Transformation des régimes de palmier à huile

Structure du cours Publicité Objectifs pédagogiques Glossaire Introduction Chapitre 1 : technique de traitement semi- traditionnelle leçon 1 : les opérations avant pressage égrappage et effruitage vannage ou tamisage stérilisation et cuisson test leçon 2 : extraction d’huile et opérations après l’extraction malaxage et pressage clarification statique et déshydratation triage ou défibrage concassage et séparation leçon 3 : caractéristiques des presses et qualité d’huile types de presse caractéristiques techniques des presses normes de qualité de l’huile test Chapitre 2 : Aperçu sur les techniques de traitement traditionnelle et industrielle leçon 1 : technique traditionnelle cuisson et pressage clarification concassage leçon 2 : technique industrielle présentation générale opérations avant extraction et l’extraction opérations après l’extraction Sources Test final

Extraction d’huile de palme [1] Publicité L’huile de palme produite de façon traditionnelle contient des impuretés, de l’eau et présente un taux d’acidité élevé. De plus, sa production est pénible et donne un rendement très faible. Aujourd’hui, des techniques améliorées ont vu le jour. Ce cours décrit la technique de traitement semi-traditionnelle ou semi-industrielle et présente brièvement les techniques de traitement traditionnelle et industrielle. Extraction d’huile de palme [1]

Objectifs pédagogiques A la fin de ce cours, vous serez capable de : décrire les étapes de transformation semi traditionnelle des régimes de palme et leurs buts donner les qualités d’une bonne huile et les caractéristiques des presses utilisées pour extraire l’huile lors d’une transformation semi-industrielle distinguer une transformation traditionnelle d’une transformation semi traditionnelle et d’une transformation industrielle de régimes de palme Ce module est basé les documents « techniques de transformation des régimes CRAPP (2005) » et « transformation des régimes de palme, CRAPP (2008) »

Glossaire Normes : Ensemble de règles d'usage, de prescriptions techniques, relatives aux caractéristiques d'un produit ou d'une méthode, édictées dans le but de standardiser et de garantir les modes de fonctionnement, la sécurité et les nuisances [a] Impureté : Saleté contenu dans quelque chose [a] Acidité : Qualité acide de quelque chose [a] Rendement : Rapport entre un résultat obtenu et les moyens mis en œuvre pour le produire [a] Épillet : Chacun des petits épis secondaires régulièrement groupés sur l'axe central d'un épi composé ou d'une panicule [a] Maille : Chacun des espaces vides laissés entre les fils de fer d'un grillage [a] Vannage : nettoyer les grains avec un instrument dont on se sert pour secouer le grain, les impuretés, afin de séparer la paille d’avec le bon grain [b] Tamisage : Passage au tamis (instrument formé d'un réseau plus ou moins serré (toile, vannerie) ou d'une surface percée de petits trous, et d'un cadre, qui sert à maintenir la substance à passer et à séparer les éléments d'un mélange, selon la dimension des particules) ; opération par laquelle on tamise [a] Foyer : Espace aménagé dans les pièces d'une maison pour y faire du feu [a] Stérilisation : Opération qui consiste à détruire les toxines et les microbes [a] Cuve : Récipient de diverses formes, servant à divers usages industriels [a] Vapeur : Eau à l'état gazeux, état normal de l'eau au-dessus de son point d'ébullition [a] Pressage : Opération par laquelle on comprime ou l'on marque d'une empreinte, avec une presse [a] Amande de palme ou palmiste : Graine d'un fruit à noyau, ce qu’on retrouve lorsqu’on casse la coque de la noix ou du fruit [a] Coque : Péricarpe lignifié de certains fruits, la partie dure du fruit ou de la noix de palme [a] Décanter : Séparer par gravité (un liquide) des matières solides ou liquides en suspension, qu'on laisse déposer [a] Déversoir : Orifice par lequel s'écoule le trop-plein d'un canal, d'un réservoir [a] Fibre : Formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux [a] Combustible : Qui a la propriété de brûler [a] Désaération : Éliminer l'air de (une substance) [a] Concasseur : Appareil servant à limer, rendre lisse, uni et luisant par frottement [a] Pulpe : Tissu riche en sucs (chair) , qui constitue la plus grande partie des fruits charnus [a]

Glossaire boues (que veut dire boues dans ce contexte??? Expliquer Noix de palme : Fruit du palmier à huile constitué d'un endocarpe lignifié à maturité qui forme la coque, et d'une amande comestible [a] Agitateur : Dispositif servant à agiter des liquides, brasser des mélanges [a] Presse : Dispositif, mécanisme destiné à exercer une pression sur un solide pour le comprimer ou y laisser une impression [a] Presse à vis : Bac : Récipient servant à divers usages [a] Presse hydraulique : Dispositif par lequel une force appliquée par un piston sur une petite surface est transmise par un liquide à un autre piston de grande surface, et ainsi multipliée [a] Foulage : Presser quelque chose en appuyant à plusieurs reprises, avec les mains, les pieds, un outil [a] Semi traditionnel ou semi industriel Traditionnelle Industrielle Régime de palme : Aspirées Tambour Polissage :. Corps gras Presse discontinue Presse continue Acide gras libre égrappage effruitage fer cornière clarification statique boues (que veut dire boues dans ce contexte??? Expliquer mortier silo

Technique de transformation semi- traditionnelle Ce chapitre décrit les étapes de la transformation semi traditionnelle des régimes de palme et leurs buts. Il renseigne aussi sur les qualités d’une bonne huile et les caractéristiques des presses utilisées pour extraire l’huile.

Opérations avant extraction de l’huile Leçon 1 Opérations avant extraction de l’huile

Egrappage et effruitage Après la réception, il faut enlever les fruits des régimes de palme Cela se fait en deux étapes l’égrappage consiste à découper les régimes en épillets il se fait avec la hache (hachage) l’effruitage consiste à détacher les fruits des épillets il se fait manuellement 4 à 5 jours après l’égrappage Après ces opérations, on obtient un mélange de fruits et d’impuretés (sable, débris, poussières, etc…) Aire de hachage [2]

Schéma d’une grille de tamisage [2] Vannage ou tamisage Pour séparer les fruits des impuretés après l’égrappage et l’effruitage, on fait soit le vannage ou soit le tamisage Le vannage se fait avec des paniers Il est pénible avec le risque pour l’opérateur de recevoir des poussières dans les yeux Le tamisage est moins pénible et plus rapide que le vannage Il se fait sur une grille inclinée au moins à 45° réalisée avec des fers ronds de huit (8) mm de diamètre soutenue par un cadre réalisé en fer cornière d’épaisseur 40 ayant des de 6mm entre elles Réalisation du tamisage on déverse le mélange (fruits et impuretés) sur la grille les fruits glissent jusqu’en bas de l’inclinaison les impuretés passent à travers les mailles de la grille vers le sol Schéma d’une grille de tamisage [2]

Stérilisation et cuisson Entonnoir pour charger les fruits Ouverture pour recueillir les fruits La stérilisation et la cuisson permettent d’éviter le développement de l’acidité préparent les fruits pour faciliter le reste des opérations Elles sont réalisées ensemble dans une cuve cylindrique montée sur un foyer de chauffage séparée en deux parties par une grille ou une tôle perforée la partie en bas contient de l’eau les fruits sont chargés en haut à travers un entonnoir dotée d’une ouverture pour recueillir les fruits après l’opération Les fruits sont stérilisés et cuits par la vapeur humide produite par l’eau chauffée à plus de 100°C et non directement dans l’eau cela évite qu’il y ait trop de pâte lors du pressage pendant 120 à 150 minutes Cuiseur stérilisateur [2]

Test sur opérations avant extraction de l’huile A- Pour la mise en place d’une unité semi industrielle d’extraction d’huile de palme, M. Luc vous fait appel en tant que consultant. Vous allez l’aider à établir et comprendre le processus de production de l’huile rouge dans son unité. Pour cela, dites lui les trois premières activités à réaliser en choisissant le bon ordre en fonction des numéros : 1 = vannage ou tamisage 2 = égrappage et effruitage 3 = stérilisation et cuisson 123 - 132 - 231 - 213 - 312 - 321 B- Explique à M. Luc pourquoi il doit faire ces opérations en trouvant les bonnes associations. Tamisage - Enlever les fruits des régimes de palme Stérilisation et cuisson - Séparer les fruits des impuretés Egrappage et effruitage - Eviter le développement de l’acidité et faciliter les opérations suivantes C- Il demande à quoi va servir une grille ou tôle perforée lors de la stérilisation et cuisson. Donnez lui la raison juste : Pour que la cuisson soit faite par la vapeur d’eau ; cela évite qu’il y ait trop de pâte lors du pressage Pour gagner en temps de cuisson Pour avoir plus d’huile lors du pressage

Extraction de l’huile et opérations après l’extraction Leçon 2 Extraction de l’huile et opérations après l’extraction

Malaxage et pressage Le malaxage consiste à enlever les pulpes des noix de palme pour faciliter l’extraction de l’huile Le malaxage est réalisé à travers une cuve munie d’un agitateur à bras pour malaxer les fruits montée sur une presse à vis Le pressage est l’opération d’extraction d’huile brute de la pâte de fruits malaxés Les fruits malaxés se déversent dans la presse pour l’extraction le jus brut est recueilli dans un bac ou sceau la matte (fibres + noix) est recueillie en bas de la presse Les fonctions de malaxage et de pressage peuvent être réalisées par un seul appareil appelé pressoir malaxeur Pressoir malaxeur [2]

Clarification statique et déshydratation La clarification consiste à débarrasser le jus brut des impuretés La clarification statique se fait en plusieurs étapes chauffer de l’eau dans une cuve cubique ou cylindrique ajouter le jus brut obtenu après pressage porter l’ensemble à 95°C pendant un certain temps laisser décanter l’ensemble envoyer de l’eau dans la cuve pour remonter l’huile à la surface jusqu’au niveau d’un déversoir situé au 2/3 de la hauteur de la cuve recueillir l’huile pure ouvrir un robinet en bas de la cuve pour recueillir les boues elles subissent d’autres traitements pour récupérer de l’huile La déshydratation permet de faire disparaître l’humidité que contient l’huile en la chauffant à 105 - 110°C dans un bac qu’on peut lier à la cuve de décantation dans ce cas, l’ensemble est appelé clarificateur déshydrateur Cuve de clarification Cuve de déshydratation Déversoir Boues Huile après déshydratation Clarificateur déshydrateur [2]

Triage ou défibrage Avant le triage, le mélange (fibres + noix) sorti de la presse est étalé et séché Le triage ou défibrage consiste à séparer manuellement les fibres des noix les fibres sont utilisés comme combustible les noix sont envoyés au concassage Triage ou défibrage []

Concassage et séparation Le concassage consiste à briser les noix dans un appareil appelé concasseur à marteau à l’intérieur duquel les noix sont projetées sur la paroi dont on peut régler la vitesse pour éviter beaucoup de brisures pour obtenir un mélange d’amandes de palme ou palmiste et de coques On sépare manuellement les amandes de palme et les coques les amandes servent à la fabrication de l’huile palmiste les coques sont utilisées comme combustible Concasseur motorisé [1] Séparation manuelle d’amandes et coques [1]

Test sur extraction de l’huile et opérations après l’extraction Choisissez le bon ordre dans lequel l’unité de transformation va réaliser les opérations suivantes. (1)triage ou défibrage – (2)malaxage et pressage – (3)concassage puis séparation – (4)clarification puis déshydratation 1243 - 2413 - 2431 - 1324 - 3124 B. Quels produits obtient on à la fin de chacune des opérations suivantes : Malaxage et pressage - coques et amandes séparées défibrage - jus brut clarification puis déshydratation - huile propre concassage et séparation - noix et fibres séparées C. Le promoteur de l’unité veut identifier les opérations pour lesquelles il aura besoin de machines et celles qui seront effectuées manuellement. Dans la liste suivante, identifiez lui les opérations manuelles. Défibrage – malaxage et pressage – concassage – séparation coques et amandes – clarification - déshydratation Qté semence, pépinière et engrais pour superficie Liste et ordre étapes pré germination

Caractéristiques des presses et qualité de l’huile Leçon 3 Caractéristiques des presses et qualité de l’huile

Presse manuelle à vis verticale [3] Types de presses Il existe 2 types de presses pour extraire l’huile de palme Les presses discontinues sont soit manuelles à vis verticale soit hydrauliques à commande manuelle Les presses continues sont pour la plupart à vis horizontale existent en version motorisée ou manuelle effectuent simultanément le malaxage et le pressage on les appelle les pressoirs malaxeurs Presse manuelle à vis verticale [3]

Caractéristiques techniques des presses Les performances d’une presse sont évaluées à travers plusieurs caractéristiques Le taux d’extraction est le rapport d’huile extraite sur la matière première il est compris entre 13% et 20% il peut atteindre 26% pour les nouveaux matériels mis au point La capacité ou productivité horaire est la quantité de matière première pouvant être traitée en 1h 1000 kg/h pour le modèle OPC (Caltech) 500 kg/h pour le modèle ATI (Dekanmey) Le rendement d’extraction est le rapport d’huile extraite sur quantité d’huile présente dans la matière première Presse ATI [1]

Qualité de l’huile La qualité de l’huile de palme s’évalue à travers son humidité et son acidité L’humidité : est le pourcentage d’eau présente dans l’huile finie doit être inférieure à 0,1% pour une huile de bonne qualité L’acidité : est la quantité d’acide gras libre présent dans un gramme de corps gras ne doit pas dépasser 3% pour une huile de bonne qualité Huile de palme [3]

Test Après votre explication sur les types de presse, le promoteur en conclue que les pressoirs malaxeurs sont des presses à vis continue. A-t-il raison ? Vrai - Faux Afin de lui faciliter le choix d’une presse, dites lui les caractéristiques qu’il doit vérifier sur les presses des différents fournisseurs qu’il aura à visiter. Taux d’extraction – taux de repos - productivité horaire – rendement d’extraction – capacité de rétention C. Dans son cahier de charges, quelles sont les normes qu’il doit retenir pour la qualité d’huile à atteindre ? choisissez les bonnes réponses. humidité 0,1% - humidité 3% - acidité maximum 3% - acidité maximum 0,3% Qté semence, pépinière et engrais pour superficie Liste et ordre étapes pré germination

Aperçu sur les techniques de traitement traditionnelle et industrielle Ce chapitre permet de différencier la transformation semi traditionnelle de la transformation traditionnelle et de la transformation industrielle des régimes de palme. Il donne aussi un aperçu sur la pénibilité de certaines opérations de la transformation traditionnelle.

Technique traditionnelle Leçon 1 Technique traditionnelle

Cuisson et pressage La cuisson des fruits se fait dans des marmites montées en série sous forme d’étage Ce mode de cuisson nécessite un volume de combustible élevé puisqu’il y a beaucoup de perte de chaleur plus d’eau puisque les fruits sont cuits dans l’eau et non à la vapeur Le pressage des fruits se fait par foulage aux pieds dans un dispositif de mortier en cône. C’est une technique à forte pénibilité plus ou moins 150kg de fruits triturés par jour environ 25 litres d’huile extraite par jour Cuisson traditionnelle des fruits [1] Extraction traditionnelle de l’huile [1]

Clarification traditionnelle de l’huile [1] La clarification traditionnelle s’effectue en marmite ou en fût Le jus brut est chauffé jusqu’à ébullition contrôlée L’huile flottante au-dessus de l’eau est récoltée à la louche Clarification traditionnelle de l’huile [1]

Concassage manuelle [1] Le concassage des noix palmistes se pratique en brisant les noix entre deux pierres C’est une technique très peu productive Concassage manuelle [1]

Test sur technique traditionnelle Associez les opérations suivantes à leurs caractéristiques dans la technique traditionnelle. La cuisson des fruits… …nécessite un volume de combustible élevé. Le pressage des drupes… …se fait par foulage aux pieds dans un dispositif de mortier en cône. La clarification traditionnelle… …s’effectue en marmite ou en fût, chauffés jusqu’à ébullition contrôlée Le concassage des noix palmistes… …se pratique en brisant les noix entre deux pierres. En technique de traitement traditionnelle, le pressage et le concassage sont des opérations peu pénibles et offrent un rendement acceptable. Vrai ou faux ?

Aperçu de la technique industrielle Leçon 1 Aperçu de la technique industrielle

Présentation générale La technique de transformation industrielle des régimes de palme a été créée car celle de traitement semi-traditionnelle n’a pas comblée toutes les attentes production à faible échelle rendement un peu faible le produit fini (huile de palme) ne répond pas aux normes internationales La figure représente les étapes du processus de transformation industrielle Diagramme simplifié d’une unité de transformation industrielle [1]

Opérations avant extraction et l’extraction Après réception, on stérilise les régimes de palme par la vapeur vive dans des cuves cylindriques On réalise l’égrappage pour détacher les fruits des régimes stérilisés dans un appareil appelé égrappoir Le malaxage se fait dans des cuves cylindriques verticales après lavage des fruits égrappés L’extraction de l’huile s’effectue avec des presses à vis continues laissent moins d’huile sur les fibres mais cassent davantage de noix Egrappoir []

Opérations après l’extraction La clarification se fait dans des cuves plus grandes avec des techniques plus élaborées La déshydratation peut être remplacée par une désaération Le défibrage se fait dans un défibreur où les fibres sont aspirées les noix tombent dans un tambour où elles subissent le polissage Les noix sont envoyées dans un silo à noix humides pour être séchées avec un courant d’air chaud Le super cracker est le concasseur utilisé dans les industries c’est par frottement qu’il provoque la rupture des coques des noix moins de brisure Le mélange concassé (amandes + coques) est débarrassé des poussières Pour séparer les amandes et les coques on utilise une technique appelée hydrocyclonage qui se fait dans un courant d’eau animé d’un mouvement rapide de rotation grâce à une machine appelée séparateur mécanique ou hydrocyclone Séparateur mécanique coques/amandes, Codéart [1]

Test sur technique de traitement industrielle Votre jeune frère demande votre appui pour identifier une unité de transformation industrielle en vous basant sur une liste d’opérations dont il dispose sur deux unités. Choisissez la bonne réponse. Unité 1 : stérilisation - égrappage dans un égrappoir – lavage des fruits et malaxage dans des cuves cylindriques verticales – séparation coques et amandes dans un séparateur mécanique par hydrocyclonage Unité 2 : égrappage et effruitage – tamisage – stérilisation et cuisson – pressage et malaxage 2. Il suppose que les avantages de la technique industrielle par rapport à la technique semi traditionnelle ou semi industrielle sont les suivantes : Production à plus grande échelle Rendement plus élevé L’huile de palme obtenu répond aux normes internationales A-t-il raison ? Vrai - Faux

séchage - tamisage - lavage - Test final Vous avez été recruté par une organisation paysanne pour aider des groupes de femmes à améliorer leurs unités de transformation en passant de la transformation traditionnelle à la technique de transformation semi traditionnelle. Tout au long de ce test vous allez accompagner le groupement FIFONSI de Atogon à comprendre les intérêts de cette technique pour leur activité et à prendre les bonnes décisions. Choix multiple (5 points) Lors du diagnostic de leur processus de transformation actuelle, vous remarquez qu’elles pratiquent encore le vannage et se plaignent de sa pénibilité. Que leur proposeriez vous à la place du vannage ? séchage - tamisage - lavage - 2. Choix multiple (10 points) La présidente du groupe demande les autres principales opérations qui changeront dans leur activité. Choisissez les opérations pénibles et à faible rendement du traitement traditionnel qui sont améliorées dans le système semi industriel. égrappage – effruitage – cuisson – pressage – clarification – défibrage – concassage – séparation amandes et noix 3. Associations (15 points) Donnez leur des informations sur ces nouvelles opérations en faisant les bonnes associations. Enlever les pulpes des noix de palme pour faciliter l’extraction - Malaxage Eviter le développement de l’acidité et faciliter le reste des opérations - Stérilisation et cuisson Débarrasser le jus brut des impuretés - Clarification Faire disparaître l’humidité que contient l’huile - Déshydratation Briser les noix plus rapidement - Concassage dans un concasseur

Test final 4. Associations (15 points) Vous avez apporté des photos pour leur parler des équipements à utiliser. Associez les photos aux opérations que ces équipements permettent de réaliser. clarification et déshydratation concassage tamisage malaxage et pressage stérilisation et cuisson 5. Choisir les mots manquants. (15 points) Lors d’une visite d’échange dans une autre unité de transformation, la secrétaire du groupe avait vu la presse appelée Dékanmey différente de celle que vous avez montré sur la photo. Elle demande si toutes les presses travaillent de la même façon et si on peut en choisir une par hasard. Donnez lui les caractéristiques techniques évaluées pour choisir une presse en choisissant les mots manquants. [[1]] est le rapport d’huile extraite sur la matière première. [[2]] est la quantité de matière première pouvant être traitée en 1h. [[3]] est le rapport d’huile extraite sur quantité d’huile présente dans la matière première. [[1]] (La capacité ou productivité horaire ; Le taux d’extraction ; Le rendement d’extraction) [[2]] (Le taux d’extraction ; La capacité ou productivité horaire ; Le rendement d’extraction) [[3]] (La capacité ou productivité horaire ; Le rendement d’extraction ; Le taux d’extraction)

Test final 6. Choix multiples (10 points) Donnez leur le processus correct de la technique de transformation semi industrielle en choisissant le bon numéro. (3) Egrappage – (5) Effruitage - (6) Tamisage – (2) Stérilisation et cuisson - (9) Malaxage - (7) Pressage - (10) Clarification - (11) Déshydratation – (4) Défibrage – (1)Concassage – (8) Séparation amandes et noix (3) – (5) - (6) – (2) - (9) - (7) - (10) - (11) – (4) – (1) – (8) (3) – (5) - (6) – (9) - (7) - (2) - (10) - (11) – (1) – (8) – (4) (3) – (5) - (6) – (2) - (7)- (9) - (11) - (10)– (4) – (1) – (8) 7. Association (10 points) Associez les produits obtenus aux opérations correspondantes Stérilisation et cuisson ----------- ------Fruits cuits et stérilisés Malaxage pressage---------------- ------Jus brut et matte (fibre + noix) Clarification déshydratation----- ------Huile propre et boue Concassage et séparation-------- ------Coques et amandes 8. Choisir mots manquants (10 points) Les femmes veulent mieux comprendre les températures à appliquer lors de la clarification et de la déshydratation. Choisissez la valeur idéale pour chaque étape. La clarification se réalise à [[1]] °C alors que la déshydratation se fait à [[2]]°C. [[1]] (95 ; 100 ; 105 à 110) [[2]] (95 ; 100 ; 105 à 110)

Test final 9. Vrai ou Faux (5 points) L’on vous demande si les presses à vis verticale peuvent effectuer le malaxage aussi ( pressoir malaxeur). Vrai - Faux 10. Vrai ou Faux (5 points) A la fin de la séance, une dame dit à ses amis « ce que je retiens de tout ce qu’on a dit est que si nous adoptons la technique semi traditionnelle, notre travail sera plus rapide et moins pénible; l’huile sera plus propre, contiendra moins d’eau et sera moins acide. A-t-elle raison ? Vrai - Faux

Sources : images [1] Document technique de vulgarisation des équipements adaptés et motorisés pour huilerie et savonnerie artisanale, référence B501/10/01, Libert Jean, www.codeart.org [2] Document Word « transformation des régimes de palme » CRAPP (2008) [3] https://fr.wikipedia.org/wiki/Huile_de_palme (consulté le 01/12/2016)

Sources : définitions [a] Logiciel : Petit Robert de la langue française 2014 [b] https://fr.wiktionary.org/wiki/vanner et https://fr.wiktionary.org/wiki/van (consulté le 14/10/16)