Lécithine : Quand un coproduit vole la vedette

Avant d’aller plus loin, il convient de préciser que la lécithine est un nutriment essentiel pour les êtres humains, et qu’elle n’a pas à ce jour d’équivalent de synthèse. Entre autres choses, la lécithine est un composant essentiel de la membrane cellulaire. En fait, la lécithine n’est pas uniquement essentielle pour la survie de l’organisme humain. La lécithine permet aussi, en effet, de mélanger les matières grasses et l’eau de façon à obtenir des phospholipides, qui sont un des ingrédients-clés des industries alimentaire et pharmaceutique. Sans lécithine, il n’y aurait ni chocolat ni solutions pour les perfusions. 

Gros volumes de vente, marges étroites : qu’en est-il aujourd’hui ?

« Il faut commencer par examiner comment fonctionnent l’industrie des huiles alimentaires et le marché associé pour comprendre pourquoi même des gains de rendement minimes sont si intéressants pour nos clients, » explique P. Schürmann. Les ventes générées par les raffineries d’huile alimentaire et les moulins sont relativement importantes, quelle que soit la taille de l’exploitation, ne serait-ce que parce qu’il faut au départ acheter une grande quantité de matières premières. Le prix des matières premières varie par ailleurs considérablement, entre 500 €et 1500 € la tonne, en fonction de facteurs tels qu’une mauvaise récolte ou d’autres circonstances. La guerre en Ukraine, par exemple, a entraîné une hausse impressionnante du prix des graines de tournesol. 

La marge est déjà si mince que la plupart des autres secteurs ne s’en contenteraient pas. Il est, par conséquent, clair que les producteurs d’huile évoluent dans un secteur à haut risque, ce qui fait qu’il est encore plus important pour eux que leurs sites de production tournent sans encombre, en 24/7 et près de 330 jours par an, ce qui correspond au minimum indispensable pour que l’exploitation soit rentable. 

En règle générale, un jour de production perdu se solde par un mois de profit perdu. Inversement, cela signifie aussi qu’une hausse de rendement de ne serait-ce que 0,1 % représente un avantage majeur : 330 tonnes d’huile supplémentaires par an pour une usine qui produit 1000 tonnes par jour.

Lécithine : 3 % pour 100 % d’impact

« Ces raisons, qui sont liées au marché et à la production, expliquent que l’on s’intéresse toujours plus aux coproduits », poursuit P. Schürmann. Ces produits, que l’on appelle des flux dérivés, sont les acides gras libres, le glycérol et la fameuse lécithine. Ils peuvent être vendus simplement pour l’alimentation animale ou l’industrie oléochimique. Mais si ces produits sont de haute qualité, il est possible de les écouler à des prix nettement plus élevés. Pour cela cependant, les entreprises doivent maîtriser parfaitement le processus.

« Nous voyons de plus en plus de clients s’intéresser aux flux dérivés, » indique P. Schürmann. « Ils ont simplement atteint la limite de ce qui est possible avec le reste de leurs procédés. La seule manière d’augmenter leurs marges avec les matières premières qu’ils ont achetées est donc d’exploiter les coproduits de manière plus efficace. Plus nous parvenons à extraire la lécithine tôt au cours du processus, mieux c’est. » Dans le cas de la lécithine, la qualité peut être évaluée visuellement. Moins de solides et de matières en suspension signifie moins d’impuretés et, au final, un produit plus clair et plus pur. « Plus la lécithine est propre, plus elle se prête à de nombreuses applications dans les secteurs alimentaire et pharmaceutique, ce qui se répercute positivement sur sa valeur et donc sur son prix, » précise P. Schürmann. « Par ailleurs, la demande augmentant continuellement, le défi est pour nous de trouver des solutions qui améliorent la qualité de la lécithine. » 

Petits changements, gros impact : des décanteurs pour la clarification de l’huile de pression

La lécithine ne représente que 3 % de l’huile brute en question, qu’il s’agisse d’huile de tournesol ou de colza. « Afin de comprendre quelle est la manière la plus efficace d’obtenir ces 3 % si précieux, vous devez d’abord comprendre comment l’huile alimentaire est extraite du produit récolté, par exemple des graines de tournesols, » explique P. Schürmann. « Comme toutes les graines, les graines de tournesol et de colza sont d’abord pressées. Le processus est similaire à celui employé pour presser les oranges, par exemple, sauf qu’au lieu du jus nous obtenons de l’huile, dite de pression, et qu’à la place des peaux d’orange nous obtenons quelque chose que l’on appelle du tourteau ou gâteau de presse. » Le tourteau se compose des solides restants des graines et de l’huile non pressée. Ou, pour revenir à notre analogie avec les oranges, il reste les peaux avec des résidus de pulpe et un peu de jus. Notre précieuse lécithine est dissoute dans l’huile, aussi bien dans l’huile de pression que dans celle que contient encore le tourteau. Idéalement, les clients devraient récupérer la lécithine de ces deux flux. Ce n’est cependant pas toujours le cas.

Le fonctionnement gagne en efficacité avec un peu d’eau

Au cours de l’étape suivante, la clarification de l’huile de pression, des filtres sont souvent utilisés pour purifier l’huile. Ces filtres doivent être nettoyés régulièrement en utilisant de l’air comprimé. L’étape-clé de la nouvelle méthode de clarification de l’huile de pression de GEA s’appuie un décanteur, qui remplace ces filtres. Pour commencer, cela évite au client de devoir acheter des filtres et d’en assurer l’entretien, un plus appréciable vu leurs coûts d’exploitation et, en particulier, leurs coûts énergétiques élevés. De plus, le décanteur fonctionne plus efficacement, extrayant de manière optimale l’huile des solides. « Ce qui fait la différence, c’est que nous pouvons ajouter un peu d’eau dans l’huile qui arrive avant de la nettoyer dans le décanteur, » précise P. Schürmann. « Cet ajout d’eau sépare pratiquement complètement la lécithine de l’huile de pression, qui passe ensuite dans la phase solide du décanteur. » Cette phase solide est traitée ultérieurement avec le tourteau lors du processus d’extraction. L’huile de pression, pendant ce temps, est préparée de manière optimale pour les procédés de raffinage ultérieurs, qui suivent la clarification effectuée par le décanteur.

De meilleures performances pour la miscella et la clarification

Pour le tourteau et la phase solide provenant du décanteur, l’étape suivante est l’extraction, qui permet d’obtenir l’huile résiduelle (environ un tiers du total) ainsi que la lécithine. À ce stade, de l’hexane doit être ajouté comme solvant. L’hexane s’évapore ensuite dans les gigantesques colonnes de distillation et il ne reste alors que l’huile brute. Un processus de raffinage supplémentaire élimine les gommes, les pigments et les substances aromatiques : l’huile est prête.

La lécithine est obtenue au cours du processus de démucilagination qui suit la distillation. De l’eau est ajoutée à l’huile extraite et la lécithine de l’huile se dissout, ce qui permet de la séparer avec l’eau en utilisant des séparateurs GEA. Avant cela, cependant, l’ensemble du flux passait par les étapes de distillation. Or c’est justement ce processus qui détermine la qualité de la lécithine. « La méthode que nous privilégions pour obtenir la plus haute qualité possible est la clarification de la miscella », explique P. Schürmann. « Ici, le terme de miscella fait référence au mélange d’hexane, qui est le solvant organique employé, et d’huile végétale. La miscella contient également une proportion relative élevée de solides. Et ce sont justement ces solides qui revêtent une importance cruciale pour les phases ultérieures du process. » Les températures utilisées dans les étapes de distillation sont élevées. Et plus la teneur en solides de l’huile extraite est élevée, plus la lécithine est foncée, ce qui est aussi à l’origine de variations de goût indésirables. Cependant, éliminer les solides de l’huile le plus tôt possible permet d’obtenir une lécithine claire et pure, qui se vendra possiblement à un prix plus élevé. 

GEA recommande d’effectuer la clarification de la miscella immédiatement après la première phase de distillation d’une part parce que cela augmente la qualité du produit et, d’autre part, pour protéger les phases d’extraction suivantes de la contamination, ce qui augmente considérablement la durée de vie utile du système.

Une affaire courante pour les décanteurs, qui est une (bonne) affaire pour le secteur

Pour un des clients de GEA, le fait d’investir dans un décanteur et le changement que cela a permis d’introduire dans le process au niveau de l’étape de clarification de l’huile de pression se sont rapidement avérés intéressants. P. Schürmann a ainsi entendu le service commercial demander à la production : « Que se passe-t-il ? Voilà que nous devons commander un tanker de plus par semaine car nous avons beaucoup plus de lécithine ! » Les gains se montent à 3 tonnes de lécithine supplémentaires par jour.

Une solution gagnant-gagnant : plus de produit, moins d’énergie

Qui plus est, cette hausse de la production de lécithine s’accompagne d’une baisse de la consommation d’énergie. « Les filtres remplacés consomment des quantités considérables d’air comprimé dans les installations de nos clients, la génération d’air comprimé étant un des procédés les plus consommateurs d’énergie des usines, » souligne P. Schürmann. Nous avions l’habitude de faire passer toute l’huile par le processus de démucilagination, alors que maintenant seule l’huile extraite, qui représente tout juste un tiers de la quantité d’huile totale, y arrive. En plus, notre solution occupe bien moins de place. Autrement dit, notre processus est une solution deux fois gagnante pour nos clients. Et tout cela dans un marché qui est actuellement en plein boom, et offre d’excellentes perspectives à nos clients. »