FR2599597A1 - Procede et installation pour l'obtention de farine alimentaire a partir de graines oleagineuses - Google Patents
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Abstract
ON INTRODUIT LES GRAINES OLEAGINEUSES DANS UNE EXTRUDEUSE 1. ON OBTIENT A LA SORTIE 12 DE L'EXTRUDEUSE 1 UN PRODUIT COMPACT SOUS FORME DE BOUDIN QUE L'ON COUPE POUR OBTENIR DES GRANULES APTES A SUPPORTER LES TRAITEMENTS ULTERIEURS. ON EXTRAIT L'HUILE DE CES GRANULES PAR TRAITEMENT DANS UN SOLVANT ET ON LES BROYE POUR OBTENIR DE LA FARINE. UTILISATION POUR OBTENIR UNE FARINE ALIMENTAIRE, DESHUILEE, RICHE EN PROTEINES ET PAUVRE EN CELLULOSE.
Description
La présente invention concerne un procédé pour l'obtention de farine alimentaire humaine ou animale à partir de graines oléagineuses non toxiques.
L'invention vise également l'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
L'invention s'applique de préférence aux graines de coton. Elle peut également s'appliquer aux graines de tournesol, colza, navette, sésame, arachide et autres.
L'extraction de l'huile des graines oléagineuses peut s'effectuer par pression unique, double pression, pression/extraction ou extraction seule.
Cette extraction exige une préparation physique ou/et thermique des graines pour faciliter la sortie de l'huile des vacuoles où elle est contenue.
I1 est bien évident que ces traitements préalables entraînent un risque d'endommagement de la graine d'autant plus grand que le rendement u déshuilage dépend de l'efficacité des opérations préliminaires. Plus les traitements préliminaires seront efficaces et meilleurs seront les rendements du déshuilage.
Les différentes opérations habituellement pratiquées sont le nettoyage, le décorticage, le broyage ou le floconnage, la cuisson, la pression, le conditionnement des tourteaux, l'extraction, le refroidissement et le blutage des farines.
Le nettoyage est une opération indispensable pour débarrasser la graine des produits étrangers et ne fait qu'améliorer la qualité du produit final.
Dans de nombreux cas, la graine oléagineuse est livrée à l'huilerie revêtue de sa coque ou d'une pellicule qui sont des constituants naturels. Cette coque ou cette pellicule est généralement difficile à séparer totalement de l'amande, partie noble et riche en huile. Sa présence dans les farines délipidées augmente alors la teneur en cellulose de ces dernières, ce qui entraîne une baisse de la teneur en protéines et, généralement, une dévalorisation du produit.
Les constituants protéiniques sont, en général, considérés comme la partie intéressante des farines et constituent la valeur marchande du produit.
D'autre part, les coques ou les téguments cellulosiques jouent un rôle très important dans les différentes opérations de délipidation par pression et/ou extraction par solvant. En effet, ils permettent une amélioration de la tenue des produits obtenus et une vitesse de passage plus rapide du solvant au travers de la masse à traiter.
Il est certain que, dans ces conditions, l'huilier a intérêt à les utiliser comme adjuvant pour l'amélioration des conditions de travail et en pratique, on s'applique à laisser de 8 à 10% de coques dans les amandes. Toutefois, ces coques ne constituent pas un produit inerte et sont susceptibles de dévaloriser le produit final, notamment par la présence d'isothiocyanates dans les coques.
Par ailleurs, les coques ou pellicules peuvent constituer un combustible intéressant pour la production de vapeur et permettre ainsi des économies d'énergie et de devises pour les pays importateurs de carburants. Les coques représentent:
50% du poids de la graine dans le coton
20% dans le tournesol
5% dans le colza
Le décorticage est une opération indispensable si l'on veut améliorer le produit final et récupérer le sous-produit cellulosique. Il faut qu'il soit correctement pratiqué sans production de fines particules et laisse le maximum d'amandes entières.
50% du poids de la graine dans le coton
20% dans le tournesol
5% dans le colza
Le décorticage est une opération indispensable si l'on veut améliorer le produit final et récupérer le sous-produit cellulosique. Il faut qu'il soit correctement pratiqué sans production de fines particules et laisse le maximum d'amandes entières.
L'opération de séparation demande à être bien conduite pour éviter l'entrainement d'amandes avec les coques.
Le broyage ou le floconnage est souvent pratiqué pour améliorer les conditions de cuisson.
La cuisson est nécessaire pour favoriser l'éclatement des cellules lipidiques. Elle est effectuée pendant des temps assez longs (30 à 40 minutes) à des températures souvent supérieures à 1000C avec ou sans addition d'eau. Dans tous les cas, l'amande ou le mélange amande/coque sera chauffé à plus de 1000C pour abaisser la teneur en eau à l'entrée des presses et favoriser la formation d'écailles.
Lors de l'application de la pression, celle-ci s'exerce sur un produit plus ou moins pâteux. Les échauffements obtenus par l'action mécanique de frottements et de compressions entrainent à l'intérieur des cellules des températures très élevées (souvent supérieures à 1100C) qui provoquent la destruction des acides aminés essentiels, indispensables à une bonne utilisation de ces produits en alimentation humaine ou animale.
De plus, il se forme, sous l'effet de cette pression, des combinaisons protéines/lipides et sucres/ lipides donnant à la matière un aspect brunâtre. La matière grasse subit également des modifications par: formation de polymères, oxydation, etc.
Avant leur entrée dans l'extracteur, les tourteaux sont broyés, refroidis et conditionnés pour permettre une extraction plus facile.
L'extraction par solvant se pratique à des températures relativement basses (inférieures à 600C) avec un solvant (hexane - acétone - alcool, etc.) qui entraîne tous les produits de dégradation solubilisables, résultant des traitements précédents. L'extraction débarrasse la farine de certains pigments et elle colore l'huile avec ceux-ci.
De plus, l'extraction est suivie d'une désolvantation à température comprise entre 60 et 1150C et souvent avec injection de vapeur vive à 1 ou 3 bars, ce qui entraîne la destruction des protéines.
Les opérations finales que subit la farine sont le refroidissement, le tamisage ou la mise sous forme de granules.
De ce qui précède, il apparaît que les traitements de déshuilage classiques:
a) Au cours du conditionnement:
détruisent par friction les cellules de l'amande;
font subir aux acides aminés plusieurs traitements thermiques à des températures supérieures à 1000C;
favorisent la formation de complexes entre les acides aminés, lipides et sucres donnant au produit final une coloration brunâtre;
détruisent une partie importante des acides aminés et, en particulier, la lysine et la méthionine, indispensables à la nutrition animale ou humaine;
. nécessitent la présence importante de charges cellulosiques.
a) Au cours du conditionnement:
détruisent par friction les cellules de l'amande;
font subir aux acides aminés plusieurs traitements thermiques à des températures supérieures à 1000C;
favorisent la formation de complexes entre les acides aminés, lipides et sucres donnant au produit final une coloration brunâtre;
détruisent une partie importante des acides aminés et, en particulier, la lysine et la méthionine, indispensables à la nutrition animale ou humaine;
. nécessitent la présence importante de charges cellulosiques.
Or ces charges cellulosiques:
entraînent un abaissement important de la teneur en protéines;
déclassent le produit dans l'échelle des valeurs commerciales;
risquent de causer des dommages physiques au tube digestif des consommateurs par la présence de fragments de coques souvent riches en silice.
entraînent un abaissement important de la teneur en protéines;
déclassent le produit dans l'échelle des valeurs commerciales;
risquent de causer des dommages physiques au tube digestif des consommateurs par la présence de fragments de coques souvent riches en silice.
b) Au cours de la désolvantation après extraction:
continue la destruction des acides aminés commencée au cours de la pression ou du conditionnement avant extraction du fait de la température combinée à la vapeur d'injection directe;
. insolubilise partiellement les protéines;
. facilite la formation de complexe provoquant une recoloration des farines du fait de l'action combinée de la température et de la vapeur(exemple : le brunissement des farines déshuilées de tournesol par l'action de la vapeur sur les tanins qu'elle contient.
continue la destruction des acides aminés commencée au cours de la pression ou du conditionnement avant extraction du fait de la température combinée à la vapeur d'injection directe;
. insolubilise partiellement les protéines;
. facilite la formation de complexe provoquant une recoloration des farines du fait de l'action combinée de la température et de la vapeur(exemple : le brunissement des farines déshuilées de tournesol par l'action de la vapeur sur les tanins qu'elle contient.
Il est clair que la recherche d'une farine de qualité exige la suppression des traitements qui -du fait de l'élévation de température qu'ils génèrententraînent une destruction importante des acides aminés.
De nombreux procédés antérieurs font état de l'utilisation de l'extraction directe, c'est-d-dire avec suppression du conditionnement thermique et de la pression préalables et cherchent à en atténuer les défauts.
La plupart d'entre eux font surtout appel au floconnage de la matière pour rendre maximal le rapport surface-volume puis utilisent différents procédés de cuisson pour permettre le pressage suivi d'une extraction, ou l'extraction sans pression préalable.
Ainsi le brevet français 2 290 490 décrit un procédé de floconnage de la matière après humidification de celle-ci entre 6 et 12% d'eau avec cuisson jusqu'à 116"C. Les flocons sont ensuite stabilisés par séchage en chaleur sèche jusqu'd 6% environ et traités par extraction au solvant.
Ce procédé permet d'obtenir des farines protéinées moins colorées que par pressage, mais les protéines subissent tout de même une dégradation due à la cuisson des flocons pendant 45 minutes environ.
Le déshuilage est très correct mais, les
huiles risquent de se colorer avec hydrolyse par
tielle des acides gras et augmentation de l'acidité
libre de l'huile.
huiles risquent de se colorer avec hydrolyse par
tielle des acides gras et augmentation de l'acidité
libre de l'huile.
Selon le procédé décrit dans le brevet
européen 0166537, beaucoup plus récent, on a essayé de conserver les avantages acquis des procédés similaires à celui décrit ci-dessus mais, pour rendre plus fiable le déshuilage industriel, on fait appel à une presse-extrudeuse pour produire des granulés expansés semi-déshuilés que l'on traite ensuite par solvant pour réaliser le déshuilage total.
européen 0166537, beaucoup plus récent, on a essayé de conserver les avantages acquis des procédés similaires à celui décrit ci-dessus mais, pour rendre plus fiable le déshuilage industriel, on fait appel à une presse-extrudeuse pour produire des granulés expansés semi-déshuilés que l'on traite ensuite par solvant pour réaliser le déshuilage total.
Ce procédé consiste à floconner la matière après humidification, puis à la sécher partiellement avec chauffage doux. La matière est donc introduite à 850C avec 6% d'eau dans une première zone de pression à cage perforée. A ce stade, une partie de l'huile est extraite.
La farine grasse qui contient encore 20% de matières grasses passe ensuite dans une zone d'extrusion, avec cage non perforée à la température de 1000C.
Une adjonction d'eau à 100/150 bars est pratiquée à l'entrée de cette zone pour favoriser la formation d'extrudats qui s'expansent en sortie d'appareil par vaporisation d'une partie de son humidité. Par séchage à 6% d'humidité de ces agglomérés, on obtient un produit très résistant et très poreux pouvant être facilement déshuilé par solvant.
Ce procédé permet un bon déshuilage industriel. Les huiles de pression et d'extraction sont de meilleure qualité. Les farines, par contre, ont subi plusieurs dizaines de minutes de séchage et de chauffage avant d'être déshuilées et leurs protéines ne peuvent qu'être partiellement altérées (insolubilité partielle des protéines avec légère coloration).
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés antérieurs en créant un procédé qui permette d'obtenir une farine déshuilée de graines oléagineuses, pauvre en déments cellulosiques et riche en protéines, sans recourir aux procédés traditionnels de cuisson et pression, ni à ceux préconisés par les brevets précédemment cités et sans triage, in fine, des particules cellulosiques.
Suivant l'invention, le procédé pour l'obtention de farine alimentaire à partir de graines oléagineuses non toxiques, est caractérisé par les étapes suivantes:
on introduit les graines oléagineuses complètement décortiquées et dépourvues de toute charge additionnelle, dans une extrudeuse;
on soumet ces graines, dans cette extrudeuse à des effets combinés de cisaillement, de pression, de frottement et d'élévation de la température;;
on règle ces effets de façon à éclater les cellules renfermant l'huile contenue dans les graines, mais sans entraîner d'épanchement de l'huile à l'intérieur de l'extrudeuse et en maintenant la température à une valeur suffisamment basse pour éviter toute dégradation des protéines contenues dans les graines et de façon à obtenir à la sortie de l'extrudeuse un produit compact sous forme de boudin présentant une cohésion mécanique suffisante pour pouvoir être coupé en tronçons et constituer des granulés aptes à supporter les traitements ultérieurs;
on extrait l'huile de ces granulés par traitement dans un solvant; et
on broye les granulés sensiblement exempts d'huile ainsi obtenus pour obtenir de la farine.
on introduit les graines oléagineuses complètement décortiquées et dépourvues de toute charge additionnelle, dans une extrudeuse;
on soumet ces graines, dans cette extrudeuse à des effets combinés de cisaillement, de pression, de frottement et d'élévation de la température;;
on règle ces effets de façon à éclater les cellules renfermant l'huile contenue dans les graines, mais sans entraîner d'épanchement de l'huile à l'intérieur de l'extrudeuse et en maintenant la température à une valeur suffisamment basse pour éviter toute dégradation des protéines contenues dans les graines et de façon à obtenir à la sortie de l'extrudeuse un produit compact sous forme de boudin présentant une cohésion mécanique suffisante pour pouvoir être coupé en tronçons et constituer des granulés aptes à supporter les traitements ultérieurs;
on extrait l'huile de ces granulés par traitement dans un solvant; et
on broye les granulés sensiblement exempts d'huile ainsi obtenus pour obtenir de la farine.
Le procédé selon l'invention permet ainsi de produire, sans adjonction de charges, des agglomérats ou granulés à partir d'amandes pures et, de préférence entières, de graines oléagineuses ou toute autre partie végétale riche en matières grasses t de les délipider.
Ces agglomérats ou granulés, de par le traitement subi, conservent une bonne résistance à la désagrégation leur permettant un traitement direct dans un extracteur par solvant pour leur délipidation alors que, traditionnellement celle-ci est réalisée en passant par l'une ou plusieurs des opérations comme décrites ci-dessus.
Selon une version avantageuse de l'invention, à la sortie de l'extrudeuse, on fait passer le produit dans une filière suffisamment étroite pour conférer au produit sortant de celle-ci sous forme de boudin, la cohésion mécanique désirée, mais suffisamment large pour limiter la température maximale d'échauffement du produit à une valeur comprise entre 100 et 1100C environ pendant une durée comprise entre 35 et 40 secondes environ.
On évite ainsi tout risque de dégradation des protéines sous l'effet d'un échauffement excessif et/ou trop prolongé et on obtient des agglomérats ou granulés présentant la cohésion mécanique optimale en vue de leur traitement ultérieur d'extraction.
De préférence, les graines oléagineuses introduites dans l'extrudeuse renferment au maximum 9% d'humidité et au minimum 6% d'humidité. Ces conditions ont une influence sur les propriétés finales du produit. Si les graines de départ sont trop sèches, on peut les humidifier en injectant de l'eau à l'intérieur de l'extrudeuse pour atteindre les taux d'humidité désirés.
Selon une version avantageuse de l'invention, les granulés sont séchés et refroidis avant l'étape d'extraction de l'huile. Ce séchage qui a pour effet d'abaisser le taux d'humidité jusqu'à 4 à 5% augmente la résistance à la désagrégation des granulés. De plus, cette déshumidification partielle confère aux granulés une certaine porosité qui facilite l'extraction de l'huile par le solvant.
Selon une version préférée de l'invention, on extrait l'huile des granulés par traitement dans de l'hexane à une température inférieure à 450C. Dans ces conditions, on obtient une extraction optimale de l'huile sans aucune dégradation ni perte des protéines contenues dans les granulés. On soumet les granulés sensiblement exempts d'huile à un traitement de désolvantation sous une pression comprise entre 100 et 200 mm de Hg et à une température inférieure à 900C pour éviter toute dégradation des protéines contenues dans les granulés.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs:
. la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'extrudeuse utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
. la figure 2 est une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie de l'embout de sortie de l'extrudeuse;
. la figure 3 est une demi-vue de l'embout de sortie, suivant la flèche F de la figure 2;
. la figure 4 est un schéma montrant l'installation d'extraction;
la figure 5 représente des courbes montrant l'influence de la longueur de la filière de l'extrudeuse;
. la figure 6 représente des courbes montrant l'influence de la section de passage de la filière de-l'extrudeuse; ;
. la figure 7-est un schéma d'ensemble de l'installation conforme à l'invention.
. la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'extrudeuse utilisée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention;
. la figure 2 est une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie de l'embout de sortie de l'extrudeuse;
. la figure 3 est une demi-vue de l'embout de sortie, suivant la flèche F de la figure 2;
. la figure 4 est un schéma montrant l'installation d'extraction;
la figure 5 représente des courbes montrant l'influence de la longueur de la filière de l'extrudeuse;
. la figure 6 représente des courbes montrant l'influence de la section de passage de la filière de-l'extrudeuse; ;
. la figure 7-est un schéma d'ensemble de l'installation conforme à l'invention.
En référence à la figure 1, l'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend une extrudeuse comportant un fflt 1 dans lequel sont montéesen rotation plusieurs vis d'Archimède 2a, 2b, 2c, 3, 4 solidaires les unes des autres mais séparées par des anneaux de restriction 5, 6, 7 définissant avec là face interne du fût des espaces annulaires 8, 9, 10.
L'épaisseur radiale de ces espaces annulaires 8, 9, 10 diminue progressivement entre l'entrée 11 de l'extrudeuse vers l'embout de sortie 12. En arrière de celui-ci et en avant de l'anneau de restriction 7 sont disposés des embouts 4a, 4b.
L'épaisseur radiale des espaces annulaires 8, 9, 10 est calculée pour provoquer la friction des graines oléagineuses introduites dans l'extrudeuse et leur montée en température jusqu'à obtenir près de la sortie 12 de l'extrudeuse, et seulement à cet endroit, l'éclatement des cellules renfermant l'huile contenue dans les graines. En divers endroits répartis sur le fût 1 de l'extrudeuse sont prévus des thermomètres 13, 14, 15 pour contrôler la température à l'intérieur de l'extrudeuse.
Des moyens (non représentés) peuvent être prévus pour refroidir le fût 1, par exemple par une circulation d'eau autour du fût 1 de l'extrudeuse pour éviter tout échauffement excessif de la matière introduite dans l'extrudeuse.
Des moyens, également non représentés, peuvent être prévus pour injecter de l'eau à l'intérieur de l'extrudeuse, pour conférer à la matière un taux d'humidité inférieur à 9% et de préférence compris entre 6 et 9%.
L'embout de sortie 12 de l'extrudeuse comprend des filières 16, 17 dont le diamètre est suffisamment étroit pour conférer au produit sortant de ces filières sous forme de boudinlacohésion mécanique désirée, mais suffisamment large pour limiter la température maximale d'échauffement du produit à une valeur comprise entre 100 et 1100C environ pendant une durée comprise entre 35 et 40 secondes environ. Cette durée est déterminée par la longueur des filières 16, qui présente ainsi également une importance, comme on le verra plus en détail plus loin.
Le produit sortant sous forme de boudin des filières 16, 17 est suffisamment cohérent pour être coupé en tronçons de longueurs égales pour former des granulés ou agglomérats sous forme de bâtonnets cylindriques.
On va maintenant détailler des essais d'extrusion effectués sur des amandes de coton.
Le tableau 1 ci-après résume les caractéristiques de la structure et du fonctionnement de l'extrudeuse utilisé (voir figure 1).
ESSAIS D'EXTRUSION D'AMANDES DE COTON
ET CARACTERISTIQUES DE LA STRUCTURE DE L'EXTRUDEUSE
ET CARACTERISTIQUES DE LA STRUCTURE DE L'EXTRUDEUSE
<SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 1 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 2 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 3 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 4 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 5 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 6 <SEP> ESSAI <SEP> N <SEP> 7
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<tb> Débit <SEP> à <SEP> l'heure <SEP> 990 <SEP> kg <SEP> 990 <SEP> kg <SEP> 880 <SEP> kg <SEP> 850 <SEP> kg <SEP> 905 <SEP> kg <SEP> 880 <SEP> kg <SEP> 840 <SEP> kg
<tb>
Pour apprécier la qualité des agglomérats ou granulés obtenus, deux tests sont utilisés:
a) le test de délitage à l'hexane et résistance à la désagrégation;
b) le test de colmatage à l'hexane.
<tb> <SEP> (mm)
<tb> Diamètre <SEP> écluse <SEP> 2a <SEP> - <SEP> 5 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138
<tb> <SEP> " <SEP> " <SEP> 2b <SEP> - <SEP> 6 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> 138
<tb> <SEP> " <SEP> " <SEP> 2c <SEP> - <SEP> 7 <SEP> 137 <SEP> 137 <SEP> 137 <SEP> 137 <SEP> 137 <SEP> 137 <SEP> 137
<tb> Position <SEP> de <SEP> l'écluse <SEP> (par
<tb> rapport <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> de
<tb> l'élément <SEP> de <SEP> fot) <SEP> 2a <SEP> - <SEP> 5 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14
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<tb> Type <SEP> de <SEP> vis <SEP> 2a <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet <SEP> simple <SEP> filet
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<tb> <SEP> " <SEP> 3 <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet <SEP> double <SEP> filet
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<tb> Température <SEP> zone <SEP> en <SEP> 13 <SEP> ( C) <SEP> 43 <SEP> 42 <SEP> 43 <SEP> 48 <SEP> 47 <SEP> 49 <SEP> 49
<tb> <SEP> " <SEP> " <SEP> en <SEP> 14 <SEP> " <SEP> 65 <SEP> 69 <SEP> 75 <SEP> 81 <SEP> 80 <SEP> 85 <SEP> 88
<tb> <SEP> " <SEP> " <SEP> en <SEP> 15 <SEP> " <SEP> 94 <SEP> 97 <SEP> 100 <SEP> 108 <SEP> 102 <SEP> 104 <SEP> 106
<tb> Type <SEP> de <SEP> filière <SEP> 16, <SEP> 17
<tb> diamètre <SEP> (mm) <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 5,5 <SEP> 5,5 <SEP> 4,5 <SEP> 4
<tb> nombre <SEP> de <SEP> trous <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 16 <SEP> 16 <SEP> 16
<tb> surface <SEP> sortie <SEP> (mm@) <SEP> 402 <SEP> 402 <SEP> 402 <SEP> 184 <SEP> 379 <SEP> 4254 <SEP> 200
<tb> longueur <SEP> (mm) <SEP> 25 <SEP> 40 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75 <SEP> 75
<tb> Type <SEP> d'embout <SEP> 4a, <SEP> 4b <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle <SEP> petit <SEP> modèle
<tb> <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> diam. <SEP> 70 <SEP> mm
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<tb> Débit <SEP> à <SEP> l'heure <SEP> 990 <SEP> kg <SEP> 990 <SEP> kg <SEP> 880 <SEP> kg <SEP> 850 <SEP> kg <SEP> 905 <SEP> kg <SEP> 880 <SEP> kg <SEP> 840 <SEP> kg
<tb>
Pour apprécier la qualité des agglomérats ou granulés obtenus, deux tests sont utilisés:
a) le test de délitage à l'hexane et résistance à la désagrégation;
b) le test de colmatage à l'hexane.
Le test de délitage à l'hexane et résistance à la désagrégation consiste à mettre dans une éprouvette de 500 cm9, 200 g de produit à examiner et de le recouvrir d'hexane.
L'ensemble est agité 20 fois par retournement à température ambiante.
Le récipient est laissé au repos et on filtre sur un tamis à maille de 2 mm. On recueille sur le filtre les grosses particules et dans une éprouvette le filtrat (hexane + fines).
On mesure la hauteur de fines après 1/2 h de repos.
Le rapport Vf/Vp x 100 = Z de delitage.
Vf = volume de fines dans l'hexane
Vp = volume de produit avant l'introduction de l'hexane.
Vp = volume de produit avant l'introduction de l'hexane.
Le premier test de délitage à l'hexane permet de connaître la résistance de l'agglomérat au cours de sa manutention. Les résultats sont donnés dans le tableau (2) ci-après:
<SEP> N <SEP> FILIERE <SEP> CARACTERISTIQUES <SEP> DE <SEP> PERCAGE <SEP> LONGUEUR <SEP> vF <SEP> x <SEP> 100
<tb> <SEP> DIAMETRE <SEP> (mm) <SEP> Nb <SEP> TROUS <SEP> SURF. <SEP> EN <SEP> MM <SEP> DE <SEP> LA <SEP> Vp
<tb> <SEP> FILIERE <SEP> (mm)
<tb> <SEP> F <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 25 <SEP> 50
<tb> <SEP> F <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 40 <SEP> 40
<tb> <SEP> F <SEP> 3 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 75 <SEP> 30
<tb> <SEP> F <SEP> 4 <SEP> 5,5 <SEP> 8 <SEP> 184 <SEP> 75 <SEP> 10
<tb> <SEP> F <SEP> 5 <SEP> 5,5 <SEP> 16 <SEP> 379 <SEP> 75 <SEP> 20
<tb> <SEP> F <SEP> 6 <SEP> 4,5 <SEP> 16 <SEP> 265 <SEP> 75 <SEP> 0
<tb> <SEP> F <SEP> 7 <SEP> 4 <SEP> 16 <SEP> 200 <SEP> 75 <SEP> 0
<tb>
il est certain que ce test montre que les filières 1 à 5 (excepté 4) n'ont pas produit d'agglomérats assez résistants et que, très rapidement, les farines entraînées par le solvant causeraient des gênes au fonctionnement des pompes de recyclage de ce dernier au cours de l'opération d'extraction en obstruant les tuyauteries.
<tb> <SEP> DIAMETRE <SEP> (mm) <SEP> Nb <SEP> TROUS <SEP> SURF. <SEP> EN <SEP> MM <SEP> DE <SEP> LA <SEP> Vp
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il est certain que ce test montre que les filières 1 à 5 (excepté 4) n'ont pas produit d'agglomérats assez résistants et que, très rapidement, les farines entraînées par le solvant causeraient des gênes au fonctionnement des pompes de recyclage de ce dernier au cours de l'opération d'extraction en obstruant les tuyauteries.
Industriellement, le miscella (huile + solvant) est repris dans lé fond des extracteurs puis renvoyé sur le tourteau en cours d'extraction et à contre courant suivant le cycle représenté figure 4. Sur cette figure, les références SJ1, SJ2, SJ3 désignent les différentes concentrations du miscella.
Le test de colmatage à l'hexane est effectué de la façon suivante:
Dans un tube de verre de 7 cm de diamètre et d'une hauteur de 100 cm pourvu à son extrémité inférieure d'une toile métallique de 1,5 mm, on verse 1 000 g de produit à examiner.
Dans un tube de verre de 7 cm de diamètre et d'une hauteur de 100 cm pourvu à son extrémité inférieure d'une toile métallique de 1,5 mm, on verse 1 000 g de produit à examiner.
On complète le tube avec de l'hexane jusqu'en haut.
Le miscella qui s'écoule est recueilli dans un récipient et sera recyclé plusieurs fois. A chaque remplissage, on mesure le temps d'écoulement du liquide.
Avec les résultats obtenus, on trace la courbe de vitesse de filtration qui permet de mesurer la perméabilité et la vitesse de percolation du produit examiné.
Ce test de colmatage à l'hexane, permet de connaître l'influence de ces particules fines entraî- nées par le solvant sur la vitesse de filtration dans les cycles successifs de l'extraction.
Les résultats obtenus en fonction des filières sont donnés dans le tableau nO 3 ci-après: TABLEAU 3 :
N <SEP> FILIERE <SEP> CARACTERISTIQUES <SEP> DE <SEP> PERCAGE <SEP> LONGUEUR <SEP> DEBIT <SEP> D'ECOULEMENT <SEP> Q <SEP> EN <SEP> CM /mn
<tb> <SEP> DIAMETRE <SEP> (mm) <SEP> Nb <SEP> TROUS <SEP> SURF.<SEP> EN <SEP> MM <SEP> DE <SEP> LA <SEP> LAVAGE
<tb> <SEP> FILIERE <SEP> N <SEP> 1 <SEP> N <SEP> 2 <SEP> N <SEP> 3 <SEP> N <SEP> 4 <SEP> N <SEP> 5
<tb> <SEP> (mm)
<tb> F <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 25 <SEP> 1 <SEP> 300 <SEP> 1 <SEP> 000 <SEP> 0
<tb> F <SEP> 2 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 40 <SEP> 1 <SEP> 600 <SEP> 1 <SEP> 300 <SEP> 800 <SEP> 0
<tb> F <SEP> 3 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 75 <SEP> 1 <SEP> 800 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 1 <SEP> 200 <SEP> 800 <SEP> 0
<tb> F <SEP> 4 <SEP> 5,5 <SEP> 8 <SEP> 184 <SEP> 75 <SEP> 2 <SEP> 200 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 2 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 900 <SEP> 1 <SEP> 800
<tb> F <SEP> 5 <SEP> 5,5 <SEP> 16 <SEP> 379 <SEP> 75 <SEP> 2 <SEP> 200 <SEP> 1 <SEP> 800 <SEP> 1 <SEP> 500 <SEP> 1 <SEP> 200 <SEP> 1 <SEP> 000
<tb> F <SEP> 6 <SEP> 4,5 <SEP> 16 <SEP> 254 <SEP> 75 <SEP> 2 <SEP> 150 <SEP> 2 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 900 <SEP> 1 <SEP> 800 <SEP> 1 <SEP> 600
<tb> F <SEP> 7 <SEP> 4 <SEP> 16 <SEP> 200 <SEP> 75 <SEP> 2 <SEP> 200 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 2 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 900
<tb>
Les courbes représentées sur les figures 5 et 6 permettent de juger de l'influence des filières utilisées. Ces courbes établies pour les différentes filières F1 à F7 du tableau nO 3 représentent en ordonnées le débit Q en cm3/mn d'écoulement du lavage et en abscisses le nombre N de lavages.
<tb> <SEP> DIAMETRE <SEP> (mm) <SEP> Nb <SEP> TROUS <SEP> SURF.<SEP> EN <SEP> MM <SEP> DE <SEP> LA <SEP> LAVAGE
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<tb> F <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 402 <SEP> 25 <SEP> 1 <SEP> 300 <SEP> 1 <SEP> 000 <SEP> 0
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Les courbes représentées sur les figures 5 et 6 permettent de juger de l'influence des filières utilisées. Ces courbes établies pour les différentes filières F1 à F7 du tableau nO 3 représentent en ordonnées le débit Q en cm3/mn d'écoulement du lavage et en abscisses le nombre N de lavages.
Il est démontré par les courbes F1, F2, F3 de la figure 5 que plus la longueur de la filière utilisée à la fabrication des agglomérats est petite et plus la présence de fines devient abondante et gêne par la suite la percolation du miscella. La filière F1 de 25 mm de longueur au 3e recyclage a produit 50% de fines qui empêchent l'hexane de traverser la masse de tourteaux.
La bonne longueur de filière, dans le cas de ces essais, a été de 75 mm.
Dans une deuxième série, il a été examiné la surface de passage de ces filières (voir coures (F4 à F7 de la figure 6)). il apparaît qu'à longueur égale et à capacité de filière voisine (voir tableau nO 1), il existe un optimum de compacité de la matière; c'est ainsi que la filière F5 n'a pas permis d'obtenir un résultat aussi satisfaisant que la filière F4.
Le schéma de la figure 7 résume l'ensemble des opérations pour l'extraction en direct des amandes des graines d'oléagineux en vue'de l'obtention de farines alimentaires.
A partir d'une trémie 30, les graines entières sont nettoyées dans l'appareil 31. Cette opération doit être conduite avec le plus grand soin de façon à éliminer les particules végétales, le sable et les graines étrangères.
Le matériel utilisé est un appareil classique amélioré et différent suivant les graines utilisées. Une série de tamis calibrés est utilisée en fonction de la grosseur des graines.
Le décortiqueur ou le dépelliculeur travaille en un ou plusieurs passages de façon à éviter de briser les amandes. Les graines non décortiquées ou dépelliculées refusées par l'appareil 31 sont envoyées sur un second appareil 32 réglé différemment du précédent de façon à obtenir le maximum d'amandes entières.
Les coques ou pellicules sont retraitées dans un batteur 33 pour récupérer les fines particules d'amandes qui ont été entraînées dans les coques.
Ces récupérations peuvent être traitées à part des amandes.
Les amandes entières stockées dans la trémie 34 sont envoyées dans une extrudeuse 35 semblable à celle décrite plus haut.
Le réglage de l'humidité et des conditions de fonctionnement est différent selon les graines.
Les agglomérats ou granulés sont séchés et refroidis dans l'appareil 36.
Ainsi conditionnées, les amandes peuvent être envoyées dans un extracteur 37 permettant d'effectuer la délipidation à basse température (inférieure à 450C) et d'effectuer la désolvantation en 38 sous une pression résiduelle relativement faible (100 à 200 mm Hg maximum) sans jamais dépasser une température de 9O0C avec une faible injection de vapeur à 1 bar.
N'importe quel type d'extracteur peut être utilisé dès qu'il permet d'effectuer les opérations dans les conditions ci-dessus décrites. Les granulés exempts d'huile sont envoyés dans un silo 39 de stockage, puis dans un cyclone 40 et une écluse 41.
La farine obtenue est ensuite refroidie en 42 avant d'être broyée en 43 et tamisée en 44. Les particules trop grosses sont calibrées et recyclées dans le broyeur avant d'être à nouveau tamisées.
Dans ces conditions, on obtient une farine à valeur alimentaire à haut teneur en protéines à partir de graines de coton, colza, tournesol ou arachide.
D'après plusieurs essais, effectués sur des farines de coton préparées selon l'invention, le taux de lysine disponible, en pourcentage des protéines est:
2,5 à 3 dans les tourteaux délipidés par presse à vis;
. 3,1 à 3,6 dans les tourteaux délipidés par solvant après pressage;
3,7 à 4,2 dans les tourteaux délipidés par mélange azéotrope (acétone - hexane - eau) sans pression préalable;
4,5 à 5 dans les farines délipidées directement par hexane sans chauffage préalable, suivant le procédé conforme à l'invention.
2,5 à 3 dans les tourteaux délipidés par presse à vis;
. 3,1 à 3,6 dans les tourteaux délipidés par solvant après pressage;
3,7 à 4,2 dans les tourteaux délipidés par mélange azéotrope (acétone - hexane - eau) sans pression préalable;
4,5 à 5 dans les farines délipidées directement par hexane sans chauffage préalable, suivant le procédé conforme à l'invention.
Dans le cas du coton, le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir un produit de haute qualité alimentaire, sous réserve que la graine traitée soit exempte de gossypol.
La farine obtenue présente la composition pondérale suivante:
. humidité: 5%
. celulose: 2,5%
. matières grasses: 1%
. protéines totales: 55% dont 80% solubles
-. acides aminés:
- méthionine: 2%
- lysine 4,5%
Cette farine présente une très faible teneur en cellulose et en matières grasses. Par contre, elle présente une très forte teneur en protéines. Elle est ainsi directement utilisable-pour l'alimentation humaine ou animale.
. humidité: 5%
. celulose: 2,5%
. matières grasses: 1%
. protéines totales: 55% dont 80% solubles
-. acides aminés:
- méthionine: 2%
- lysine 4,5%
Cette farine présente une très faible teneur en cellulose et en matières grasses. Par contre, elle présente une très forte teneur en protéines. Elle est ainsi directement utilisable-pour l'alimentation humaine ou animale.
Claims (11)
1. Procédé pour l'obtention de farine alimentaire à partir de graines oléagineuses non toxiques, caractérisé par les étapes suivantes:
on introduit les graines oléagineuses complètement décortiquées et dépourvues de toute charge additionnelle, dans une extrudeuse (1);
on soumet ces graines, dans cette extrudeuse (1) à des-effets combinés de cisaillement, de pression, de frottement et d'élévation de la température;;
on règle ces effets de façon à éclater les cellules renfermant l'huile contenue dans les graines, mais sans entraîner d'épanchement de l'huile à l'intérieur de l'extrudeuse et en maintenant la température à une valeur suffisamment basse pour éviter toute dégradation des protéines contenues dans les graines et de façon à obtenir à la sortie de l'extrudeuse un produit compact sous forme de boudin présentant une cohésion mécanique suffisante pour pouvoir être coupé en tronçons pour constituer des granulés aptes à supporter les traitements ultérieurs;
on extrait l'huile de ces granulés par traitement dans un solvant; et
on broye les granulés sensiblement exempts d'huile ainsi obtenus pour obtenir de la farine.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'à la sortie (12) de l'extrudeuse (1) on fait passer le produit dans une filière (16, 17) suffisamment étroite pour conférer au produit sortant de celle-ci sous forme de boudin la cohésion mécanique désirée, mais suffisamment large pour limiter la température maximale d'échauffement du produit à une valeur comprise entre 100 et 1100C environ pendant une durée comprise entre 35 et 40 secondes environ.
3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les graines oléagineuses introduites dans l'extrudeuse (1) renferment au maximum 9% en poids d'eau.
4. Procédé conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les graines oléagineuses introduites dans l'extrudeuse (1) renferment entre 6 et 9% en poids d'eau.
5. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les granulés sont séchés et refroidis avant l'étape d'extraction de l'huile. w
6. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on extrait l'huile des granulés par traitement dans un solvant à une température inférieure à 450C.
7. Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on soumet les granulés sensiblement exempts d'huile à un traitement de désolvantation sous une pression comprise entre 100 et 200 mm de Hg et à une température inférieure à 9O0C.
8. Farine de graines de coton obtenue selon le procédé conforme à l'une des revendication 1 à 7, caractérisé en ce qu'elle présente sensiblement la composition pondérale suivante:
humidité: 5%
. cellulose: 2,5%
. matières grasses: 1%
. protéines totales: 55%
. acides aminés:
- méthionine: 2%
- lysine: 4,5%
9.Installation pour la-mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 7, comprenant une extrudeuse comportant un fût (1) dans lequel sont montées en rotation plusieurs vis d'Archimède (2a, 2b, 2c, 3, 4) solidaires les unes des autres et séparées par des anneaux de restriction (5, 6, 7) définissant avec la face interne du fût des espaces annulaires (8, 9, 10) dont l'épaisseur radiale diminue progressivement Vers la sortie (12) de l'extrudeuse, caractérisée en ce que l'épaisseur radiale des espaces annulaires (8, 9, 10) est calculée pour provoquer la friction des graines introduites dans l'extrudeuse et leur montée en température jusqu qu'à obtenir près de la sortie (12) de l'extrudeuse, l'éclatement des cellules renfermant l'huile contenue dans les graines, et en ce qu'en divers endroits répartis sur le fût de l'extrudeuse sont prévus des thermometres (13, 14, 15) pour contrôler la température à l'intérieur de l'extrudeuse.
10. Installation conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que la sortie de l'extrudeuse comprend un embout de sortie (12) présentant au moins une filière (16, 17) dont le diamètre est suffisamment étroit pour conférer au produit sortant de cette filière sous forme de boudin, la cohésion mécanique désirée, mais suffisamment large pour limiter la température maximale d'échauffement du produit à une valeur comprise entre 100 et 1100C environ pendant une durée comprise entre 35 et 40 secondes environ.
11. Installation conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que dans le cas des graines de coton, les orifices de la filière (16, 17) ont un diamètre compris entre 4 et 5,5 mm et une longueur égale à environ 75 mm.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8608376A FR2599597B1 (fr) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Procede et installation pour l'obtention de farine alimentaire a partir de graines oleagineuses |
| OA59136A OA08610A (fr) | 1986-06-10 | 1987-06-10 | Procédé et installation pour l'obtention de farine alimentaire à partir de graines oleagineuses. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8608376A FR2599597B1 (fr) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Procede et installation pour l'obtention de farine alimentaire a partir de graines oleagineuses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2599597A1 true FR2599597A1 (fr) | 1987-12-11 |
| FR2599597B1 FR2599597B1 (fr) | 1990-04-27 |
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|---|---|---|---|
| FR8608376A Expired - Fee Related FR2599597B1 (fr) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | Procede et installation pour l'obtention de farine alimentaire a partir de graines oleagineuses |
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|---|---|
| FR (1) | FR2599597B1 (fr) |
| OA (1) | OA08610A (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0906414A2 (fr) † | 1996-03-28 | 1999-04-07 | Gist-Brocades B.V. | Procede pour la preparation d'une biomasse microbienne granulaire et isolation de composes interessants a partir de cette derniere |
| EP1506996A3 (fr) * | 1996-03-28 | 2006-06-14 | DSM IP Assets B.V. | Preparation d'acide gras polyinsature microbien a partir d'huile contenant une biomasse pasteurisee |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4373434A (en) * | 1980-11-24 | 1983-02-15 | Simon-Rosedowns Limited | Apparatus for the expansion of oil bearing seeds |
| US4384837A (en) * | 1980-07-08 | 1983-05-24 | Oryza Oil & Fat Chemical Co., Ltd. | Apparatus for pretreatment for extracting crude oil from rice bran |
-
1986
- 1986-06-10 FR FR8608376A patent/FR2599597B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-06-10 OA OA59136A patent/OA08610A/fr unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384837A (en) * | 1980-07-08 | 1983-05-24 | Oryza Oil & Fat Chemical Co., Ltd. | Apparatus for pretreatment for extracting crude oil from rice bran |
| US4373434A (en) * | 1980-11-24 | 1983-02-15 | Simon-Rosedowns Limited | Apparatus for the expansion of oil bearing seeds |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS' SOCIETY, vol. 63, no. 2, février 1986, pages 239-243, Champaign, Illinois, US; J.M.AGUILERA et al.: "Laboratory and pilot solvent extraction of extruded high-oil corn" * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0906414A2 (fr) † | 1996-03-28 | 1999-04-07 | Gist-Brocades B.V. | Procede pour la preparation d'une biomasse microbienne granulaire et isolation de composes interessants a partir de cette derniere |
| EP1506996A3 (fr) * | 1996-03-28 | 2006-06-14 | DSM IP Assets B.V. | Preparation d'acide gras polyinsature microbien a partir d'huile contenant une biomasse pasteurisee |
| EP0906414B2 (fr) † | 1996-03-28 | 2015-08-12 | DSM IP Assets B.V. | Procede pour la preparation d'une biomasse microbienne granulaire et isolation de composes interessants a partir de cette derniere |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2599597B1 (fr) | 1990-04-27 |
| OA08610A (fr) | 1988-11-30 |
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