ARTICLE
Le palmier à huile : une progression exceptionnelle
des productions
Le développement du palmier à huile a été
tout à fait exceptionnel au cours des dernières décennies,
avec une production d'huile de palme passant de 500 000 tonnes environ
dans les années 40 à près de 16 millions de tonnes
en 1996. L'huile de palme est le premier corps gras exporté depuis
de nombreuses années, et pourrait également prendre la première
place en terme de production, détrônant ainsi l'huile de
soja si le rythme actuel de développement des nouvelles plantations
devait être maintenu dans les prochaines années.
L'accroissement considérable des superficies plantées,
en particulier dans le Sud-Est asiatique, est la première cause
de cette progression remarquable de la production mondiale d'huile de
palme. La seconde cause doit être recherchée dans l'exploitation
des résultats d'une recherche agronomique de qualité qui
a permis au palmier d'exprimer tout son potentiel dans les meilleures
conditions et de passer ainsi d'une palmeraie naturelle qui produisait
quelques centaines de kilogrammes d'huile et de palmistes par hectare
aux meilleures variétés sélectionnées actuelles
qui donnent plus de 6 tonnes d'huile et 1 tonne de palmistes par hectare
sur des plantations industrielles dans de bonnes conditions de sol et
de climat.
En revanche, dans le secteur de la transformation, on ne peut pas considérer
qu'il y ait eu de progrès déterminants sur la même
période, peut-être parce que, dès le départ,
les huileries de palme ont permis d'atteindre des rendements d'extraction
acceptables.
L'huilerie de palme : un secteur remarquablement
stable
Les premières usines ont été installées
au Cameroun, au Togo et à Grand Drewin en Côte d'Ivoire,
au début du XXe siècle, pour transformer les
régimes provenant de la palmeraie naturelle. Le procédé
a évolué par la suite avec l'entrée en production
des premières plantations ; KRUPP (Magdebourg), puis un peu plus
tard STORK (Amsterdam) et DUSCHER et Cie (Wecker, Grand Duché de
Luxembourg), ont contribué à l'amélioration des techniques
d'extraction.
Après la deuxième guerre mondiale, les travaux de Mongana
et les publications de STORK (STORK Palm Oil Review, 1960, 1961,
1962 : vol. 1, 2, 3, Gebr. Stork and Co's Apparaten-fabriek N.V., Amsterdam)
marquaient une nouvelle étape importante de l'évolution
du procédé qui était alors très similaire
à celui, encore utilisé de nos jours, qui est représenté
sur le tableau 1.
Quelques évolutions mineures du procédé
Aucune évolution importante du procédé de fabrication
n'est intervenue depuis les travaux de Mongana ; en effet, l'apparition
des «supercrackers» qui ont succédé aux concasseurs
à noix, ou des décanteurs centrifuges continus en remplacement
des éboueuses, n'ont été que des améliorations
finalement assez mineures. Le traitement des jus bruts en décanteurs
trois phases aurait pu constituer une innovation importante mais ce système
ne s'est pas répandu comme on aurait pu le penser.
Cet immobilisme s'explique en partie par un certain conservatisme de
la profession mais surtout par l'excellent niveau de performances obtenu
par les huileries traditionnelles, avec des rendements annoncés
de plus de 90%, et parfois même 95%, tant en huile qu'en palmistes.
Pourtant, le procédé traditionnel d'extraction de l'huile
de palme ne présente pas que des avantages. Les investissements
sont élevés, les besoins en eau et les rejets de volumes
importants d'effluents hautement polluants pèsent lourdement sur
l'environnement et les rendements réellement obtenus sont en fait
sensiblement inférieurs à ceux qui sont généralement
avancés par les responsables des huileries.
Par ailleurs, le procédé n'est pas adapté aux petites
capacités de production pour lesquelles on enregistre une forte
demande, notamment en Afrique.
Le procédé DRUPALM®
Le procédé DRUPALM®, conçu par le
CIRAD et développé conjointement par le CIRAD et la Société
FLOTTWEG GmbH avec l'aide de l'ANVAR, consiste à extraire en un
seul passage la plus grande partie des corps gras présents dans
le fruit du palmier. L'huile ainsi obtenue, dénommée DRUPALM®,
contraction de drupe et de palme, est constituée d'un mélange
d'huile de palme et d'huile de palmiste dépendant de la composition
des fruits usinés. DRUPALM® est une marque déposée.
L'idée d'extraire la totalité des huiles contenues dans
les fruits du palmier en une seule fois n'est pas nouvelle puisque, dans
les années 40 déjà, le procédé Borsig
était décrit comme consistant à broyer entièrement
les fruits de palme, noyaux compris, avant de les soumettre à l'action
d'un solvant. Ce procédé n'a cependant jamais été
utilisé à grande échelle pour diverses raisons :
risques liés à ce type de procédé, forte consommation
de solvant entraînant des coûts de production élevés
et inconvénient de mélanger des huiles de composition différente.
L'idée originale, née au sein de l'unité de chimie
technologie du département des cultures pérennes du CIRAD,
résulte d'une démarche en plusieurs étapes. Compte
tenu de la similitude entre les fruits du palmier à huile et de
l'olivier, l'on a pensé que la technologie d'extraction centrifuge
des moulins à huile d'olive serait adaptée au traitement
des fruits du palmier à huile. Par ailleurs, le fait de mélanger
les huiles de palme et de palmiste n'a pas été considéré
comme un inconvénient majeur en raison de la faible teneur en huile
de palmiste des fruits obtenus avec le matériel végétal
moderne, d'une part, et parce que l'on a considéré a
priori que l'industrie des corps gras pourrait s'accommoder d'un tel
mélange.
Des essais préliminaires ont été réalisés
au moulin à huile d'olive de la Coopérative oléicole
de Clermont l'Hérault (France) avec des fruits stérilisés,
préparés et expédiés par la Station de recherche
de Pobé au Bénin. Puis la Société FLOTTWEG
a mis à disposition du CIRAD deux conteneurs de 20 pieds regroupant
l'ensemble des équipements nécessaires à évaluer
le procédé sur site de production, à une capacité
de 4 à 5 tonnes de régimes par heure. Les essais en grandeur
se sont déroulés en plusieurs campagnes au Cameroun, à
l'usine de Nkapa appartenant à la SOCAPALM (Société
camerounaise de palmeraies) sur une période d'une année
(janvier 1995 à janvier 1996). Pour faciliter la comparaison des
résultats, la technologie a été testée en
parallèle avec une chaîne de transformation conventionnelle.
Description succincte des équipements
testés
Le procédé DRUPALM® consiste à effectuer
un broyage des fruits de palme stérilisés, suivi d'un malaxage
et d'une séparation centrifuge en décanteur trois phases.
Il peut être mis en œuvre de différentes manières
; le tableau 2 représente
le procédé testé au Cameroun à l'exclusion
toutefois du pressage de la phase solide qui n'a été expérimenté
qu'à petite échelle.
L'huilerie de Nkapa, construite par Usine de Wecker, comporte deux chaînes
de 20 tonnes de régimes par heure et les conteneurs renfermant
les équipements ont été placés entre les deux
chaînes au niveau des égrappoirs, de manière à
pouvoir être alimentés en fruits égrappés prélevés
à la sortie de la vis sous égrappoir de la chaîne
n° 1.
Ces équipements comprenaient principalement :
- un broyeur à marteaux avec plusieurs jeux de grilles (puissance
30 CV, vitesse 3 000 tours par minute) ;
- un malaxeur composé de quatre éléments identiques
comprenant chacun une auge à double enveloppe et une vis à
double pas inversé permettant un malaxage lent et efficace (capacité
totale des quatre vis : 7500 litres) ;
- un décanteur trois phases FLOTTWEG type Z4D-3/441 (puissance
installée 30 CV) ;
- une centrifugeuse VERONESI type BSGAR 480 ;
ainsi que divers tanks de stockage intermédiaire et un ensemble
de pompes et accessoires divers permettant de se raccorder aux circuits
existants. Des débitmètres étaient installés
sur tous les circuits de fluides.
À l'issue de la première série d'essais, un broyeur
à dents a été également installé et
testé (puissance 15 CV, vitesse 3 000 tours par minute).
Conditions opératoires
Pendant toute la durée des essais, des échantillons représentatifs
ont été régulièrement prélevés
et analysés afin d'en déterminer les compositions en eau,
huile et solides non huileux.
Les taux d'extraction ont été calculés à
partir de bilans matières établis en pesant la totalité
des produits entrant et sortant de la chaîne de fabrication, chaque
fois que cela était possible. Les rendements d'extraction ont été
calculés par rapport aux fruits stérilisés, car il
n'était pas possible d'échantillonner correctement les régimes.
Ils ont été obtenus en faisant le quotient de l'huile DRUPALM®
extraite sur la totalité de l'huile (palme + palmiste) contenue
dans les fruits stérilisés ; ils ne tiennent donc pas compte
des pertes d'huile sur rafles et dans les condensats de stérilisation.
Les essais de récupération d'huile par pressage de la
phase solide sortant du décanteur ont été effectués
avec une presse artisanale de marque CALTECH de fabrication camerou-naise.
Les analyses d'huile DRUPALM® et de ses fractions, en
particulier les compositions en acides gras et triglycérides, ont
été effectuées par le laboratoire de lipotechnie
du CIRAD CP à Montpellier.
Au total, une centaine de tonnes de régimes ont été
usinées, permettant de produire plus de 20 tonnes d'huile DRUPALM®.
Par ailleurs, un lot de 5 tonnes d'huile DRUPALM® a été
fractionné en brut après simple dégommage dans l'installation
TIRTIAUX de l'usine de Nkapa.
Résultats
Chaque fois que des essais significatifs portant sur d'importantes quantités
ont été effectués, les taux d'extraction et les rendements
ont toujours été supérieurs avec le procédé
DRUPALM® à ceux obtenus sur la chaîne conventionnelle.
Un essai portant sur 4,16 tonnes de régimes a donné par
exemple un taux d'extraction de 23,49% en huile DRUPALM®
alors que la moyenne, obtenue par l'huilerie de Nkapa au cours de la même
journée, avait été de 20,62% en huile de palme et
4% en palmistes, soit un maximum théorique de 2% environ en huile
de palmistes. Ce résultat, obtenu sans récupération
de l'huile par pressage de la phase solide issue du décanteur,
aurait été de l'ordre de 24,7% avec récupération
de l'huile contenue dans la phase solide.
Les rendements obtenus au cours des essais ont été voisins
de 95% dans les conditions optimales de fonctionnement, en tenant compte
de la récupération d'huile par pression de la phase solide.
Sans cette récupération, on a obtenu des rendements légèrement
supérieurs à 90%.
Ces derniers chiffres peuvent paraître relativement modestes comparés
aux rendements de 90 à 95% généralement affichés
dans les huileries conventionnelles. Il convient cependant de préciser
que, dans ce dernier cas, le rendement d'extraction est obtenu en faisant
le quotient de l'huile produite à la somme de l'huile produite
et des pertes mesurées (dans les condensats, les fibres, les boues,
etc.). Or les pertes sont toujours sous-estimées car, si la qualité
des échantillonnages et des analyses n'est pas en cause, les volumes
des condensats ou des boues ne sont pratiquement jamais mesurés,
les fibres ne sont pas pesées et il n'est pas tenu compte de toutes
les pertes non mesurées telles que celles provenant des purges
périodiques nécessaires en cours d'usinage à la clarification.
Avantages du procédé DRUPALM®
La simple comparaison des tableaux
1 et 2 permet de constater
que le procédé DRUPALM® comporte beaucoup
moins d'opérations unitaires que le procédé classique.
La majorité des avantages du procédé DRUPALM®
découlent de cette simplification. Le tableau
3 permet de comparer les deux procédés en matière
d'investissements, consommation de vapeur, puissance installée
et besoins en personnel. Concernant les investissements, il est utile
de mentionner que le tableau 3
ne tient pas compte du fait que la disparition des palmistes entraîne
ipso facto celle des unités de trituration.
On a constaté par ailleurs que les performances du procédé
DRUPALM® sont très peu affectées par une
dérive des paramètres d'usinage (dilution et température),
contrairement au procédé classique, ce qui en facilite grandement
la conduite.
Le temps de traitement réduit (30 à 40 minutes à
partir de fruits stérilisés) à des températures
peu élevées (80°C) permet de préserver les qualités
de l'huile DRUPALM®. Le marché des huiles de spécialité
pourrait réserver une place intéressante à une huile
DRUPALM® simplement dégommée et fractionnée.
Sur le plan environnemental, les effluents liquides rejetés sont
réduits en volume et en charge polluante par rapport au procédé
classique : le taux de matières en suspension et la teneur en huile
sont inférieurs respectivement à 2,5% et 0,5%. La phase
solide est un excellent combustible dont l'homogénéité
et le PCI élevé permettent un réglage aisé
des chaudières avec réduction des émissions gazeuses.
Le bilan énergétique est également plus favorable
et l'on peut espérer atteindre l'équilibre à des
capacités de 5 à 10 tonnes de régimes par heure contre
20 tonnes par heure avec le procédé classique.
La modularité des lignes dont les capacités unitaires
varient de 5 à 10 tonnes de régimes par heure autorise un
investissement par étapes, en adaptant la capacité d'usinage
à la montée en production des nouvelles plantations.
Enfin, par rapport au procédé classique, le procédé
DRUPALM® présente deux avantages déterminants
pour le futur :
- il permet de traiter des fruits qui ne contiennent que peu de noix
de palmistes et fonctionnerait sans doute aussi bien avec des fruits sans
noix ;
- alors que les rendements d'extraction du procédé conventionnel
diminuent lorsque la teneur en huile des fruits augmente, les performances
du procédé DRUPALM® s'améliorent dans
les mêmes conditions. La figure
montre une bonne corrélation entre les rendements d'extraction
et le taux d'huile sur solides non huileux de la pâte constituée
de fruits stérilisés broyés (H/SNH), caractéristique
de la richesse en huile des fruits.
Le procédé DRUPALM® est ainsi particulièrement
bien adapté au traitement des régimes, riches en huile et
éventuellement pauvres en noix, que les programmes de sélection
préparent pour l'avenir.
Un nouveau produit
L'huile DRUPALM® est un nouveau produit ayant ses propres
caractéristiques ; comme tel, elle devra trouver sa place sur le
marché des corps gras. Ses aptitudes aux transformations aval ont
été évaluées et l'on a pu vérifier
en particulier que :
- le raffinage ne présente aucune difficulté particulière,
- le fractionnement permet d'obtenir un rendement amélioré
en oléine grâce à l'effet eutectique du mélange
palme-palmiste,
- le comportement pour toutes les utilisations classiques en huile de
friture, margarinerie, savonnerie, etc. n'est pas différent de
celui de l'huile de palme ainsi que les premiers tests d'acceptabilité,
réalisés sur des consommateurs camerounais, l'ont confirmé.
La composition en acides gras et triglycérides de l'huile DRUPALM®
et de ses fractions est donnée dans les tableaux
4 et 5. C'est en comparant la
composition de l'huile DRUPALM® et de ses composantes,
les huiles de palme et de palmistes que l'on a pu déterminer que
l'huile DRUPALM® produite lors des essais à l'huilerie
de Nkapa était constituée d'un mélange de 94 à
95% d'huile de palme et de 6 à 5% d'huile de palmiste.
Perspectives
Le procédé d'extraction d'huile DRUPALM® permet
en définitive de produire, avec de meilleurs rendements et à
un coût de production sensiblement minoré, une huile DRUPALM®
de qualité au moins égale, sinon supérieure à
celle de l'huile de palme traditionnelle. Il représente une réelle
innovation dans un secteur qui n'a pratiquement pas évolué
au cours des quatre dernières décennies et présente
de tels avantages que son utilisation devrait se répandre largement
au XXIe siècle dès lors que l'huile DRUPALM®
aura trouvé sa place sur le marché des utilisateurs industriels.
Fin juin 1996, le CIRAD et FLOTTWEG ont déposé un brevet
protégeant le procédé DRUPALM®. Les
premières chaînes de production industrielle devraient entrer
en exploitation au cours de l'année 1997. *
Remerciements
Les auteurs remercient la Direction et le Personnel de la S.R.P.H. (Station
de Recherche pour le Palmier à Huile) de Pobé, au Bénin,
de la Coopérative Oléicole de Clermont l'Hérault,
en France, et de la SOCAPALM (Société Camerounaise de Palmeraies)
au Cameroun, pour l'aide qu'ils ont apportée à la réussite
de ce programme.
|
Printable version
