FR2955589A1 - Procede de trituration reactive des graines de jatropha - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de trituration réactive de graines de Jatropha qui permet, en partant de graines de Jatropha spécifiquement conditionnées et en présence d'alcool léger et de catalyseur basique, d'effectuer en une seule étape la trituration et la réaction de transestérification des triglycérides présents dans l'huile de Jatropha, pour conduire à l'obtention simultanée d'un tourteau, de glycérol et d'esters d'acides gras. Le procédé de traitement des graines de Jatropha selon l'invention permet d'inactiver, d'une manière simple et peu coûteuse, en plus de la curcine, les esters de phorbol, rendant ainsi possible d'une part, la manipulation sans risque par l'homme et, d'autre part, l'utilisation du tourteau de ricin en alimentation animale. De manière caractéristique, les graines sont conditionnées par une suite d'opérations comprenant une étape d'aplatissage et une étape de séchage de celles-ci.

Description

La présente invention concerne un procédé de trituration réactive de graines de Jatropha qui permet, en partant de graines de Jatropha spécifiquement conditionnées et en présence d'alcool léger et de catalyseur basique, d'effectuer en une seule étape la trituration et la réaction de transestérification des triglycérides présents dans l'huile de Jatropha, pour conduire à l'obtention simultanée d'un tourteau, de glycérol et d'esters d'acides gras. Ces derniers sont destinés principalement à la fabrication de biodiésel. De plus, le procédé selon l'invention permet d'obtenir un tourteau complètement détoxifié. Les tourteaux obtenus par le procédé de traitement de graines de Jatropha (notamment Jatropha curcas L.) selon l'invention gardent un intérêt nutritionnel et peuvent être directement utilisés dans l'alimentation animale, sans constituer un risque pour la santé des personnes qui les manipulent. Il est connu de préparer, à partir de graines de plantes oléagineuses, des esters d'acides gras, en deux étapes, à savoir une étape d'extraction d'huile en présence de solvant et une étape de transestérification de cette huile en présence d'alcool et de catalyseur, conduisant à l'obtention d'une phase ester et d'une phase glycérol. Le genre Jatropha comprend plusieurs espèces connues pour les propriétés irritantes de leurs graines chez l'homme et l'animal. Ce sont des plantes tropicales cultivées en Amérique Latine, en Asie et en Afrique et utilisées principalement comme haie. Leurs applications nutritionnelles et techniques potentielles, notamment dans le contrôle de l'érosion des sols et la préparation de biodiesel, sont à présent limitées en raison de leur toxicité. Les graines de Jatropha sont riches en huile et en protéines, mais elles sont fortement toxiques et incompatibles avec une consommation humaine ou animale. Les composés toxiques et anti-nutritionnels du Jatropha incluent la curcine (une lectine), des flavonoides, des inhibiteurs de trypsine, des saponines, des phytates et des esters de phorbol. La lectine et l'activité des inhibiteurs de trypsine peuvent être éliminées par un traitement thermique. Les fortes concentrations en esters de phorbol, qui sont stables thermiquement, restent la principale source de toxicité de l'huile extraite des graines de Jatropha et des tourteaux. En effet, cette famille de composés est connue pour ses effets biologiques néfastes chez l'homme et l'animal, notamment dans l'inflammation et la promotion des tumeurs. Les esters de phorbol n'induisent pas de tumeur par eux-mêmes, mais facilitent la croissance de tumeurs après exposition à des doses considérées comme non cancérigènes d'un composé carcinogène.

La teneur en esters de phorbol varie parmi les différentes variétés de Jatropha, comme montré par l'étude de Makkar H.P.S et aL J. Agric. Food Chem. 45 :8, 1997, 3152-3157. Les données présentées dans le tableau 4 montrent que ces composés ont été détectés dans la plupart des variétés testées. Il y a une variété où les esters de phorbol sont absents, le Jatropha cultivé au Mexique, alors que les autres variétés sont plus ou moins riches en ces composés (notamment le Jatropha provenant du Kenya ou du Nicaragua). L'utilisation du tourteau de Jatropha en alimentation animale ne peut être assurée que si l'élimination des composés toxiques et anti-nutritionnels peut être garantie. Les effets toxiques des graines de Jatropha sur les animaux semblent être liés au dosage, comme le montre la publication de S.E.I. Adam, Toxicol. 2 : 67-76, 1974. Les données présentées dans le tableau 1 de la publication Vet. Pathol. 16 : 476-482, 1979 montrent que la mort des animaux nourris avec des graines de Jatropha survient après plusieurs jours, probablement à cause d'un effet cumulatif des composés toxiques.

La publication de W. Haas et M. Mittelbach, Ind. Crops Prod. 12 (2000), 111-118 décrit une méthode de dosage des esters de phorbol dans l'huile de Jatropha ainsi que différents traitements de l'huile. Il est montré que les traitements conventionnels de dégommage et de désodorisation de l'huile ont une faible influence sur la concentration des ces composés, alors que la désacidification et le blanchiment permettent de diminuer jusqu'à 55 % la teneur en esters de phorbol, ce qui reste insuffisant. Différentes méthodes de détoxification du Jatropha ont été testées. Le chauffage des graines de Jatropha à 160°C pendant 30 minutes ne permet pas d'éliminer les esters de phorbol (Aregheore E.M. et al., S. Pac. J. Nat. Sci. 21 :50-56, 2003).

L'injection de vapeur dans les extraits de protéines obtenus à partir de tourteaux délipidés pendant 10 min à environ 92°C permet d'éliminer les esters de phorbol (Devappa R.K. et Swamylingappa B., J. Sci. Food Agric. 88 :911-919, 2008). Néanmoins cette méthode est fortement consommatrice d'énergie et conduit à isoler les protéines du tourteau qui se retrouve appauvri en constituants d'intérêt nutritionnel.

Une extraction à l'éthanol 90 % suivie d'un traitement des tourteaux de Jatropha par NaHCO3 à 121°C pendant 20 minutes a permis de diminuer de près de 98% le taux d'esters de phorbol (Martinez-Herrera J. et al., Food Chem. 96 (2006), 80-89). Un traitement basique (solution aqueuse de soude ou de chaux à 2%), suivi d'un traitement thermique à 121°C pendant 30 minutes, effectués sur des tourteaux de Jatropha, ont permis de réduire leur teneur en esters de phorbol de 89 % mais la détoxification n'est pas complète (Rakshit KD. Et al., Food Chem. Toxicol. 46 (2008) : 3621-3625). D'autres plantes contiennent dans leurs graines des composés toxiques similaires, notamment des esters de phorbol qui sont présents naturellement dans de nombreuses plantes des familles Euphorbiaceae et Thymelaeaceae. A titre d'exemple, on peut citer Euphorbia lathyris (herbe à taupe ou purge) et Croton tiglium (croton cathartique) de la famille des Euphorbiacées, ou encore Bertholletia excelsa (noyer du Brésil), Prunus dulcis (amandier), Gossypium hirsutum (coton), Linum usitatissimum (lin), Ceiba pentandra (kapok), Sapium indicum, S. Japonicum, Euphorbia frankiana, E. cocrulescence, E. ticulli, Croton spareiflorus, C. ciliatoglandulifer, Excoecaria agallocha et Homalanthus mutans. Le procédé de détoxification des graines faisant l'objet de l'invention est généralisable à toutes ces plantes. Il est donc souhaitable de disposer d'un procédé de traitement des graines de Jatropha, et plus généralement de toute graine contenant des composés toxiques comme les esters de phorbol et/ou la curcine ou d'autres protéines toxiques telles que la crotine (présente notamment dans les graines de Croton tiglium) et l'abrine (dans les graines d 'Abrus precatorius), ledit procédé permettant d'inactiver, d'une manière simple et peu coûteuse ces composés toxiques, ce qui rendrait alors possible d'une part, la manipulation sans risque par l'homme et, d'autre part, l'utilisation du tourteau notamment de Jatropha en alimentation animale. Ceci est particulièrement important pour l'économie des pays grands producteurs de l'huile de Jatropha (Inde, Madagascar, Brésil), car, si l'huile de Jatropha a de multiples usages industriels, les tourteaux de Jatropha ne trouvent pas encore d'utilisation à l'échelle industrielle, notamment en raison des problèmes de toxicité évoqués plus haut. La présente invention se propose de fournir un procédé de traitement de graines de Jatropha qui limite le nombre d'étapes de traitement des graines et la manipulation du tourteau, en vue d'une application industrielle en continu visant à produire des esters d'acide gras, et qui permette de détruire « à la source » la toxine (curcine) et les esters de phorbols présents dans les graines de Jatropha, si possible en maintenant une valeur nutritive au tourteau. L'autre avantage du procédé versus les procédés conventionnels réside dans les faibles quantités d'eau mises en oeuvre. Les opérations de raffinage de l'huile brute par exemple sont très gourmandes en eau. Cette économie d'eau est un atout majeur dans le cadre du développement de cette technologie dans les pays en cours de développement et dans une moindre mesure dans les pays riches puisque l'eau tend à devenir une commodité de plus en plus coûteuse. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de traitement de graines contenant des composants toxiques tels que la curcine, l'abrine, la crotine et/ou des esters de phorbol, notamment de graines de Jatropha, lesdites graines ayant de préférence un taux d'acidité inférieur ou égal à 3 mg KOH/g, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : i) une étape de conditionnement des graines ; ii) une étape de mise en contact des graines conditionnées avec un alcool léger anhydre et un catalyseur alcalin dans des conditions de température et de durée suffisantes pour permettre l'extraction et la transestérification simultanées de l'huile végétale et conduisant à l'obtention d'un mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol, et d'un tourteau. Le procédé selon l'invention permet de faire réagir « in planta » l'alcool léger avec l'huile contenue au coeur de la graine. Dans ce procédé, l'alcool joue à la fois le rôle de solvant et de réactif. De manière caractéristique, les graines sont conditionnées par une suite d'opérations comprenant une étape d'aplatissage et une étape de séchage de celles-ci. Selon les conditions employées, le procédé selon l'invention peut conduire directement à l'obtention d'un tourteau détoxifié. Dans une variante de réalisation, le tourteau est soumis à une étape supplémentaire de séchage, dans des conditions de température et durée suffisantes pour inactiver la Curcine et pour décomposer les esters de phorbol. Avantageusement, le tourteau ainsi traité perd son caractère nocif et peut être manipulé sans danger par l'homme pour être utilisé en alimentation animale. Par « graines de Jatropha » on entend dans le cadre de la présente invention des graines de plantes de Jatropha, seules ou en mélange avec des graines provenant d'au moins une autre plante oléagineuse, oléo-protéagineuse ou protéagineuse, les graines ou le mélange de graines produisant une huile contenant au moins 40% en poids d'acide Oléique. On ne sortirait pas du cadre de l'invention lorsque les graines mises en oeuvre dans le procédé selon l'invention proviennent en tout ou partie de plantes génétiquement modifiées. Les plantes oléagineuses sont cultivées spécifiquement pour leurs graines ou leurs fruits oléifères riches en matières grasses dont on extrait de l'huile à usage alimentaire, énergétique ou industriel. Les plantes protéagineuses appartiennent au groupe botanique des légumineuses dont les graines sont riches en protéines. Les plantes oléo-protéagineuses sont des légumineuses dont les graines contiennent aussi de l'huile.

Par « tourteau de Jatropha détoxifié» selon l'invention on entend un tourteau de Jatropha présentant à la fois : - un taux de détoxification en Curcine d'au moins 90% et de préférence d'au moins 95%, en activité, lorsque ce taux est mesuré au moyen d'un test quantitatif, ou de 100% lorsque ce taux est mesuré au moyen d'un test qualitatif ; - et un taux de décomposition des esters de phorbol d'au moins 95% et de préférence d'au moins 99%, en activité, lorsque ce taux est mesuré au moyen d'un test quantitatif, ou de 100% lorsque ce taux est mesuré au moyen d'un test qualitatif.

Prenant en compte les résultats présentés dans la publication de Makkar H.P.S. et al, 'tant Foods for liman Nutrition 1998, vol. 52, n°1, pp 31-36 , une teneur en esters de phorbol de 0,11 mg/g correspond à un tourteau comestible (non toxique). Les tourteaux détoxifiés selon l'invention possèdent donc une teneur en esters de phorbol d'au plus 0,11 mg par g de tourteau traité.

Par «taux de détoxification » en curcine on entend le pourcentage massique de toxine inactivée dans le tourteau. Par «taux de décomposition» des esters de phorbol on entend le pourcentage massique d'esters de phorbol décomposés dans l'huile. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée du procédé de traitement de graines de Jatropha selon l'invention qui va suivre. L'invention a pour objet un procédé de traitement de graines contenant des composants toxiques tels que la curcine, l'abrine, la crotine et/ou des esters de phorbol, notamment des graines de Jatropha, seules ou en mélanges avec des graines provenant d'au moins une autre plante oléagineuse, oléo-protéagineuse ou protéagineuse, lesdites graines ayant de préférence un taux d'acidité inférieur ou égal à 3 mg KOH/g, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : i) une étape de conditionnement des graines sans décorticage préalable; ii) une étape de mise en contact des graines conditionnées avec un alcool léger anhydre et un catalyseur alcalin dans des conditions de température et de durée suffisantes pour permettre l'extraction et la transestérification simultanées de l'huile végétale et conduisant à l'obtention d'un mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol, et d'un tourteau, caractérisé en ce que les graines sont conditionnées par une suite d'opérations comprenant une étape d'aplatissage et une étape de séchage de celles-ci. Une autre particularité des graines de Jatropha est liée à leur forte toxicité, due notamment à la présence de curcine et des esters de phorbol. Après l'extraction de l'huile, la curcine se concentre dans les tourteaux et les esters de phorbol se concentrent dans l'huile et/ou dans les esters, rendant problématique, voire dangereuse leur manipulation par l'homme. Le procédé selon l'invention permet de résoudre simultanément de nombreux problèmes liés à la transestérification de l'huile de Jatropha. Ce procédé permet avantageusement de passer directement de la graine aux esters d'acides gras, en évitant les étapes de trituration, de raffinage, de purification et la production de sous-produits.

Les esters d'acide gras obtenus par le procédé selon l'invention conviennent particulièrement à la préparation de biodiésel, comme mentionné plus haut. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une fraction riche en esters d'acides gras qui est dépourvue de toxicité, et donc utilisable sans risques, notamment pour la fabrication de biodiesel. Par ailleurs, le procédé conduit à l'obtention de tourteaux détoxifiés, qui peuvent être manipulés sans danger par l'homme et peuvent être utilisés dans l'alimentation animale sans risque d'empoisonnement pour les animaux.

Etape de conditionnement des graines La première étape du procédé selon l'invention consiste à conditionner les graines de Jatropha, utilisées seules ou en mélange avec d'autres graines de plantes oléagineuses, oléo-protéagineuses ou protéagineuses. Ce conditionnement est effectué sur les graines entières. Il comprend une première opération d'aplatissage des graines, suivie d'une opération de séchage des graines aplaties. L'objectif du conditionnement de la graine est de rendre l'huile la plus accessible possible à l'alcool, sans toutefois trop altérer sa résistance mécanique. Ceci évite la formation d'une pâte et des fines, respectivement préjudiciables à la mise en oeuvre d'un procédé continu et à la purification finale des esters produits. Par ailleurs, la graine conditionnée doit permettre un passage aisé du fluide réactionnel (mélange alcool û catalyseur basique) selon un simple phénomène de percolation.

Selon une variante de réalisation, les graines fraîches sont aplaties sur un aplatisseur mécanique à rouleaux lisses ou cannelés. Les graines ainsi aplaties sont séchées, par exemple dans une étuve ventilée thermorégulée ou dans un séchoir continu à bande ou rotatif à air chaud. La durée de séchage et la température sont choisies en sorte d'obtenir une diminution de l'humidité des graines à des valeurs inférieures ou égales à 2% en poids. De préférence, le séchage est réalisé rapidement après aplatissage, en moins de une heure, de préférence après 5 à 10 minutes, à une température suffisante pour réduire le taux d'humidité des graines à 2% en poids ou moins.

L'humidité résiduelle de la graine est déterminée par thermogravimétrie. La graine est préalablement broyée, puis le broyat obtenu est séché à 105°C dans une thermobalance jusqu'à stabilisation du poids. La teneur en eau est exprimée en pourcentage de la matière brute. Dans une variante préférée de réalisation, l'étape i) de conditionnement des graines comprend en outre une opération de préchauffage des graines, effectuée avant l'opération d'aplatissage. Cette opération de préchauffage confère à la graine une plus grande plasticité et donc un écrasement plus efficace lors de l'aplatissage (gain au niveau de la surface de contact, de la vitesse de percolation de l'alcool et donc de sa capacité extractive). Elle a lieu de préférence à une température inférieure ou égale à 100°C.

Etape d'extraction et de transestérification Les graines conditionnées comme décrit plus haut sont mises en contact avec un alcool léger anhydre et un catalyseur alcalin dans des conditions de température et de durée suffisantes pour permettre l'extraction et la transestérification de l'huile végétale et conduisant à l'obtention d'un mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol, et d'un tourteau. L'alcool léger utilisé à l'étape ii) est un alcool aliphatique inférieur tel que le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol et le n-propanol, et de préférence est le méthanol.

Selon une variante de réalisation, on ajoute également dans le milieu de réaction un solvant organique (co-solvant) miscible ou non-miscible avec ledit alcool léger. Comme co-solvant on peut citer : l'hexane, l'heptane, le benzène, le bicyclohexyle, le cyclohexane, la décaline, le décane, hexane (Texsolve C), l'essence, l'éther de pétrole, le kérosène, le kerdane, le gazole, le pétrole lampant, Méthylcyclohexane, le Texsolve S ou S-66, Naphta (Texsolve V), Skellite, le Tetradécane, le Texsolve (B, C, H, S, S-2, S-66, S-LO, V), le CO2 supercritique, le propane ou le butane pressurisés, les solvants naturels tels que les terpènes (limonène, alpha et béta pinène, etc), des éthers tels que le diméthyléther, le diéthyléther, des cétones tels que l'acétone et des mélanges de tous ces solvants. Le catalyseur basique mis en oeuvre dans le procédé est choisi dans le groupe: soude, soude alcoolique, soude solide, potasse, potasse alcoolique, potasse solide, méthylate de sodium ou de potassium, éthylate de sodium ou de potassium, propylate de sodium et de potassium, isopropylate de sodium et de potassium.

La réaction a lieu dans un réacteur à lit fixe. Selon un mode de réalisation, le réacteur à lit fixe est une colonne de percolation thermorégulée équipée d'une grille. Une pompe permet d'alimenter la colonne en mélange alcool-catalyseur basique. L'alcool et le catalyseur sont donc ajoutés simultanément dans le réacteur, qui est maintenu à une température allant de 30 à 75°C, de préférence à environ 50°C. Le rapport massique catalyseur/alcool/graines est de préférence compris dans la gamme 0,001 à 0,01/0,1 à 5/1. L'alimentation est réalisée en tête de lit ; le liquide réactionnel percole alors à travers le lit puis est récupéré dans une réserve située en aval, sous le lit. Par pompage, le liquide est renvoyé en tête de lit pour diffuser à nouveau dans le lit. La durée du cycle de recirculation du mélange alcool/catalyseur est de 15 à 60 minutes, de préférence de 20 à 40 minutes. Ln fin de cycle, l'alimentation en liquide est stoppée. Une partie du liquide encore présent dans les graines imbibées est alors récupérée par simple égouttage. On réalise ensuite l'extraction et le lavage des graines. Pour cela, on alimente la colonne en alcool anhydre qui diffuse à nouveau par percolation sans recirculation ultérieure de l'alcool. De préférence, l'extraction à l'alcool est effectuée en 3 à 9 étages. La quantité de solvant est injectée pendant une période donnée (de l'ordre de 4 à 10 minutes), le liquide étant ensuite égoutté pendant une durée de 10 à 20 minutes. Le liquide récupéré peut subir une étape de neutralisation par ajout d'acide, puis une étape d'évaporation de l'alcool, pour conduire à un mélange de phases consistant en une phase plus légère riche en esters et une phase plus dense riche en glycérol. Aucune de ces phases ne contient de lacurcine. Le mélange de phases est soumis à une étape de décantation (consistant par exemple en une décantation statique dans un ou plusieurs décanteurs en parallèle ou en série, décantation centrifuge, combinaison de décantation statique ou centrifuge), permettant d'obtenir une phase supérieure composée majoritairement d'esters gras d'acide gras (phase ester) et une phase inférieure composée majoritairement de glycérine et d'eau (phase glycérine). S La phase ester est ensuite soumise à une séquence de réactions chimiques et/ou de séparations/purifications visant la récupération des esters gras, comprenant de manière connue une étape de lavage à l'eau suivie d'une étape de séchage sous vide. L'ester d'acide gras ainsi obtenu est destiné notamment à la préparation de biodiésel. I L'autre produit issu directement du procédé selon l'invention est le tourteau de Jatropha. Selon une variante de réalisation, le tourteau maigre imbibé d'alcool est séché, par exemple à l'étuve ventilée, pendant 4h, à une température inférieure ou égale à 200°C, de préférence inférieure ou égale à 150°C et encore plus préférentiellement inférieure 15 ou égale à 120°C. Cette étape de séchage a aussi pour but de détruire la curcine restant dans le tou teau. En parallèle, cette étape de séchage permet d'éliminer du tourteau le solvant (alcool) utilisé lors de l'extraction. Selon une autre variante de réalisation, le procédé selon l'invention ne comprend pas d'étape de séchage du tourteau à haute température (température supérieure à 20 120°C) ; selon les conditions mises en oeuvre, la curcine peut être inactivée grâce aux traitements physiques et/ou chimiques appliqués aux graines de Jatropha au cours des étapes de conditionnement et d'extraction/transestérification décrites plus haut, de sotte que l'opération de séchage du tourteau à des températures élevées devient inutile. Dans ce cas, le procédé comprend seulement une étape de séchage du tourteau à des 25 températures inférieures à 120°C, destinée à éliminer le solvant (alcool) utilisé lors de l'extraction, afin de permettre l'utilisation dudit tourteau dans l'alimentation animale. Le test quantitatif pour déterminer le caractère toxique des tourteaux ainsi que des phases liquides récupérées après l'étape d'extraction/transestérification, est le test de toxicité aiguë par voie orale. 30 La publication Makkar FLP.S et al. J. Agric. Food Cheire 45 :8, 1997, 3152-3157 décrit un test quantitatif de la curcine (test d'hémagglutination) ainsi qu'une une méthode de dosage quantitatif des esters de phorbol (extractions successives avec du dichloromethane, suivies d'une analyse par HPLC).

Le procédé selon l'invention peut sans difficulté être mis en oeuvre en continua l'échelle industrielle, par exemple au moyen : d'un réacteur-extracteur à bande mobile fonctionnant en continu (type extracteur De Smet) ; d'un filtre rotatif ou d'une centrifugeuse. De préférence on opère la trituration réactive avec le méthanol à contre-courant du tourteau, sur plusieurs étages consécutifs. De préférence, l'extraction à l'alcool est effectuée en 3 à 9 étages. Le procédé de trituration réactive selon l'invention est particulièrement bien adapté à des mélanges de graines, telles que les graines de soja, ricin, carthame, colza. Avantageusement, le tourteau de Jatropha qui ne peut pas être utilisé pur mais en 10 mélange avec d'autres protéagineux, est alors directement mélangé avec d'autres sources de protéines. Un mélange de départ constitué de graines de Jatropha (riches en huile) et de graines de soja (riches en protéines) en une proportion de 1:10 conduit, par le procédé selon l'invention, à un mélange d'esters méthyliques d'acides gras contenant 15 à 40% en 15 poids d'ester méthylique de l'acide oléique, particulièrement approprié pour une utilisation comme biocarburant. Le procédé de trituration réactive de graines selon l'invention présente de multiples avantages. Grâce à l'étape de conditionnement spécifique des graines, il est possible 20 d'augmenter la surface de contact pour une meilleure percolation du mélange alcool-catalyseur et donc une meilleure extraction des lipides et leur transformation consécutive en esters. Aucune imprégnation préalable des graines conditionnées n'est nécessaire. La fraction ester obtenue à partir du mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol convient particulièrement à la fabrication de biodiesel, 25 Le fait de partir de graines entières permet - d'une part, de limiter fortement la formation de fines, en rendant plus faciles les étapes ultérieures de filtration, et en limitant le risque toxique puisque les fines sèches ont tendance à se dissiper / disperser dans l'air ambiant - et d'autre part, de maintenir une bonne tenue mécanique du lit de graines aplaties 30 (qui formera le tourteau), propriété très intéressante si l'on souhaite mettre en oeuvre la réaction dans un mode continu. Les tourteaux sont obtenus directement à partir des graines, selon le procédé de l'invention. Ces tourteaux sont dépourvus de toxicité vis 'a vis de l'homme et peuvent donc être manipulés sans risques. Par ailleurs, ces tourteaux gardent leur intégrité physique (cohésion, résistance mécanique) et présentent une valeur nutritive intéressante, ce qui permet leur utilisation en alimentation animale. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de l'exemple ci-après donné à titre purement illustratif

Trituration réactive des graines de Jatropha avec une extraction au méthanol effectuée en 3 étages (procédé réalisé dans un réacteur à lit fixe) 500 g de graines fraîches de Jatropha. non décortiquées ont été conditionnées sur un aplatisseur de type Henry à cylindres lisses présentant un écartement fixe de 0,05 mm. 1 0 Les graines aplaties se présentent sous la forme de pétales de 0,2 mm d'épaisseur et d'un diamètre de 0,2 mm environ. Les graines aplaties ont été séchées à 60°C pendant 16 h. Leur teneur finale en eau est de 1,3% en poids. Dans une colonne de percolation thermorégulée et à lit fixe, ces graines aplaties et séchées ont été mises en contact avec un mélange de soude et méthanol, contenant 0,5% 15 en poids de soude par rapport à la graine et présentant un rapport massique alcool/paille de 1,15. Les réactions d'extraction et de transestérification ont lieu à une température de 50°C pendant 30 minutes. L'égouttage du lit est effectué pendant 15 minutes. Une extraction et un lavage des graines sont ensuite réalisés avec du méthanol en trois étages et à contre-courant. 20 La phase liquide obtenue est soumise à une décantation pour récupérer d'une part une phase plus légère riche en esters et une phase plus dense riche en glycérol. Le rendement en esters est de 77,2%. Le tourteau obtenu est soumis à un séchage en étuve ventilée à 120°C pendant 4h. On constate que le tourteau maigre est relativement bien épuisé, avec un taux de matière 25 grasse résiduelle de 5,4% (déterminé conformément à la norme NF ISO 659). Des tests effectués pour doser les toxiques dans le tourteau montrent que le tourteau est détoxifié.

30

Claims (20)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de graines contenant des composants toxiques tels que la curcine, l'abrine, la crotine et/ou des esters de phorbol, notamment de graines de Jatropha, lesdites graines ayant de préférence un taux d'acidité inférieur ou égal à 3 mg KOH/g, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : i) une étape de conditionnement des graines ; ii) une étape de mise en contact des graines conditionnées avec un alcool léger anhydre et un catalyseur alcalin dans des conditions de température et de durée suffisantes pour permettre l'extraction et la transestérification de l'huile végétale et conduisant à l'obtention d'un mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol, et d'un tourteau. caractérisé en ce que l'étape i) comprend des opérations d'aplatissage et de séchage des graines.
2. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape i) comprend également un préchauffage des graines à une température inférieure ou égale à 100°C, l'opération de préchauffage étant effectuée avant l'aplatissage.
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel l'opération de séchage de graines aplaties de l'étape i) est réalisée rapidement après aplatissage, en moins de une heure, de préférence après 5 à 10 minutes, à une température suffisante pour réduire le taux d'humidité des graines à 2% en poids ou moins.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'étape ii) comprend une première réaction effectuée à une température allant de 30 à 75°C, de préférence à environ 50°C, pendant 15 à 60 minutes, de préférence de 20 à 40 minutes, suivie d'une extraction à l'alcool effectuée en 3 à 9 étages et à contre-courant.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'opération d'aplatissage est effectuée au moyen d'un aplatisseur mécanique à rouleaux.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel les étapes i) et ii) sont réalisées en continu.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel l'alcool léger est le méthanol.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le catalyseur alcalin est la soude.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel le rapport massique catalyseur/alcool/graines compris dans la gamme 0,001 à 0,01/0,1 à 5/1.
10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel à l'étape ii) on ajoute également un co-solvant sélectionné dans le groupe : hexane, heptane, benzène, bicyclohexyle, cyclohexane, décaline, décane, essence, éther de pétrole, kérosène, kerdane, gazole, pétrole lampant, Méthylcyclohexane, Naphta (Texsolve V), Skellite, Tetradécane, Texsolve (B, C, H, S, S-2, S-66, S-LO, V), le CO2 supercritique, le propane ou le butane pressurisés, les solvants naturels tels que les terpènes (limonène, alpha et béta pinène) ), des éthers tels que le diméthyléther, le diéthyléther, des cétones tels que l'acétone et des mélanges de tous ces solvants.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel le mélange comprenant des esters d'acides gras et du glycérol est soumis à une étape de décantation permettant d'obtenir une phase supérieure composée majoritairement d'esters gras d'acide gras et une phase inférieure composée majoritairement de glycérine et d'eau.
12. 12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel ladite phase supérieure est soumise à une succession de réactions chimiques et/ou de séparations/purifications conduisant à l'obtention de biodiésel.
13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel les graines de Jatropha sont mélangées avec des graines de soja dans un rapport de 1 à 10.
14. 14. Mélange d'esters méthyliques d'acides gras susceptible d'être obtenu par le procédé selon la revendication 13 comprenant de 15 à 40% en poids d'esters méthyliques d'acide oléique.
15. 15. Utilisation du mélange selon la revendication 14 comme biocarburant.
16. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel le tourteau obtenu est soumis à une étape de séchage dans des conditions de température et durée suffisantes pour inactiver la curcine.
17. 17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel le séchage du tourteau est effectué pendant 4h à une température inférieure ou égale à 200°C, de préférence inférieure ou égale à 150°C et encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 120°C.
18. 18. Tourteau de jatropha détoxifié susceptible d'être obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 12, 16, 17 présentant : - un taux de détoxification en curcine d'au moins 90% et de préférence d'au moins 95%, en activité lorsque ce taux est mesuré au moyen d'un test quantitatif ; - une teneur en esters de phorbol inférieure ou égale à 0,11 mg/g.
19. 19. Utilisation du tourteau selon la revendication 18 dans l'alimentation animale.
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