Usine de raffinage d'huile de soja

Le raffinage de l'huile de soja comprend généralement quatre étapes principales, chacune ciblant des impuretés spécifiques :

• Dégommage : Élimine les phospholipides (gommes) par ajout d'eau ou d'acide dilué à l'huile brute. Les gommes sont insolubles dans l'eau et forment une boue qui est séparée par centrifugation ou décantation. Cette étape prévient la turbidité de l'huile et améliore sa stabilité pendant le stockage.
• Neutralisation : Élimine les acides gras libres (AGL) par ajout d'un alcali dilué (par exemple, l'hydroxyde de sodium). Les AGL réagissent avec l'alcali pour former une pâte de savon, qui est séparée de l'huile. La réduction des acides gras libres diminue l'acidité, améliore la saveur et prolonge la durée de conservation.
• Blanchiment : Élimine les pigments (chlorophylle, caroténoïdes, par exemple) et les traces de contaminants (pesticides, métaux lourds) à l'aide d'adsorbants comme l'argile activée, le charbon actif ou la silice. L'huile est chauffée avec l'adsorbant, puis filtrée pour éliminer les résidus, ce qui lui confère une couleur plus claire et plus claire.
• Désodorisation : Élimine les composés volatils (responsables des odeurs et des saveurs indésirables) en chauffant l'huile sous vide poussé (pour réduire le point d'ébullition) et en injectant de la vapeur. Cette étape élimine les odeurs désagréables (par exemple, les notes de haricot) et stabilise davantage l'huile.

Cuves de dégommage : Mélanger le pétrole brut avec de l’eau ou de l’acide et agiter pour former des gommes.
Centrifugeuses ou séparateurs : Séparer les boues de gomme du pétrole après dégommage et la pâte de savon après neutralisation.
Réacteurs de neutralisation : Mélanger le pétrole avec une base et contrôler la température/le pH pour éliminer les acides gras libres.
Cuves de blanchiment : Cuves étanches pour mélanger le pétrole avec des adsorbants sous vide et chaleur contrôlés.
Filtres-presses ou filtres à feuilles : Éliminer les adsorbants usagés du pétrole blanchi.
Colonnes de désodorisation : Hautes cuves verticales où le pétrole est chauffé sous vide et de la vapeur est injectée pour éliminer les composés volatils.
Échangeurs de chaleur : Récupérer la chaleur du pétrole désodorisé pour préchauffer le pétrole entrant, réduisant ainsi la consommation d’énergie.
Cuves de stockage : Cuves en acier inoxydable pour le pétrole brut, les produits intermédiaires et le pétrole raffiné, souvent avec contrôle de la température et inertie d’azote pour prévenir l’oxydation.

Raffineries de petite taille (traitant 1 à 5 tonnes de pétrole brut par jour) : Elles utilisent un traitement par lots avec des équipements manuels ou semi-automatisés (p. ex., petits réservoirs de blanchiment, filtres manuels). Elles omettent souvent la désodorisation ou utilisent des versions simplifiées, produisant du pétrole pour les marchés locaux.
Raffineries de taille moyenne (5 à 50 tonnes par jour) : Elles utilisent un traitement semi-continu avec des contrôles automatisés de la température et du mélange. Elles incluent les quatre étapes de raffinage et desservent les fabricants de produits alimentaires régionaux.
Raffineries de grande taille (plus de 50 tonnes par jour) : Elles utilisent des lignes entièrement continues, contrôlées par ordinateur, équipées de centrifugeuses de grande capacité, d'un blanchiment multi-étapes et de systèmes de désodorisation avancés. Elles produisent du pétrole pour les marchés nationaux et internationaux et répondent à des normes de qualité strictes (p. ex., Codex Alimentarius).

L'huile de soja raffinée doit respecter les normes mondiales et régionales, notamment :

• Acides gras libres (AGL) : <0,1 à 0,5 % (varie selon le marché ; une valeur plus faible est préférable pour la stabilité).
• Indice de peroxyde : <10 meq/kg (indique une oxydation ; une valeur plus faible signifie une huile plus fraîche).
• Couleur : <3,0 rouge/30 jaune sur l'échelle de Lovibond (le jaune pâle est préférable).
• Humidité et impuretés : <0,1 % (pour éviter la détérioration).
• Contaminants : Niveaux indétectables de pesticides, de métaux lourds ou de mycotoxines.

Le contrôle de l'application de la réglementation implique des tests en usine (par titrage des AGL, colorimètres et spectromètres) et audits par des tiers. Des organismes de réglementation comme la FDA (États-Unis), l'EFSA (UE) ou la FSSAI (Inde) effectuent des inspections pour garantir la conformité.

La consommation d'énergie dépend de l'échelle et de l'intensité du procédé :

• Petite échelle : 50 à 100 kWh par tonne de pétrole brut, principalement pour le chauffage pendant le blanchiment et la désodorisation basique.
• Moyenne échelle : 100 à 200 kWh par tonne, avec un apport d'énergie supplémentaire pour les systèmes de centrifugation et de vide.
• Grande échelle : 200 à 350 kWh par tonne, grâce à la désodorisation continue (haute température/vide) et à des équipements automatisés.

Les grandes raffineries utilisent souvent des systèmes de récupération de chaleur (par exemple, la récupération de la chaleur de l'huile désodorisée pour préchauffer l'huile entrante) afin de réduire leur consommation d'énergie de 20 à 30 %. Certaines intègrent également des chaudières à biomasse (utilisant des coques de soja ou des déchets de tourteaux) pour réduire leur dépendance aux combustibles fossiles.

Les flux de déchets sont gérés de manière à minimiser l'impact environnemental et à valoriser :

• Gommes (issues du dégommage) : Riches en phospholipides, elles sont séchées et vendues sous forme de lécithine (utilisée comme émulsifiant dans l'alimentation humaine, les cosmétiques et l'alimentation animale).
• Savons (issus de la neutralisation) : Transformés en acides gras (pour la fabrication de savon) ou en matière première pour le biodiesel.
• Argile de blanchiment usagée : Peut être régénérée pour être réutilisée ou éliminée comme déchet inerte (si elle n'est pas toxique).
• Eaux usées : Contient des traces d'huile et de matières organiques. Ils sont traités par des séparateurs huile-eau, une filtration biologique (digestion aérobie) et un traitement chimique afin de respecter les normes de rejet.
• Composés volatils (issus de la désodorisation) : Condensés en distillats d'acides gras, utilisés dans des applications industrielles (par exemple, lubrifiants, bougies).

Oxydation de l'huile : Elle se produit lorsque les températures de raffinage sont trop élevées ou que l'exposition à l'air est excessive. Elle est atténuée par l'utilisation d'une couverture d'azote dans les cuves de stockage et l'optimisation du temps et de la température de désodorisation.
Décolorations/goûts : Causés par un blanchiment ou une désodorisation incomplets. Résolus en ajustant le dosage de l'adsorbant lors du blanchiment ou en augmentant l'injection de vapeur lors de la désodorisation.
Émulsions (lors du dégommage/neutralisation) : Elles se forment lorsque l'huile et l'eau se mélangent excessivement, ce qui rend la séparation difficile. Elles sont évitées par le contrôle de la température et de la vitesse d'agitation, ou par l'ajout de désémulsifiants.
Coûts énergétiques élevés : Réduits par des systèmes de récupération de chaleur, des pompes à vide efficaces et l'optimisation des délais de traitement (par exemple, des cycles de désodorisation plus courts avec une meilleure distribution de la vapeur).

Oui, la plupart des raffineries peuvent traiter d'autres huiles (par exemple, canola, tournesol, palme) avec des modifications mineures :

• Ajustement des paramètres de procédé : Les différentes huiles présentent des teneurs en acides gras libres, une teneur en gomme et une stabilité thermique variables. Par exemple, l'huile de palme nécessite des températures de blanchiment plus élevées que l'huile de soja.
• Ajustements des équipements : Certaines huiles (par exemple, les huiles très acides comme le son de riz) peuvent nécessiter des étapes de neutralisation supplémentaires ou des centrifugeuses spécialisées.
• Protocoles de nettoyage : Nettoyage minutieux des cuves et des conduites entre les différents types d'huile afin d'éviter toute contamination croisée des arômes ou des pigments.

Les raffineries multi-huiles sont courantes dans les régions où la production d'huile végétale est diversifiée, car elles optimisent l'utilisation des installations.

Les coûts varient considérablement selon l'échelle :

• Petite échelle (1 à 5 tonnes/jour) : 50 000 à 200 000 $ pour les équipements (réacteurs discontinus, centrifugeuses de base). Les coûts d'exploitation annuels (main-d'œuvre, énergie, produits chimiques) sont de 20 000 à 100 000 $.
• Moyenne échelle (5 à 50 tonnes/jour) : 200 000 à 1 million de dollars pour les équipements semi-continus et l'automatisation. Les coûts d'exploitation sont de 100 000 à 500 000 $/an.
• Grande échelle (plus de 50 tonnes/jour) : 1 million à 10 millions de dollars et plus, incluant les lignes continues, les laboratoires d'essais avancés et les systèmes de traitement des déchets. Coûts d'exploitation : 500 000 à 5 millions de dollars par an.

Les principaux facteurs de coût comprennent la qualité des équipements (acier inoxydable ou acier doux), le niveau d'automatisation (manuel ou contrôlé par PLC) et la conformité aux normes environnementales et réglementaires.