analyses physicochimiques de l ˇhuile de soja...

Download ANALYSES PHYSICOCHIMIQUES DE L ˇHUILE DE SOJA ...bib.univ-oeb.dz:8080/jspui/bitstream/123456789/6420/1/...Figure 3.1 : Etapes de l'extraction de l'huile de soja brute Figure 4.1 :

If you can't read please download the document

Upload: others

Post on 31-Jan-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHESCIENTIFIQUE

    UNIVERSITE LARBI BEN M’HIDI OUM EL BOUAGHI FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE

    DÉPARTEMENT DE GENIE DES PROCEDES

    MEMOIRE

    En vue de l'obtention

    DU DIPLOME DE MASTER EN

    GENIE CHIMIQUE

    Présenté par : Encadreur :

    KEBAILI Mourad Dr ZERMANE Ahmed

    Promotion 2012/2013

    ANALYSES PHYSICOCHIMIQUES DE L’HUILE DE SOJA AU COURS DU

    RAFFINAGE AU NIVEAU DE COMPLEXE PROLIPOS DE AIN M’LILA

  • DEDICACE

    Je dédie mon mémoire de fin d'étude à ma mère.

  • Remerciements

    Avant tout, je dois remercier le bon Dieu qui m’a donné le courage pour mener à terme

    ce modeste travail.

    En premier lieu je tiens à remercier mon encadreur Dr. ZERMANE Ahmed pour : sa

    disponibilité et ses conseils avisés.

    Je remercie également le Chef du Département Génie Procéder Chimique Prof.

    GHERRAF Noureddine, et tous mes enseignants pour l'encadrement et les encouragements

    dont ils n'ont jamais cessé de faire montrer à mon égard.

    J’exprime mes sincères remerciements à tous les membres du laboratoire de la

    raffinerie des huiles PROLIPOS Ain Mlila, particulièrement TAYEB, ALI, HEMZA, pour leur

    aide précieuse.

    Enfin, qu’il me soit permis de remercier mes parents, pour leur soutien inconditionnels

    tout au long de mes années d’études.

  • Liste des abréviations

    A AG D20 Eq J I II IP V20 IS M m0 m1 m2 N nd20 P PEHD PEBD PET ppm R TS V V

    : Acidité : Acide gras : Densité à 20°C : Equivalent gramme d’oléate de sodium =304g : Jaune : La teneur en impuretés en pourcentage : Indice d’iode : Indice de peroxyde : Viscosité à 20°C : Indice de saponification : La masse molaire d’acide adapté pour l’expression utilisée (M=282g/mol pour l’acide oléique) : Masse de la prise d’essai en g : Masse initiale du creuset filtrant en g : Masse du creuset contenant le résidu sec en g : La normalité de NaOH : Indice de réfraction à 20°C : Poids de la prise d’essai : Le polyéthylène haute densité : Le polyéthylène basse densité : Le polyéthylène téréphtalate : Partie par million : Rouge : traces de savon : Volume de NaOH nécessaire pour la neutralisation. : Volume de HCl acétonique à la chute de la burette

  • LISTE DES TABLEAUX

    Tableau 2.1 : Noms chimiques et rôles physiologiques des vitamines liposolubles

    Tableau 2.2 : Point de fusion et point d’ébullition de quelques acides gras

    Tableau 2.3 : Principales altérations subies par les corps gras

    Tableau 3.1 : Variation des composants de la graine de soja entière

    Tableau 3.2 : La composition en acide gras de l’huile de soja

    Tableau 3.3 : Composition en insaponifiable de l’huile de soja

    Tableau 3.4: Constantes physiques et chimiques de l’huile de soja

    Tableau 4.1 : Les opérations élémentaires du raffinage et leurs effets sur les constituants

    mineurs et les contaminants

    Tableau 4.2 : Composition moyenne de l'huile de soja brute et celle raffinée

    Tableau 5.1 : La nature et les dates des prélèvements

    Tableau 5.2 : Résultats d’analyses de l’huile Brute

    Tableau 5.3 : Résultats d’analyses de l’huile démucilaginée (neutralisée)

    Tableau 5.4. : Résultats d’analyses de l’huile décolorée

    Tableau 5.5. : Résultats d’analyse de l’huile désodorisée

    Tableau 5.6. : Résultats d’analyse de l’huile conditionnée

    08

    10

    13

    14

    15

    16

    17

    28

    29

    31

    36

    37

    37

    38

    39

  • Tableau 5.7. : La nature et les dates des prélèvements

    Tableau 5.8. : Résultats d’analyses de L’huile de soja neutralisée sec E1

    Tableau 5.9. : Résultats d’analyses de L’huile de soja neutralisée sec E2

    Tableau 5.10. : Résultats d’analyses de L’huile de soja neutralisée sec E3

    40

    42

    43

    44

  • Liste des figures

    Figure 1.1 : L'organigramme de l'unité

    Figure 2.1 : Structure générale d’un acide phosphatide

    Figure 2.2 : Structure générale de phosphatidyl-choline

    Figure 2.3 : Structure générale de Phosphatidyl-éthanolamine

    Figure 2.4 : Structure générale de phosphatidyl-sérine

    Figure 2.5 : Structure de noyau stéran et de cholestérol

    Figure 3.1 : Etapes de l'extraction de l'huile de soja brute

    Figure 4.1 : Raffinage de l’huile

    Figure 4.2 : Etage de conditionnement des mucilages

    Figure 4.3 : Neutralisation continue à la soude

    Figure 4. 4 : lavage continu

    Figure 4. 5 : Séchage

    Figure 5.1 : Organigramme de méthodologie de travail

    03

    05

    05

    06

    06

    07

    18

    20

    22

    23

    24

    25

    30

  • SOMMAIRE

    Introduction

    Chapitre I : Présentation de l'unité

    IV.1. Historique

    I.2. Production de l’unité

    I.3. Présentation du laboratoire

    I.4.Organigramme de PROLIPOS

    Chapitre II : Généralités sur les corps gras

    II.1.Définition

    II.2.Origine

    II.3.Composition des corps gras

    II.3.1.Les triacylglycérols

    II.3.2.Les glycérophospholipides

    II.3.2.1. Les phosphatides proprement dits (non azotés)

    II.3.2.2. Les phosphoglycérides (azotés)

    II.3.2.2.1. Phosphatidyl-choline (Lécithine)

    II.3.2.2.2. Céphalines

    II.3.2.2.2.1. phosphatidyl-éthanolamine

    II.3.2.2.2.2. Phosphatidyl-sérine

    II.3.3.Les insaponifiables(constituants non glycéridique)

    II.3.3.1.Les cires

    II.3.3.2.Les stérols

    II.3.3.3.Les vitamines liposolubles

    II.4.Propriétés des corps gras

    II.4.1.Les propriétés physiques

    II4.1.1. Densité

    I.4.1.2. Solubilité

    II.4.1.3.Point de fusion

    I.4.1.4. Point d’ébullition

    II.4.2.Les propriétés chimiques

    01

    02

    02

    02

    03

    04

    04

    04

    04

    05

    05

    05

    05

    06

    06

    06

    06

    07

    07

    07

    08

    09

    09

    09

    09

    09

    10

  • II.4.2.1. Propriétés dues à la présence de COOH

    II.4.2.2. Propriétés dues à la présence de doubles liaisons

    II.4.2.2.1. fixation des halogènes

    II.4.2.2.2. Oxydation

    II.4.3. Propriétés nutritionnelles

    II.4.3.1.Intérêt énergétique

    II.4.3.2.Les acides gras essentiels et leurs rôles biologiques

    II.4.3.3.Les tocophérols et leurs rôles biologiques

    II.5.Alterations des corps gras

    II.5.1. L’hydrolyse

    II.5.2. L’oxydation

    Chapitre III : Etude de la matière première

    III .1. Définition

    III .2. Composition de la graine

    III .3. Composition de l’huile

    III .3.1. En acide gras

    III 3-2. En insaponifiables

    III .3.3. Les phosphatides

    III .4. Obtention de l'huile brute de soja

    III.4.1 .Nettoyage

    III.4.2. Séchage des graines

    III.4.3. Le décorticage

    III.4.4. Aplatissage

    III.4.5. Extraction

    III.4.6. Séchage de l’huile

    Chapitre IV : Raffinage des huiles.

    IV.1. But de raffinage

    IV.1.1. Démucilagination ou dégommage

    IV.1.2. Neutralisation

    IV.1.3. Lavage

    IV.1.4. Séchage

    10

    11

    11

    11

    11

    11

    12

    12

    12

    12

    12

    14

    14

    14

    14

    15

    16

    17

    18

    18

    19

    19

    19

    19

    20

    21

    22

    23

    24

  • IV.1.5. Décoloration (blanchiment)

    IV.1.6. Wintérisation ou décirage

    IV.1.7. Désodorisation

    IV.1.8. Conditionnement

    IV.2.Effets de raffinage sur les huiles

    IV.3 Comparaison entre l'huile brute et raffinée

    Chapitre V : Partie expérimentale

    V.1. Méthodologie de travail

    V.2. Méthodes d’analyses

    V.2.1. Echantillonnage

    V.3. Les analyses effectuées sur l’huile

    V.3.1. Analyses physiques

    V.3.1.1. Détermination de l’humidité et des matières volatiles

    V.3.1.2. Détermination de la couleur

    V.3.1.3. Détermination des impuretés insolubles

    V.3.2. Analyses chimiques

    V.3.2.1. L’acidité

    V.3.2.2. Indice d’iode

    V.3.2.3. Indice de peroxyde

    V.3.2.4. Traces de savon

    V.3.2.5. Dosage du phosphore

    V. 4. Résultats et discussions

    V. 4.1. L’huile brute

    V. 4.2. L’huile neutralisée

    V. 4. 3. Huile décolorée

    V. 4. 4. Huile désodorisée

    V.4.5. Huile conditionnée

    V.4.6.Etude comparative d’adsorbants (Terre décolorante et charbon actif)

    V.4.6.1. Echantillonnage

    V. 4.6.2. Résultats et discussions de l’étude comparative d’adsorbants

    V. 4.6.2.1 L’huile de soja neutralisée sec E1 et E2

    25

    26

    26

    26

    27

    29

    30

    31

    31

    32

    32

    32

    32

    32

    33

    33

    34

    34

    35

    36

    36

    36

    37

    37

    38

    39

    40

    40

    42

    42

  • Conclusion

    Références bibliographiques

    Annexe

    45

    46

    49

  • Introduction.

    1

    Introduction

    Les corps gras alimentaires comprennent les huiles et les graisses d’origine animale ou

    végétale [1]. Ces corps gras ont un rôle sur le plan énergétique et métabolique mais beaucoup

    d’entre eux sont intéressants par leur apport en acides gras essentiels et fournissent à

    l’organisme d’importantes vitamines liposolubles (A, D, E et K) [2].

    La production mondiale des huiles végétales a atteint plus de 100 millions de tonnes dont près

    de 80% sont utilisées pour l’alimentation humaine comme les huiles de cuisine, les

    margarines et les produits dérivés. Ces huiles sont majoritairement extraites de 4 plantes :

    soja, tournesol, colza, palme, le reste provenant de coton, des noix et des olives.

    En Algérie, la consommation de l’huile est assurée pour une part importante par les huiles

    importées de l’étranger, qui doivent être traitées avant l’utilisation. Elles subissent un

    traitement de purification et de raffinage, la qualité des produits obtenus dépend de la qualité

    des matières premières, du procédé de fabrication, de la qualité de l’emballage et enfin des

    conditions de stockage.

    L’huile de soja est l'une des matières grasses la plus consommée au monde, elle a une saveur

    douce et une odeur légère et agréable, sa couleur est entre le jaune pâle et le jaune orangé.

    Le laboratoire joue un rôle important dans l’évaluation de la qualité de l’huile, cette dernière

    est assurée en analysant des échantillons chaque jour, à chaque stade de raffinage.

    L’objectif de mon stage est de contribuer à l’étude physico-chimique de l’huile de soja à l’état

    brut et au cours du raffinage au niveau de PROLIPOS de Ain M’lila.

    Dans cette optique le mémoire est construit comme suit : nous allons présenter en premier lieu

    l’unité PROLIPOS de Ain M’lila après cette introduction, les chapitres deux, trois et quatre

    sont consacrée à une synthèse bibliographique sur les corps gras, l’huile de soja comme

    matière première et enfin au raffinage de cette dernière, dans le chapitre cinq on présenter la

    partie expérimentale qui comporte les différentes méthodes d’analyses et la discussion des

    résultats obtenus, finalement le mémoire est terminer par une conclusion et un annexe.

  • Chapitre I Présentation de l'unité

    2

    Chapitre I Présentation de l'unité

    I.1. Historique

    Le complexe des corps gras de Ain m’lila (PROLIPOS), est situé dans la zone industrielle de

    la ville de Ain m’lila (route Oum El Bouaghi). Il occupe une superficie de 54000 m2 dont

    38000 m2 sont couvertes. En matière d’emploi, le complexe opère avec un effectif de 206

    personnes, selon les données de 02/09/2009 ; réparties dans les différents services, le régime

    de travail est 24 heurs effectués par trois équipes qui se relèvent toutes les huit heures.

    Ce complexe à pour but de promouvoir le développement des industries alimentaires et de

    satisfaire les besoins locaux en huile, savon de ménage, savon de toilette,…..etc.

    I.2. Production de l’unité

    Le complexe est conçu pour produire les quantités suivantes:

    Ø La raffinerie d’huile alimentaire PROLI 01 : 150 Tonnes/Jour ;

    Ø La raffinerie d’huile alimentaire PROLI 02 : 350 Tonnes/Jour ;

    Ø La fabrication de savon : 100 Tonnes/Jour ;

    Ø La distillation des acides gras : 10 Tonnes/Jour ;

    Ø Le conditionnement des huiles alimentaires : 350 Tonnes/Jour ;

    Ø 150 Tonnes/Jour pour les huiles de 5 Litres ;

    Ø 100 Tonnes /Jour pour les huiles de 2 Litres ;

    Ø 100 Tonnes /Jour pour les huiles de 1 Litres ;

    Ø Le traitement des eaux en production 24/24 H.

    I.3. Présentation du laboratoire

    Le service laboratoire a pour objectif d’améliorer la qualité des produits fabriqués au sein de

    cette unité. A cet effet, des analyses sont effectuées sur les matières premières et auxiliaires,

    sur les produits au cours de fabrication ainsi que sur les produits finis.

    Les principales analyses qui s’effectuent dans ce laboratoire sont les suivantes :

    Ø Analyse d’huile brute ;

    Ø Analyse d’huile au cours de raffinage ;

    Ø Analyse d’acides gras libres bruts ;

    Ø Analyse d’acides gras distillés.

    Ø Analyse de l’eau brute ;

  • Chapitre I Présentation de l'unité

    3

    Ø Analyse de l’eau chaudière ;

    Ø Analyse de l’eau procédée ;

    Ø Analyse des eaux usées ;

    I.4.Organigramme de PROLIPOS

    L'organigramme de l'unité est schématisé dans la figure .4.1.

    Figure 1.1 : L'organigramme de l'unité

    DIRECTION Secrétaire

    Service contrôle de gestion budget

    Service informatique

    Laboratoire

    Hygiène et sécurité

    Département ressources humaines

    Département comptabilité et fiscalité

    Service comptabilité générale

    Service finance

    Département Commerciale

    Service approvisionnement

    Service gestion des stocks

    Service transport

    Département production

    Service raffinerie et dérivé

    Service fabrication plastique et CDH

    Service utilité

    Service vente

    Département maintenance

    Service électricité

    Service entretien

    Service de fabrication

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    4

    Chapitre II Généralités sur les corps gras

    II.1. Définition

    Les lipides sont les dérivés naturels des acides gras condensés avec les alcools ou les amines.

    Ce sont des composés énergétiques puisque l’oxydation d’un gramme de lipide libère 38 kcal

    [3]. Ils possèdent des propriétés physiques analogues : insolubilité dans l’eau, solubilité dans

    les solvants organiques (éther, chloroforme) [4].

    II.2. Origine

    Les lipides sont d’origine végétale et animale, parmi les lipides d’origine végétale :

    Les huiles fluides, liquides à température de 15 °C (soja, tournesol, colza…) ;

    Les huiles concrètes, solides à température de 15°C (Palme, Coprah) [5].

    Les lipides ou graisses animales sont soit d’origine laitière (Lait, crème, beurre,…) soit

    apportés (viandes et poissons) ou extraites des animaux terrestres (suifs de boeuf, mouton) ou

    marins (huile hareng, sardine) [5].

    II.3. Composition des corps gras

    Un corps gras, brut, est constitué essentiellement de trois groupes de produits [6].

    II.3.1. Les triacylglycérols

    Les triacylglycérols ou triglycérides sont les constituants majeurs des corps gras alimentaires

    [7]. Ils sont obtenus par condensation de trois acides gras avec une molécule de glycérol

    selon la réaction suivante :

    CH2 - OH R1 - COOH CH2OCO - R1

    CH - OH + R2 - COOH CH2OCO - R2 + 3H2O

    CH2 - OH R3 - COOH CH2OCO - R1

    Glycérol Acides gras Triglycéride Eau

    Les acides gras (R1, R2 et R3) peuvent être identiques ou différents [8].

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    5

    II.3.2. Les glycérophospholipides

    Les glycérophospholipides ou phosphatides représentent la principale famille de

    phospholipides naturels [9]. Ils constituent plusieurs classes de composés où entrent les acides

    gras, le glycérol, l’acide phosphorique et, dans certains cas, les bases alcooliques azotées ou

    les acides aminés [6].

    II.3.2.1. Les phosphatides proprement dits (non azotés)

    Ce sont les esters mixtes d’acide gras et d’acide phosphorique, la forme générale d’un acide

    phosphatidique est représentée sur la Figure 2.1.

    CH2 – O – CO - R1 R2- CO – O - CH OH CH2 - O - P = O OH

    Figure 2.1 : Structure générale d’un acide phosphatide [6].

    II.3.2.2. Les phosphoglycérides (azotés)

    Ce sont des phosphatides dans lesquels un hydrogène libre de l’acide phosphorique est

    remplacé par un groupe amino–alcool [10]. Parmi lesquels:

    II.3.2.2.1. Phosphatidyl-choline (Lécithine)

    La phosphatidyl-choline est un ester d'acide phosphatidique et d’un alcool azoté, la choline

    (Figure 2.2), ce qui conduit à:

    CH2 – O – CO – R1 R2 – CO – O – CH O CH3 CH2 – O – P – O – CH2 – CH2 – N+ - CH3 O- CH3 Acide L-α- glycérophosphatidique Choline

    Figure 2.2 : Structure générale de phosphatidyl-choline [4].

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    6

    II.3.2.2.2. Céphalines

    Les Céphalines contiennent de l’éthanol-amine ou de sérine au lieu de la choline, c’est la

    seule différence qui soit entre une lécithine et une céphaline [11].

    II.3.2.2.2.1. phosphatidyl-éthanolamine

    Le phosphatidyl-éthanolamine est un ester d'acide phosphatidique et de l'éthanolamine.

    Sa structure générale est illustrée dans la Figure 2.3.

    CH2 – O – CO – R1 R2 – CO – O – CH O CH2 – O – P – O – CH2 – CH2 – NH3+ O-

    Figure 2.3. Structure générale de Phosphatidyl-éthanolamine [10].

    II.3.2.2.2.2. Phosphatidyl-sérine

    La phosphatidyl-sérine est caractérisée par la présence d’un acide aminé, la sérine, au lieu de

    l’éthanolamine (Figure 2.4).

    CH2 – O – CO – R1 R2 – CO – O – CH O CH3 CH2 – O – P – O – CH2 – CH O- CH3

    Figure 2.4. Structure générale de phosphatidyl-sérine [11].

    Les phosphatidyl-sérine se rencontrent associes au phosphatidyl-choline et au phosphatidyl,-

    éthanolamine dans la plus part des tissus végétaux [12].

    II.3.3. Les insaponifiables [constituants non glycéridiques]

    Cette fraction d’un corps gras qui présente en général 0,2 à 2% d’un lipide non raffiné,

    comprend l’ensemble des constituants qui ne réagissent pas avec une base (NaOH , KOH)

    pour donner des savons, et qui, après saponification restent solubles dans les solvants de

    matières grasses (éther, chloroforme).

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    7

    Les insaponifiables contiennent des alcools divers (stérols, alcool gras, cires) des colorants

    (caroténoïdes, chlorophylles) des vitamines liposolubles, cétones et aldéhydes [1]. Parmi les

    insaponifiables:

    II.3.3.1. Les cires

    Ce sont des esters d'acide gras et d’un alcool à longue chaîne aliphatique [13].

    II.3.3.2. Les stérols

    C’est un groupe très important de lipide [14]. Les stérols sont des molécules complexes

    comprenant une fonction alcool, ils se trouvent à l’état libre ou estérifié, l’exemple le plus

    connu est le cholestérol (Figure 2.5), qui est un alcool polycylique dérivé du noyau stéran

    (Figure 2.5) ou cyclopentano perhydrophenanthrène [5].

    CH3 CH3

    CH3 HO H3C CH3

    Figure 2.5. Structure de noyau stéran et de cholestérol [15].

    II.3.3.3. Les vitamines liposolubles

    Les vitamines A, D, E et K sont des vitamines liposolubles, elles sont apparentées aux lipides

    par leurs insolubilité en milieu aqueux, par définition les vitamines sont des molécules

    organiques sans valeurs énergétique, ce sont indispensables au fonctionnement de l’organisme

    [16]. Les noms chimiques et rôles physiologiques de ces vitamines sont illustrés dans le

    Tableau 2.1

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    8

    Tableau 2.1 : Noms chimiques et rôles physiologiques des vitamines liposolubles [17].

    Vitamines

    Noms chimiques

    Rôles physiologiques

    Vitamine A

    Rétinol

    Béta-caroténe

    (provitamine)

    Vision

    Différenciations

    cellulaires

    Vitamine D

    Ergocalciférol (D2)

    Cholécalciférol (D3)

    Métabolisme

    phosphocalcique

    Vitamine E

    Tocophérols

    Antioxydation

    Vitamine K

    Phyllquinone (K1)

    Ménoquinone (K2)

    Coagulation

    II.4. Propriétés des corps gras

    L’étude des lipides commence par la description de leur partie constante, l’acide gras [18].

    Les acides gras sont des acides carboxyliques (- COOH) à longue chaîne aliphatique (-R).

    • Ils sont rarement à l’état libre (sauf les acides gras plasmitiques).

    • Le plus souvent, ils sont esterifiés à des alcools (glycérol, cholestérol) pour

    former d’autres lipides [19].

    La chaîne aliphatique hydrocarbonée peut être saturée ou présente une ou plusieurs doubles

    liaisons, rarement une triple liaison [20]. L’acide gras est symbolisé par :

    Cn : X où n : nombre d’atomes de carbone et X : nombre de double liaison.

    • Acides gras saturés

    Les acides gras saturés sont constitués d’une chaîne hydrocarbonée ne comportant pas de

    doubles liaisons carbone-carbone, leur formule générale est : CH3 - (CH2)n – COOH, le plus

    souvent la chaîne possède un nombre pair de carbone.

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    9

    Les plus fréquent rencontrés sont :

    Ø L’acide palmitique C16 : 0 ; CH3 – (CH2)14 – COOH.

    Ø L’acide stéarique C18 : 0 ; CH3 – (CH2)16 – COOH.

    • Acides gras insaturés

    Ce sont des acides gras qui comportent une ou plusieurs doubles liaisons dans la chaîne

    carbonée. Les principaux acides gras insaturés sont :

    - Acide oléique C18: 1; CH3 – (CH2)7 – CH=CH – (CH2)7 – COOH ;

    - Acide linoléique C18: 2; CH3 – (CH2)4 – CH=CH – CH2 – CH=CH– (CH2)7– COOH;

    - Acide linolénique C18: 3; CH3 – CH2 – CH=CH – CH2 – CH=CH – CH2 – CH=CH – (CH2)7

    – COOH [9].

    II.4.1. Propriétés physiques

    II.4.1.1. Densité

    Les acides gras ont une densité inférieure à celle de l’eau (densité de référence), ce qui

    explique pourquoi l’huile remonte à la surface de l’eau ou du vinaigre quand l’émulsion n’est

    pas stabilisée [16].

    II.4.1.2. Solubilité

    Les acides gras sont très peu solubles dans l’eau. Plus la chaîne est longue plus la solubilité

    est faible. De même, la solubilité est d’autant plus faible que le nombre des doubles liaisons

    est élevé [18].

    II.4.1.3.Point de fusion

    Le point de fusion des acides gras est d’autant plus élevé que la chaîne aliphatique est longue.

    La présence de doubles liaisons abaisse le point de fusion pour un même nombre de carbone

    [20].

    II.4.1.4. Point d’ébullition

    Le point d’ébullition augmente avec l'augmentation de la longueur de la chaîne carbonée, les

    doubles liaisons influencent peu [3]. Le point de fusion et le point d’ébullition de quelques

    acides gras sont donnés dans le Tableau 2.2.

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    10

    Tableau 2.2 : Point de fusion et point d’ébullition de quelques acides gras [3].

    Symbole

    Nom

    Point de fusion

    Point d’ébullition

    C14 : 0

    Acide myristique

    + 53,9 °C

    127 °C

    C16 : 0

    Acide palmitique

    + 63,1 °C

    148 °C

    C18 : 0

    Acide stéarique

    + 69,6 °C

    166 °C

    C18 : 1

    Acide oléique

    +13,4 °C

    165 °C

    C18 : 2

    Acide linoléique

    - 5,0 °C

    164 °C

    C18 : 3

    Acide linolénique

    - 11,0 °C

    163 °C

    II.4.2. Propriétés chimiques

    II.4.2.1. Propriétés dues à la présence de COOH

    La fonction carboxylique a par définition un comportement acide c’est-à-dire qu’elle est

    capable de céder un proton, comme cette dissociation est partielle, on parle alors d’acide

    faible.

    R – COOH R – COO- + H+ [16]

    La fonction carboxylique se caractérise également par son implication dans la réaction

    d’estérification. Il s’agit d’une condensation avec une fonction alcool.

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    11

    O O R C + OH – R\ R – C + H2O OH O – R\ Acide Alcool Ester Eau

    “ Réaction d’estérification ” [16]

    II.4.2.2. Propriétés dues à la présence de doubles liaisons

    II.4.2.2.1. fixation des halogènes

    Les acides gras sont chimiquement inertes sauf ceux qui sont insaturés. D’ailleurs,

    l’hydrogène peut se fixer sur la double liaison des acides gras insaturés pour donner un acide

    gras saturé ; ils peuvent aussi fixer des halogènes comme l’iode, selon les réactions suivantes :

    - CH = CH - + 2H - CH2 = CH2 -

    - CH = CH - + 2I - CH I = CH I - [21]

    II.4.2.2.2. Oxydation

    Les doubles liaisons des acides gras sont facilement oxydables. Si l’oxydation est très

    énergétique, la chaîne carbonée peut être rompue au niveau de la double liaison avec

    formation de deux fragments acides comme le montre la réaction suivante :

    R – CH = CH – (CH2) n – COOH + 2O2 R - COOH + HOOC – (CH2) n – COOH

    Cette réaction permet de connaître la place de la double liaison dans la molécule [10].

    II.4.3. Propriétés nutritionnelles

    II.4.3.1. Intérêt énergétique

    Les lipides sont présents dans la plupart des aliments naturels ou transformés, ils jouent un

    rôle important dans les qualités organoleptiques de ces aliments, ils ont un intérêt nutritionnel

    évident aussi bien au point de vue quantitatif que qualitatif.

    Ce sont eux qui ont le plus fort rendement calorique (en moyenne 1g de graisse produit 9cal)

    [4].

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    12

    II.4.3.2. Les acides gras essentiels et leurs rôles biologiques

    Il y’a trois acides gras poly-non saturés dont l’organisme a un besoin fondamental pour sa

    croissance.

    L’acide linoléique, acide linolénique et l’acide arachidonique, ils jouent un rôle important

    dans le transport et le métabolisme du corps gras, ainsi que dans le maintien de la fonction et

    de l’intégrité des membranes cellulaires [22].

    II.4.3.3. Les tocophérols et leurs rôles biologiques

    Les tocophérols sont au nombre de 4 (α, β, γ et δ-tocophérols). Ils jouent le rôle

    d’antioxydants naturels ce qui explique pourquoi les huiles végétales résistent bien au

    phénomène de rancissement.

    Parmi les tocophérols, l’α- tocophérol ou vitamine E est doté de l’effet antioxydant le plus

    puissant [5].

    II.5. Altérations des corps gras

    Les principales réactions d’ordre chimiques susceptibles d’affecter les corps gras lors de leur

    production (obtention de l’huile brute, raffinage) ou de leurs utilisation, sont : l’hydrolyse et

    l’oxydation (Tableau 2.3) [23].

    II.5.1. L’hydrolyse

    L’hydrolyse des corps gras conduit à l’apparition d’acides gras libres et de glycérides partiels,

    diglycérides et monoglycéride, glycérol.

    La mesure de l’acidité d’un corps gras est un des bons moyens pour déterminer son altération

    par hydrolyse [23].

    II.5.2. L’oxydation

    Les réactions d’oxydation des lipides entraînent la formation de composés volatils d’odeur

    désagréable. Ces réactions peuvent se produire même dans des aliments contenant moins de

    1% de lipides, les principaux substrats de l’oxydation sont : les acides gras non saturés ; ils

    s’oxydent plus vite à l’état libre que lorsqu’ils font partie de molécule de triacylglycérols ou

    de phospholipides.

    D’autres substrats non saturés peuvent subir des réactions d’oxydation comme la vitamine A,

    les pigments caroténoïdes et certains hydrocarbures présentes dans les huiles [24].

  • Chapitre I I Généralités sur les corps gras

    13

    Les facteurs favorisant l’oxydation ou le rancissement sont :

    La chaleur, l’air, la lumière, la présence de certains métaux et les facteurs microbiologiques

    [5].

    Les réactions d’oxydation donnent naissance à de nombreux composés.

    En premier lieu, il convient de citer les aldéhydes et les cétones de faible masse moléculaire

    qui sont responsable de l’odeur de rance.

    L’oxydation des lipides entraîne également les pertes d’activité vitaminique et de couleur, de

    même que l’oxydation des acides gras essentiels provoque une diminution de la valeur

    nutritionnelle [24].

    Tableau 2.3 : Principales altérations subies par les corps gras [23].

    Altération

    Cause

    Produits résultants

    Hydrolytique

    Humidité

    Acides gras libres, di-glycérides,

    monoglycérides, glycérol

    Oxydative

    Air

    (Oxygène)

    Produits volatils : hydrocarbures, cétones,

    aldéhydes, alcools, acides…

    Produits non volatils : oxymonomères,

    oxypolymères

  • Chapitre III Etude de la matière première

    14

    Chapitre III Etude de la matière première « l’huile de Soja »

    III.1. Définition

    Le soja, Glycine max (L) Merr, est une plante de la famille des légumineuses, sous famille des

    papilonoideae, tribu des phaseoleae, largement cultivée pour ces graines oléagineuses qui

    fournissent la principale huile alimentaire consommée dans le monde. [25].

    III.2. Composition de la graine

    Les graines de soja constituent une excellente source de protéines de haute valeur nutritive et

    d’acide aminés. De plus le soja contient presque 20% en masse de lipides avec l’huile de soja,

    le Tableau 3.1 montre les valeurs extrêmes des constituants de la graine de soja. [26].

    Tableau 3.1 : Variation des composants de la graine de soja entière : [27]

    Composants

    Valeurs extrêmes

    Huile (%MS)

    Protéines (Nx6.25) (%MS)

    Cellulose brute (%MS)

    17 – 27

    34 - 52

    5 – 7

    III.3. Composition de l’huile

    III.3.1. En acide gras

    La teneur en acide gras insaturés de l’huile de soja étant très élevée, les molécules de

    triglycérides contiennent au moins deux acides gras insaturés. [28], comme il est montrer sur

    le tableau 3.2 suivant :

  • Chapitre III Etude de la matière première

    15

    Tableau 3.2 : La composition en acide gras de l’huile de soja ; [29].

    Acide gras

    Quantité par 100g

    Saturé : total

    C12 : 0

    C14 : 0

    C16 : 0

    C18 : 0

    14.4

    -

    0.1

    10.3

    3.8

    Monoinsaturé : total

    C16 : 1

    C18 : 1

    C20 : 1

    23.3

    0.2

    22.8

    0.2

    Polyinsaturé : total

    C18 : 3

    C20 : 3

    57.9

    51.0

    6.8

    III.3.2. En insaponifiables

    La partie insaponifiable de l’huile de soja présente 1.6% dans l’huile brute et de 0.6 à 0.7%

    dans l’huile raffinée. Elle se compose essentiellement de stérols et de tocophérols comme le

    montre le Tableau 3.3.

  • Chapitre III Etude de la matière première

    16

    Tableau 3.3 : Composition en insaponifiable de l’huile de soja en mg/100g d’huile) ; [25].

    Insaponifiable 0.5 – 1.6%

    Stérols (en mg/100g) Composition des stérols (en % des stérols totaux)

    Cholestérol

    Brassicastérol

    Compastérol

    Stigmastérol

    β Sitostérol

    Δ5 Avinastérol

    Δ7 Stigmastérol

    Δ7 Avinastérol

    Ergostérol

    250-418

  • Chapitre III Etude de la matière première

    17

    Tableau 3.4 : Constantes physiques et chimiques de l’huile de soja : [25].

    D20 : Densité à 20°C ;

    V20 : Viscosité à 20°C ;

    nd20 : Indice de réfraction à 20°C ;

    II : Indice d’iode ;

    IS : Indice de saponification.

    III.4. Obtention de l'huile brute de soja

    Par trituration (pilage), les graines sont transformées en huile de soja et en tourteaux pour

    l'alimentation du bétail. Le traitement des graines de soja qui sont dites pauvres en huile (15 -

    20 %), est constitué de : Nettoyage, séchage des graine, maturation, décorticage, aplatis sage,

    extraction et séchage de l’huile (Figure 3.1) [30].

    Propriété

    Valeur

    D20

    0.921-0.924

    V20

    935 – 1033 m Pa s-1

    nd20

    1.473-1.477

    II

    125-128 (mg d’I2/100g d’huile )

    IS

    188-195 (mg KOH/g d’huile)

  • Chapitre III Etude de la matière première

    18

    Figure 3.1 : Etapes de l'extraction de l'huile de soja brute [31].

    III.4.1 .Nettoyage

    Les graines sont soit stockées par l'agriculteur à la ferme, soit transportées aux silos de l'usine,

    la tâche la plus dure consiste à transporter la récolte d'un lieu de stockage à un autre sans trop

    nuire à l'état de la graine. Les graines doivent être bien nettoyées, elles subissent d'abord un

    dépoussiérage par un courant d'air. Puis le nettoyage se poursuit par un tamisage et un passage

    sur des électroaimants [32].

    III.4.2. Séchage des graines

    Il est indispensable que la partie non grasse ne comporte pas une humidité atteignant 15 %.

    Un séchage est aussi nécessaire pour le décorticage. Pour le soja, on sèche à niveau de 10 %

    puis la graine séchée est stockée dans un silo où elle séjourne 1 à 3 jours. Sans cette

    maturation qui permet l'équilibrage de l'humidité, les coques se séparent mal au décorticage

    [30].

    Soja en provenance du stock

    Nettoyage Concassage et

    décorticage

    Conditionnement flaconnage ( et

    expandée)

    Extraction par solvant

    Désolvontisation toastage et séchage et refroidissement

    Montone ou pelletiention

    Huile de soja brute

    Coques de soja

    Tourteaux de soja 48%

    Tourteaux de soja 44%

    Tapotage et momier

  • Chapitre III Etude de la matière première

    19

    III.4.3. Le décorticage

    L'intérêt du décorticage est d'éliminer les matières sans valeur pour l'alimentation animale,

    mais surtout de faciliter les traitements ultérieurs. Le décorticage sera réalisé en fonction de la

    matière protéique et de l'huile contenue dans la graine pour arriver à avoir un tourteau à 44, 48

    ou 50 % de matières PROFAT (Protein Fat, Protéines + matières grasses). Pour le soja, la

    coque se sépare facilement, l'amande et la coque constituent des mélanges qu'il faut dissocier

    avec des tamis. Le concassage grossier se fait sur des concasseurs à 4 cylindres cannelés [30].

    III.4.4. Aplatissage

    Le concassage est suivi d'un aplatissage sur cylindres lisses. Une température de 65°c est

    nécessaire pour avoir l'état thermoplastique indispensable pour fournir des flocons qui ne

    s'effritent pas. Cette température servira d'ailleurs de source de chaleur pour l'extracteur qui,

    doit travailler à plus de 52°c pour des raisons de sécurité mais aussi parce que l'extraction est

    meilleure à chaud qu'à froid [30].

    III.4.5. Extraction

    L'exaction de l'huile est effectuée d'abord par pression et ensuite au moyen de solvants. La

    matière première est pressée dans des presses à vis, en continu, et l'on obtient d'une part

    l'huile brute et d'autre part un résidu solide ou tourteau qui contient encore 10 à 20 % d'huile.

    Le tourteau subit ensuite une extraction au moyen d'un solvant; l'hexane. Le tourteau

    préalablement broyé, et le solvant circulent à contre courant dans l'extracteur. Le mélange

    solvant-huile ainsi obtenu est débarrassé du solvant par distillation. Le tourteau déshuilé, qui

    ne contient plus que 1 % d'huile est imprégné aussi de solvant qui sera éliminé par chauffage.

    Le solvant est récupéré pour de nouvelles utilisations et les tourteaux sont utilisés pour

    l'alimentation animale [32].

    III.4.6. Séchage de l’huile

    Il est souhaitable de sécher l'huile pour avoir moins de 0,1 % d'humidité, il se fait toujours par

    pulvérisation de l'huile chauffée à 80 - 90°c dans une enceinte sous un vide de l'ordre de

    50mm de mercure [30].Les moyens employés pour le séchage et le stockage des graines, ainsi

    que les procédés de trituration sont susceptibles d'introduire dans les corps gras bruts des

    substances contaminants qu'ils faut éliminer pour livrer à la consommation humaine un

    aliment parfaitement conforme à la réglementation relative aux produits alimentaires [34].

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    20

    Chapitre IV Raffinage de l'huile de soja

    IV.1.But de raffinage

    Le but de raffinage est de purifier les huiles brutes végétales; en effet elles présentent une

    certaine acidité libre (provoquée par une légère hydrolyse des triglycérides), une couleur peu

    agréable à l’œil , donc peu commerciales et elles contiennent des produits secondaires qui

    sont extraits au même temps que les huiles (lécithine, stérols…etc.). Enfin elles peuvent

    contenir certains métaux lourds (Fe, Cu).

    Le raffinage a pour but d’éliminer tout ou une partie de ces composés plus ou moins

    indésirables afin d’obtenir des huiles commerciales ayant de bonnes qualités organoleptiques

    [34].

    C’est une suite d’opérations qui comprend essentiellement les étapes schématisées dans la

    figure 4.1 :

    H3PO4 + H2O Elimination des mucilages NaOH Elimination des acides gras libre Terre décolorante Elimination des composés colorant Vapeur Elimination des composes odorants

    Figure 4.1 : Raffinage de l’huile [35].

    Huile brute

    Démucilagination

    Désacidification

    Décoloration

    Désodorisation

    Huile pure

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    21

    IV.1.1.Démucilagination ou dégommage

    Cette opération consiste à éliminer une faible quantité de produit dont l’ensemble désigne

    sous le nom « mucilage » et comprend surtout des phospholipides (phosphatides) [6]. L’huile

    brute est portée à une température de 80°C avec de l’eau (2 à 3%) additionnée de l’acide

    phosphorique (0,1 à 0,3%) (Figure 4.2).

    Les deux phases ainsi obtenues sont séparées par centrifugation

    • La présence de phospholipides dans l’huile provoque certains inconvénients et qui ont

    une action nuisible, tant au cours du raffinage que pour la conservation de l'huile ou

    son utilisation.

    • Il est prouvé qu’une huile mal dégommée s’acidifiée, s’oxyde et prend rapidement une

    saveur forte et amère [6].

    • L’élimination incomplète de composés phosphorés provoque toute une série de

    difficultés tout au long de tout le processus de raffinage :

    Ø Emulsion avec des pertes de l’huile dans le lavage;

    Ø Formation des mousses au séchage;

    Ø Colmatage rapide des filtres;

    Ø Désactivation de la terre décolorante [33].

    En général, toutes les huiles contiennent à la fois des phosphatides hydratables et non

    hydratables, la proportion de ces derniers est plus élevée dans le cas de soja (5 à 10%) que

    dans le cas de tournesol.

    Dans le cas de soja, il est préférable de procéder à une première démucilagination pour

    récupérer la lécithine qui constitue un sous produit [6].

    Les phospholipides présents dans l’huile brute, sont des substances naturelles provenant des

    graines végétales, qu’il est important d’enlever totalement de l’huile pour qu’elle reste

    limpide. De l’eau additionnée d’acide phosphorique est ajoutée à l’huile brute provoquant la

    précipitation des phospholipides avec formation de mucilages (substances présentes chez de

    nombreux végétaux qui gonflent au contact de l’eau donnant une solution visqueuse plus

    lourde que l’huile), c’est la démucilagination, ensuit, ces mucilages sont éliminés par

    centrifugation [36].

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    22

    6

    2

    3 5

    1 4

    1- Pompe d’alimentation (entrer huile brute) 2- Echangeur huile/vapeur 3- Débitmètre à acide phosphorique (H3PO4) 4- Pompe doseuse à acide phosphorique 5- Mélangeur rapide 6- Contacteurs

    Figure 4.2 : Etage de conditionnement des mucilages

    IV.1.2.Neutralisation

    C’est l’étape la plus importante et la plus délicate où s’effectue l’élimination des acides gras

    libres, qui risquent de donner à l’huile un goût désagréable.

    La neutralisation s’effectue le plus souvent par addition de soude qui transforme les acides

    gras libres en savon que l’on sépare ensuit par centrifugation en même temps que les autres

    impuretés [39]. La soude joue également un rôle de décoloration partielle [33]. L’huile est

    portée à 80-90°C puis agitée avec la soude (NaOH).

    Les acides gras libres responsables de l’acidité et l’oxydabilité de l’huile, passent dans la

    phase aqueuse sous forme de savons, et sont éliminés lors de la centrifugation qui suit.

    D’autres impuretés (phospholipides résiduels, une partie des colorants) sont enlevées

    également avec la partie aqueuse alcaline.

    R-COOH + Na OH RCOO-Na + H2O

    AG libre Soude Savon Eau

    Huile dégommée

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    23

    La solution de la soude est ajoutée avec précaution pour ne pas exercer la saponification des

    triglycérides (saponification parasite) [6].

    L’huile est ensuite lavée à l’eau pour éliminer les résidus d’alcali et de savon, puis

    déshydratée sous vide [37].

    6

    2

    3

    1 4 5

    1- Pompe d’alimentation en huile dégommée

    2- Echangeur huile/vapeur

    3- Débitmètre à soude

    4- Pompe doseuse à soude

    5- Mélangeur statique

    6- Séparateur centrifuge

    Figure 4.3 : Neutralisation continue à la soude

    IV.1.3.Lavage

    Le lavage est l’opération qui permet d’éliminer les substances alcalines (savon et soude en

    excès) présentes dans l’huile à la sortie du séparateur, ainsi que les dernières traces de métaux,

    de phospholipides et autres impuretés [33].

    Le lavage est plus efficace lorsqu’il est effectué en deux stades, il est préférable d’utiliser de

    l’eau décalcifiée et la plus chaude possible à 90°C pour éviter l’encrassement des bols par

    dépôt de savon et phosphate de calcium [33].

    Sortie huile neutralisée

    Sortie soapostock

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    24

    4 6 12

    1 5 11

    7

    2 8 10

    3 9

    1- Alimentation en huile neutre 7- sortie de l’eau de lavée résiduaire

    2- Débitmètre à eau 8- Débitmètre à eau

    3- Pompe doseuse 9- Pompe doseuse

    4- Contacteur 10- Mélangeur statique

    5- Séparateur centrifuge 1 11- Séparateur centrifuge 2

    6- Sortie d’huile de première lave 12- Sortie d’huile lavée

    13- sortie d’eau résiduaire

    Figure 4. 4 : lavage continu

    IV.1.4.Séchage

    L’humidité présente dans l’huile lavée est éliminée avant l’opération de décoloration car elle

    peut provoquer le colmatage rapide des filtres.

    L’huile neutralisée sortant du lavage à une température de 90°C est séchée sous vide par

    pulvérisation dans une tour verticale [33].

    13

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    25

    2

    3

    4

    1

    6 5

    1- Arrivée de l’huile lavée

    2- Collectage au système de vide

    3- Chicanes

    4- Gicleurs

    5- Sortie de l’huile séchée

    6- Système de prise d’échantillon sous vide

    Figure 4. 5 : Séchage

    IV.1.5.Décoloration (blanchiment) Cette opération vise à éliminer les pigments et autres matières colorantes dissous dans l’huile

    et préjudiciable à sa bonne conservation. Cette opération se fait à l’aide de terres décolorantes

    ou de charbons actifs [39].

    Les huiles démucilaginées, neutralisées ont également acquis une teinte plus ou moins foncée

    due à la présence de pigments colorés qui peuvent accentuer cette teinte au cours de stockage

    ultérieur [6].

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    26

    La décoloration vise à éliminer ces pigments que la neutralisation n’a que très partiellement

    détruit, elle fait intervenir un phénomène physique d’adsorption sur la terre décolorante ou sur

    le charbon actif [39].

    La terre est additionnée à l’huile, le mélange est chauffé à 90°C sous pression réduite après

    contact de quelques minutes, le mélange est séparé par filtration est réalisée par des filtres

    automatiques de type NIAGARA [34].

    C’est la séparation de la phase de l’huile de celle de la terre décolorante chargée de pigments.

    Elle est réalisée par des filtres ayant des pores qui empêchent le passage des matières solides

    en permettant l’écoulement du liquide seulement [37].

    IV.1.6.Wintérisation ou décirage

    Opération appliquée à certaines huiles végétales (de mais, de tournesol) qui consiste à un

    refroidissement lent suivi d’une filtration à basses températures [34], pour retirer les cires ;

    qui rendront les huiles troubles pendant le stockage réfrigéré [1].

    Sur le plan commercial, les huiles wintérisées présentent l’avantage de ne pas figer en hiver

    [34].

    IV.1.7.Désodorisation

    La désodorisation se fait par un entraînement à la vapeur d’eau des flaveurs indésirables, à

    200-250°C à l’abri de l’air sous vide poussé.

    La désodorisation permet donc d’éliminer les traces de produits volatils qui donneraient à

    l’huile un fruité désagréable ou un goût de rance [36].

    Elle est destinée à éliminer les produits odorants présents dans les huiles brutes [41].

    La désodorisation consiste à envoyer un courant de vapeur sèche au travers de l'huile portée à

    environ 200°C et maintenue sous vide afin que les produits volatils comme les aldéhydes et

    les cétones responsables du goût et d’odeurs désagréables de l’huile soient entraînés par la

    vapeur, après désodorisation l’huile doit être refroidie [32].

    A la fin de cette opération, on ajoute un anti-oxydant tel que l’acide citrique qui a le rôle de

    complexant des traces de métaux [37].

    IV.1.8.Conditionnement

    C’est la mise sous emballage des huiles pour assurer leur conservation et leur transfert depuis

    l’usine de fabrication jusqu’aux consommateurs [42].

    Le conditionnement doit permettre une excellente conservation jusqu’au moment de l’emploi.

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    27

    De plus, il doit être d’une inertie totale vis-à-vis de l’aliment [41].

    Le complexe des corps gras de PROLIPOS conditionne les huiles dans des bouteilles en

    plastique de 1L et 2L et 5L. Les emballages plastiques les plus employés sont :

    • Le polyéthylène haute densité (PEHD) ;

    • Le polyéthylène basse densité (PEBD) ;

    • Le polyéthylène téréphtalate (PET) [43].

    Ces matières plastiques réunissent les qualités suivantes :

    • Etanchéité et imperméabilité ;

    • Bonne résistance mécanique ;

    • Non toxicité ;

    • Non miscibilité des constituants de ces matières avec le produit (corps gras) à

    conserver [6].

    IV.2.Effets de raffinage sur les huiles

    Le raffinage permet d’éliminer les constituants gênants et les impuretés (tableau 4.1) et

    conduit aux huiles commerciales ayant de bonnes qualités organoleptiques [34]. Une

    destruction partielle de l’α-tocophérol au cours du raffinage surtout à la désodorisation [39].

    Une perte de l’huile par entraînement dans les pâtes de neutralisation dans les eaux de lavage

    et dans les terres décolorantes [6].

    Saturation d’une partie des acides gras insaturés, qui deviennent inactifs sur le plan biologique

    [44]. Finalement une inversion de configuration spatiale de la molécule autour de la double

    liaison (forme cis et trans), la majorité des acides gras insaturés naturels sont de configuration

    « cis », les études épidémiologiques font suspecter les graisses « trans » de favoriser certains

    cancers [44].

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    28

    Tableau 4.1 : Les opérations élémentaires du raffinage et leurs effets sur les constituants mineurs et

    les contaminants [42].

    Opération

    Condition

    Constituants éliminés

    Démucilagination ou

    dégommage

    Traitement par l’eau à

    70-80°C + H3PO4 centrifugation.

    « Mucilages », phospholipides,

    glycolipides, fraction protidique.

    Neutralisation

    Voie chimique : addition de

    la soude (NaOH). Voie physique :

    entraînement à la vapeur

    Acides gras libres,

    phospholipides résiduels, composés de dégradation

    oxydatives, gossypol, pesticides, pigments

    (partiellement), composés métalliques.

    Décoloration

    Adsorption des pigments sur des terres

    décolorantes, du charbon actif, des silices spéciales ou des combinaisons de

    ses substances.

    Pigments caroténoïdes et chlorophylliens, savons, hydrocarbures, composés

    métalliques.

    Décirage

    Décirage par filtration ou

    centrifugation, cristallisation fractionnée.

    Cires et substances insolubles à basses

    températures.

    Désodorisation

    L’injection de vapeur sèche

    dans l’huile maintenue sous vide à haute

    température (200-230 °C) pendants 90-180 mn ou

    (240-250 °C) pendant 30 mn.

    Acides gras libres, composés volatils

    responsables de l’odeur et du goût, peroxydes et

    produits de dégradations, stérols, tocophérols réduits,

    résidus de pesticides.

  • Chapitre IV Raffinage de l’huile de soja

    29

    IV.3 Comparaison entre l'huile brute et raffinée

    La composition de l'huile de soja brute et raffinée n'est pas la même par rapport à plusieurs

    constituants, le Tableau 4.2 suivant le confirme.

    Tableau 4.2 : Composition moyenne de l'huile de soja brute et celle raffinée [45]..

    Composés

    Huile brute

    Huile raffinée

    Triglycérides (%)

    95 - 97

    99

    Phosphatides (%)

    1,5 - 2.5

    0,003 - 0,045

    Substances insaponifiables (%)

    1,6

    0,3

    Stérols(%)

    0,33

    0,13

    Tocophérols (%)

    0,15-0,21

    0,11 -0,18

    Hydrocarbures (squalène) (%)

    0,014

    0,010

    Acides gras (%)

    0,3 - 0,7

  • Chapitre V Partie expérimentale

    30

    Chapitre V. Partie expérimentale Dans ce chapitre on va présenter les méthodes de prélèvements et les analyses réalisées ainsi

    que les résultats obtenues et leurs discussions. La partie expérimentale est résume sur

    l’organigramme (figure 5.1) suivant qui présenter :

    - Echantillonnage (méthodologie des prélèvements)

    - Les analyses effectuées.

    Ensuite on résume sur le tableau 5.1 la nature et les dates des prélèvements. En fin on

    présenter les résultats obtenus lors de chaque manipulation, suivie de discussions et

    interprétations de ces résultats.

    V.1. Méthodologie de travail

    - Acidité - Humidité - Impuretés - Phosphores - Traces de savon - Acidité - Couleur - Acidité - Phosphores - Traces de savon - Acidité - Couleur - Indice de peroxyde - Indice d’iode

    Figure 5.1 : Organigramme de méthodologie de travail

    Huile brute

    Discussion

    Huile Neutralisée

    Discussion

    Huile Décolorée

    Discussion

    Huile Désodorisée

    Discussion

    INTERPRETATIONS

    ME T H OD L O G I E DE PRELEVEMENTS

  • Chapitre V Partie expérimentale

    31

    V.2. Méthodes d’analyses

    V.2.1. Echantillonnage

    Les échantillons utilisés dans ce travail sont constitués de l’huile de soja. Le prélèvement des

    échantillons a été effectué à partir des bacs de stockages pour l’huile brute, par contre pour

    l’étude des différentes paramètres, le prélèvement des échantillons a été effectué au niveau

    des différents séparateurs à savoir : la neutralisation, la décoloration et la désodorisation de

    l’atelier raffinage du complexe (PROLIPOS). Donc, les prélèvements s’effectuent sur :

    Ø L’huile brute de soja dans le bac de stockage ;

    Ø L’huile neutralisée;

    Ø L’huile décolorée;

    Ø L’huile désodorisée.

    Tableau 5.1 : La nature et les dates des prélèvements

    Nature de Prélèvement

    DATE DE PRELEVEMENT

    Huile de Soja

    - Huile brute - Huile neutralisée - Huile Décolorée - Huile Désodorisée

    Le 24/03/2013

    Huile de Soja

    - Huile brute - Huile neutralisée - Huile Décolorée - Huile Désodorisée

    Le 26/03/2013

    Huile de Soja

    - Huile brute - Huile neutralisée - Huile Décolorée - Huile Désodorisée

    Le 28/03/2013

  • Chapitre V Partie expérimentale

    32

    V.3. Les analyses effectuées sur l’huile

    V.3.1. Analyses physiques

    V.3.1.1. Détermination de l’humidité et des matières volatiles

    Principe

    L’eau et les matières volatiles sont déterminées par la perte de poids de l’échantillon chauffé à

    103°C environ, pendant un temps suffisamment court pour éviter l’oxydation, mais

    suffisamment long pour permettre l’élimination de l’eau et des matières volatiles.

    Mode opératoire

    On pèse 20g d’huile dans un bêcher préalablement séché à l’étuve, refroidi dans un

    dessiccateur et taré. Introduire le bêcher contenant l’huile dans l’étuve réglée à 103±2°C l’y

    maintenir pendant une heure et demie à deux heures, peser après refroidissement jusqu’à

    poids constant.

    Calcul

    Eau et matières volatiles % = (Perte de poids x 100) / Poids de la prise d’essai

    V.3.1.2. Détermination de la couleur :

    Principe

    La détermination de la couleur est effectuée par un colorimètre Lovibond constitué de deux

    séries de verres colorées : jaune et rouge, la couleur de l’huile est comparée à une couleur

    obtenue grâce à la superposition de ces verres colorés.

    Mode opératoire

    On verse l’huile à analyser dans une cellule en verre de cinq pouces que nous plaçons dans le

    colorimètre, la couleur de l’échantillon est déterminée par une meilleure comparaison possible

    avec les lames de couleurs standards.

    V.3.1.3. Détermination des impuretés insolubles

    Principe

    Traitement du produit par excès de solvant, filtration de la solution, lavage du résidu avec le

    même solvant et séchage à 103± 2°C jusqu’à masse constante.

    Mode opératoire :

    On pèse 20g d’huile dans une fiole et lui ajouter 200ml d’hexane, l’agiter puis la laisser au

    repos pendant 4heures à 20°C. Filtrer la solution sur un creuset filtrant, le laver par l’hexane

    jusqu’à ce qu’il soit exempt de matière grasse, laisser sécher et évaporer dans une étuve à

    103±2°C, peser le creuset filtrant une fois refroidi dans un dessiccateur.

  • Chapitre V Partie expérimentale

    33

    Expression des résultats

    La teneur en impuretés insolubles en % masse du produit est égale à :

    I = [(m2 – m1) / m0] . 100

    m0 : Masse de la prise d’essai en g.

    m1 : Masse initiale du creuset filtrant en g.

    m2 : Masse du creuset contenant le résidu sec en g.

    I : La teneur en impuretés en pourcentage.

    V.3.2. Analyses chimiques

    V.3.2.1. Détermination de l’acidité

    Définition

    C’est le pourcentage d’acides gras libres exprimés conventionnellement selon la matière du

    corps gras : en acide oléique, acide palmitique et en acide uréique.

    Principe

    Neutraliser les acides gras libres présents dans l’huile par une solution de soude en présence

    d’un indicateur coloré phénolphtaléine selon la réaction suivante :

    R-COOH + NaOH R-COONa + H2O

    Acide gras soude savon eau

    Mode opératoire

    Introduire 75ml d’alcool éthylique neutralisé en présence de phénolphtaléine, puis on pèse

    10g d’huile, chauffer et agiter le mélange pendant une minute jusqu’à dissolution de l’huile,

    titrer par une solution de NaOH à 0.1N jusqu’à une coloration rose permanente.

    Expression des résultats

    A (%) = (V.N.M) / (10.m)

    M : La masse molaire d’acide adapté pour l’expression utilisée

    (M=282g/mol pour l’acide oléique).

    N : La normalité de NaOH.

    V : Volume de NaOH nécessaire pour la neutralisation.

    m : La masse de la prise d’essai

  • Chapitre V Partie expérimentale

    34

    IV.3.2.2. Détermination de l’indice d’iode

    Définition

    L’indice d’iode est le nombre de grammes d’iode fixés par 100g de corps gras.

    Mode opératoire

    Prendre une prise d’essai qui varie selon la nature de la matière grasse, ajouter 15ml de

    tétrachlorure de carbone (CCl4) et 25ml de réactif de wijs (mono chlore d’iode), boucher,

    agiter et placer le flacon à l’abri de la lumière pendant une heure. Au bout de ce temps ajouter

    20ml de la solution d’iodure de potassium à 10% (KI) et environ 150ml d’eau. Agiter et titrer

    l’iode libéré avec le thiosulfate de sodium 0.1N en présence d’empois d’amidon comme

    indicateur ; à la fin du titrage, il faut agiter vivement.

    Faire un essai à blanc dans les mêmes conditions que l’essai.

    Soient V et V0 les volumes en millilitres de liqueur de thiosulfate 0.1N versés dans l’essai

    avec l’huile et dans l’essai à blanc, P le poids en grammes de l’huile en expérience

    Expression des résultats

    II = [(V0-V). N/P]. 12, 69

    V.3.2.3. Détermination de l’indice de peroxyde

    Définition

    C’est la quantité de produit présent dans l’échantillon, exprimée en milliéquivalents

    d’oxygène actif par kilogramme, oxydant l’iodure de potassium dans les conditions

    opératoires décrites.

    Principe

    Traitement d’une prise d’essai en solution dans de l’acide acétique et du chloroforme par une

    solution d’iodure de potassium, titrage de l’iode libéré par une solution titrée de thiosulfate de

    sodium.

    Mode opératoire

    Peser 5g de la matière grasse dans un ballon, ajouter 12ml de chloroforme et 18ml d’acide

    acétique puis 1ml de la solution d’iodure de potassium (1ml d’eau distillée + 0.5g d’iodure de

    potassium). Boucher aussitôt le flacon, l’agiter durant 1mn et le laisser à l’abri de la lumière, à

    une température comprise entre 15 et 25°C.

    Ajouter 75ml d’eau distillée. En agitant vigoureusement et en présence de quelques gouttes

    d’empois d’amidon comme indicateur, titrer l’iode libéré avec la solution de thiosulfate de

    sodium 0.01N.

  • Chapitre V Partie expérimentale

    35

    Parallèlement à la détermination, effectuer un essai à blanc.

    Expression des résultats

    L’indice de peroxyde, exprimé en milliéquivalents d’oxygènes actif par kilogramme

    d’échantillon, est égale à :

    IP = [[N (V1 – V0)] / m]. 1000

    V0 : Le volume en ml de la solution de thiosulfate de sodium utilisée pour l’essai à blanc.

    V1 : Le volume en ml de la solution de thiosulfate de sodium utilisée pour la détermination.

    N : La normalité de la solution de thiosulfate de sodium utilisée.

    m : est la masse de la prise d’essai.

    IV.3.2.4. Détermination des traces de savon

    Définition

    C’est la teneur en oléate de sodium présente dans l’huile exprimée en partie par million

    (ppm).

    Principe

    L’alcalinité du savon est libérée dans l’acétone en présence du bleu de bromophénol comme

    indicateur coloré, elle est ensuit titrée par HCl acétonique à 0.01N.

    Mode opératoire

    Dans une éprouvette on met 48.5ml d’acétone ajustée à 50ml avec de l’eau distillée, on lui

    ajoute quelques gouttes du bleu de bromophénol. La solution obtenue doit être de couleur

    jaune, dans le cas où elle est bleue ou verte on titre avec HCl acétonique à 0.01N jusqu’à

    coloration jaune.

    On pèse 10g d’huile à analyser dans cette solution, agiter puis laisser décanter dans une

    ampoule à décantation pendant quelques secondes jusqu’à ce que l’émulsion se sépare en

    deux couches.

    On récupère la couche supérieure qui sera colorée en bleu en présence de savon. On titre avec

    HCl acétonique 0.01N jusqu’à virage de couleur jaune.

    Expression des résultats

    Les traces de savon sont données dans la formule suivante :

    TS = [(Eq. N. V) / P]. 1000

    Eq : Equivalent gramme d’oléate de sodium =304g.

    N : Normalité de HCl =0.01N.

    V : Volume de HCl acétonique à la chute de la burette.

  • Chapitre V Partie expérimentale

    36

    P : Poids de la prise d’essai.

    TS : traces de savon.

    V.3.2.5. Dosage du phosphore

    Principe

    L’huile et les phosphores qu’elle contient sont calcinés en présence de zinc. Le phosphore

    organique est transformé en phosphate de zinc qui est ensuite dosé par la technique de la

    chimie minérale.

    Mode opératoire

    On pèse 3 à 3.2g d’huile dans une capsule auquel on ajout 0.5g d’oxyde de zinc. La

    préparation est calcinée à 650°C pendant 2h, après refroidissement, on ajoute 5ml de HCl

    concentré plus 5ml d’eau distillée, après chauffage jusqu’à ébullition, on laisse refroidir, on

    filtre la solution dans une fiole de 100ml la neutralisée par une solution à 50% de KOH, un

    précipité va se former, on ajoute quelques ml d’HCl concentré jusqu’à l’obtention d’une

    solution limpide et l’amener à 100ml avec de l’eau distillée.

    On pipete 10ml de cette solution dans une fiole de 50ml, on lui ajoute 8ml de sulfate

    d’hydrazine et 2ml de molybdate de sodium et amener à 50ml avec de l’eau distillée. On le

    met dans un bain marie bouillant pendant 15mn, le laisser refroidir puis lire l’absorption à

    650nm.

    V. 4. Résultats et discussions

    V. 4.1. L’huile brute

    Tableau 5.2 : Résultats d’analyses de l’huile Brute

    Paramètres

    Acidité %

    Humidité %

    Impuretés %

    Phosphores

    ppm

    Résultats

    1.81

    0.23

    0.82

    50

    Normes

    Entreprise

    (NE)

    2

    1

    1

    200

  • Chapitre V Partie expérimentale

    37

    D’après les résultats des d’analyses effectuées sur l’huile Brute, les valeurs moyennes

    obtenues sur l’acidité, l’humidité, taux de phosphore et les impuretés sont conformes aux

    normes.

    V. 4.2. L’huile neutralisée

    Les résultats de l’analyse de l’huile neutralisée sont résumés dans le tableau suivant.

    Tableau 5.3 : Résultats d’analyses de l’huile démucilaginée (neutralisée).

    Paramètres

    Acidité %

    Trace de savon

    ppm

    Résultats

    0.35

    58

    Normes

    Entreprise

    (NE)

    0.6 ℅

    1000

    D’après les résultats motionnées dans le tableau 5.3, nous avons noté :

    • Une diminution remarquable de l’acidité, cela explique la neutralisation des acides gras libres.

    • Formation de traces de savon à partir des acides gras libres qui réagissent avec la

    soude caustique (vu que la neutralisation des acides gras par la soude provoque la formation du savon).

    V. 4. 3. Huile décolorée Tableau 5.4 : Résultats d’analyses de l’huile décolorée.

    Paramètres

    Acidité %

    Phosphores

    ppm

    Couleur

    J R

    Résultats

    0.18

  • Chapitre V Partie expérimentale

    38

    D’après les résultats de l’analyse de l’huile décolorée on voie bien qu’ils sont conformes aux

    normes.

    • Une grande diminution de la couleur de l’huile, grâce à l’effet d’adsorption de la terre

    décolorante.

    • Une légère augmentation de l’acidité due à la présence des acides gras libérés par la

    terre décolorante.

    • Une diminution nette de phosphores causée par l’opération de séchage qui suit le

    lavage dans le but de ne pas désactiver la terre décolorante

    V. 4. 4. Huile désodorisée

    Tableau 5.5 : Résultats d’analyse de l’huile désodorisée.

    Paramètres

    Acidité %

    H %

    Trace de

    savon

    ppm

    Indice

    d’iode

    Indice de

    peroxyde

    Couleur

    J R

    Résultats

    0.06

    00

    00

    132

    191

    12 0.8

    Normes

    Entreprise

    (NE)

    0.08℅ max

    00

    00

    120-143

    188-195

    15 1.2

    D’après, les résultats du tableau 5.5, nous remarquons :

    • Un abaissement de l’acidité suite à la destruction des acides gras libres par une

    température élevée (plus de 200°C).

    • Absence de l’humidité car l’eau est éliminée par l’effet de la température élevée.

    • Diminution de la couleur de l’huile par élimination des substances volatiles

    (décoloration chimique).

  • Chapitre V Partie expérimentale

    39

    V.4.5. Huile conditionnée Tableau 5.6 : Résultats d’analyse de l’huile conditionnée.

    Paramètres

    A%

    H%

    TS

    Augmentation

    IP

    II

    Aspect

    Odeur

    Goût

    Couleurs

    J R

    Résultats

    0.06

    00

    00

    0.82

    132

    Limpide

    Spécifique

    Plat

    12 0.8

    Normes

    0.08℅

    max

    00

    00

    5

    120-

    143

    Limpide

    Spécifique

    Plat

    15 1.2

    D’après les résultats motionnés dans le tableau 5.6, nous notons :

    • Une augmentation légère de l’indice de peroxyde (0.82) qui est due au contacte de

    l’huile avec l’oxygène dans les bacs de stockage et les circuits de remplissage, mais

    cette valeur reste dans la norme.

    • Que les résultats sur l'huile finie, conditionnée sont identiques à ceux obtenus sur

    l'huile désodorisée sauf que l’augmentation du taux de peroxyde de ce dernier est nul.

    D’une manière générale, les résultats obtenus sur l’huile finie (conditionnée), sont tous au

    dessous de la norme, donc conforme à la commercialisation.

  • Chapitre V Partie expérimentale

    40

    V.4.6.Etude comparative d’adsorbants (Terre décolorante et charbon actif)

    V.4.6.1. Echantillonnage

    Dans cette étude comparative d’adsorbants les échantillons utilisés sont constitués de l’huile

    de soja. Le prélèvement des échantillons a été effectué au niveau de sécheur (Huile neutralisée

    sec) de l’atelier raffinage du complexe.

    Tableau: 5.7 La nature et les dates des prélèvements

    Caractéristique de

    prélèvement

    Date de prélèvement

    E1

    Huile de soja

    neutralisée sec

    Acidité 0.33 %

    TDS 55 ppm

    Phosphore > 2 ppm

    Colore 5.5 3.5

    II 148

    IP 190

    Le 19/04/2013

    E2

    Huile de soja

    neutralisée sec

    Acidité 0.29 %

    TDS 60

    Phosphore > 2 ppm

    Colore 5.8 3.3

    II 150

    IP 186

    Le 20/04/2013

    E3

    Huile de soja

    neutralisée sec

    Acidité 0.30 %

    TDS 58

    Phosphore > 2 ppm

    Colore 5.6 3.4

    II 152

    IP 191

    Le 22/04/2013

    Mode opératoire

    Le charbon actif ordinaire est utilisé comme agent d’adsorbant dans les tests réalisés.

    Le charbon actif est broyée, ensuite on le fait passer dans un tamis (100 mesh /150 microns).

    La même quantité de terre décolorante subit la même procédure que le charbon actif. Après le

    séchage dans une étuve réglée à une température de 103±2°C, ensuite on a procédé à réaliser

    sept combinaisons d’échantillons tels que :

  • Chapitre V Partie expérimentale

    41

    Numéro de l’échantillon Compositions

    Échantillon 1 2g terre pure + 20g huile sèche

    Échantillon 2 1.5g terre + 0.5g charbon actif + 20g huile sèche

    Échantillon 3 1g terre + 1g charbon actif + 20g huile sèche

    Échantillon 4 0.5g terre + 1.5 charbon actif + 20g huile sèche

    Échantillon 5 2g charbon actif pure + 20g huile sèche

    Échantillon 6 3g charbon actif pure + 20g huile sèche

    Échantillon 7 4g charbon actif pure + 20g huile sèche

    Les 7 échantillons sont introduits dans un four à 245°C pour 2 min, en suite ils sont fortement

    agité pour 1min (cette opération est répétée 3 fois). Puis on les mit dans un dessiccateur

    jusqu’à température ambiante avant de les filtrés.

    Apre filtrations les échantillons sont placés dans un lovibande pour lire les colores (jaune et

    rouge), et aussi les autres analyses pour obtenus leurs propriétés physicochimiques.

  • Chapitre V Partie expérimentale

    42

    V. 4.6.2. Résultats et discussions de l’étude comparative d’adsorbants

    V. 4.6.2.1 L’huile de soja neutralisée sec E1 et E2

    Tableau 5.8 : Résultats d’analyses de L’huile de soja neutralisée sec E1

    E1

    échantillon

    1

    échantillon

    2

    échantillon

    3

    échantillon

    4

    échantillon

    5

    Acidité

    (%)

    0.29

    0.24

    0.16

    0.13