraite est de l'huile d'olive. <Desc/Clms Page number 7>

8. Procédé suivant l'une ou 1*'autre des revendications précédentes, dans lequel la quantité de liquide présente pendant que le produit brut est soumis aux impacts est comprise entre 3 et 30 fois le poids du produit.

9. Procédé suivant la revendication 8, dans lequel la quantité de liquide présente est de préférence comprise entre 5 et 10 fois le poids du produit.

10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans lequel les impacts intenses répétés sont produits, dans un broyeur à marteaux.

11. Procédé suivant la revendication 10, dans lequel la vitesse périphérique des marteaux du broyeur est comprise entre 12,5 et 150 mètres par seconde.

12. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 11, dans lequel ledit liquide est l'eau.

13. Procédé suivant la revendication 12, dans lequel l'eau comprend, comme matière de charge, une matière soluble dans l'eau n'exerçant pas d'action nuisible sur les constituants du produit brut.

14. Procédé suivant la revendication 12, dans lequel l'eau est à une température comprise entre 0 et 25 C pendant que sont produits les im- pacts.

15. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 11, dans lequel le liquide est autre que l'eau.

16. Procédé suivant la revendication 15, dans lequel la viscosi- té du liquide exprimée en centipoises n'est pas supérieure à 4 fois la vis- cosité de l'eau.

17. Installation pour l'exécution du procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, comprenant un broyeur à marteaux comportant un rotor portant à sa périphérie plusieurs marteaux, ce rotor et ces marteaux étant enfermés dans une enveloppe pourvue d'une arrivée de liquide, d'une entrée et d'une sortie et munie de parois écartées des marteaux, pendaut leur rotation, d'une distance suffisante pour ne pas écraser le produit brut entre les marteaux et les surfaces de l'enveloppe et à sa sortie, d'une grille pourvue d'ouvertures de dimensions telles qu'elles empêchent le passage du produit brut, avant que ce dernier n'ait subi une réduction de dimen- sions dans le broyeur.

18. Installation pour l'exécution du procédé suivant la revendication 2, comprenant un broyeur à marteaux comportant un rotor portant à sa périphérie plusieurs marteaux, ce rotor et ces marteaux étant enfermés dans une enveloppe pourvue d'une arrivée de liquide, d'une entrée et d'une sortie et munie de parois écartées des marteaux, pendant leur rotation, d'une distance suffisante pour ne pas écraser le produit brut entre les marteaux et les surfaces de l'enveloppe et, à sa sortie, d'une grille pourvue d'ouvertures de dimensions telles qu'elles empêchent le passage du produit brut, avant que ce dernier n'ait subi une réduction de dimensions dans le broyeur,

une première centrifugeuse destinée à effectuer la première séparation centrifuge sous une force centrifuge relativement faible et une seconde centrifugeuse destinée à affectuer la seconde séparation centrifuge, sous une force centrifuge relativement élevée.

19. Installation pour l'extraction de matières grasses à partir de produits bruts, dans lesquels cette matière grasse est présente dans des cellules ou structures analogues, cette installation comprenant un broyeur à marteaux comportant un rotor portant à sa périphérie plusieurs marteaux, ce rotor et ces marteaux étant enfermés dans une enveloppe pourvue d'une arrivée de liquide, d'une entrée et d'une sortie et munie de parois écartées des marteaux, pendant leur rotation, d'une distance suffisante pour ne pas écraser le produit brut entre les marteaux et les surfaces de l'enveloppe et, à sa sortie, dune grille pourvue d'ouvertures de dimensions telles qu'elles <Desc/Clms Page number 8> empêchent le passage du produit brut, avant que ce dernier n'ait subi une réduction de dimensions dans le broyeur.

20. Installation suivant la revendication 19, comprenant une première centrifugeuse destinée à effectuer la première séparation centrifuge sous une force centrifuge relativement faible et une seconde centrifugeu- se destinée à effectuer la seconde séparation centrifuge, sous une force cen- trifuge relativement élevée.

21. Matière grasse obtenue par le procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 16.

22. Procédé d'extraction de matières grasses, en substance, tel que décrit.

23. Installation pour 15'extraction de matières grasses, en substance, telle que décrite.