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Procédé de traitement de la graine de soja

 

La graine de soja, de par sa composition, est très intéressante pour la nutrition animale. Effectivement elle contient entre 18 et 20% de matière grasse, source d’énergie ; entre 35 et 38% de protéines, mais également de nombreux facteurs antinutritionnels empêchant la bonne assimilation de la graine par les différents systèmes digestifs.  Notamment des protéases (inhibiteurs trypsiques) empêchant la digestion des graines, des hématoagglutinines (léctines) qui empêchent l’absorption des principes nutritifs ainsi que des facteurs allergènes pouvant affecter en particulier les veaux de lait. Dans le but de profiter au maximum des composantes nutritionnelles du soja, l’extrusion est le meilleur traitement. Effectivement, elle permet  d’améliorer la digestibilité des protéines  de 11%, de la lysine de 14%, de la méthionine de 11% et de la cystine de 5% par rapport à la graine crue, mais également de diminuer la teneur en acides aminés brutes et donc l’indigéré protéique.

Etude technique

Afin d’obtenir un produit avec un apport énergétique raisonnable facilitant l’équilibrage de la ration, il est intéressant d’opérer un déshuilage partiel des graines extrudés. Par ce biais la teneur en matière grasse passe de 20% à environ 5.4% dans les tourteaux tout en récupérant un produit à forte valeur ajouté : l’huile de soja. Dans l’alimentation animale, l’élément principalement recherché est le taux de protéine. Baisser le taux de matière grasse, permet donc d’augmenter le taux protéique des tourteaux tout en récupérant un coproduit.

Le procédé classique comporte deux phases, comme le montre la figure ci-dessous. Afin de baisser encore le taux de matière grasse des tourteaux, une solution à l’étude consiste à ajouter au barrel de l’extrudeur une chambre spéciale permettant de récupérer de l’huile. Ainsi le taux de matières grasses à la sortie de l’extrudeur est inférieur de 1 à 2% facilitant le travail de la presse qui peut alors produire des tourteaux avec un taux de matière grasse inférieure.

Extrusion à sec

L’extrusion à sec permet de cuire les graines à forte température environs 150°C durant un temps très court de quelques dizaines de secondes. La chaleur est apportée grâce à l’énergie mécanique créée par les forces de cisaillements et de frottements dans l’extrudeur. Dans le fourreau de l’extrudeur l’eau naturellement présente dans les graines reste liquide en raison de la forte pression (plusieurs dizaines de bars), mais, à la sortie de la filière, les graines retrouvent la pression atmosphérique ce qui entraîne :

  • Une évaporation instantanée de l’eau passant les graines extrudées à une humidité de 6%
  • La destruction des parois des cellules qui contiennent l’huile, facilitant le travail de la presse
  • Une descente brutale en température entraînant un arrête de toutes réactions de brunissement

 Pressage mécanique

L’extrusion permet un meilleur déshuilage des graines qu’avec une méthode d’aplatissage-cuisson-pression, en effet à la sortie de l’extrudeur les cellules contenant les matières grasses ont été détruites et l’huile est libre. De ce fait l’extrudeur travaille comme un préparateur pour la presse, cela lui permet d’avoir un meilleur rendement, de pouvoir travailler à un débit supérieur et d’avoir un taux d’usure inférieure. Les expériences montrent que les tourteaux contiennent en moyenne 1.3% d’huile en moins. De plus, comme le montre le tableau ci-dessous le traitement par extrusion puis pressage engendre des rendements plus importants à la fois d’huile et de tourteaux tout en ayant moins de freinte.

Bilans matières

Bilans matière pour 1000kg de graines Tourteau (kg) Huile (kg) Eau perdue (kg)
EP- Rendement huile moyen 788.8 145.7 65.6
ACP- Rendement huile moyen 774.5 140.5 85.2

EP = Extrusion-pression ACP =Aplatissage Cuisson Pression

 

                       Comme le souligne le tableau ci-dessous, l’extrusion-pression produit des tourteaux contenant près de 45% de protéines et une division par 4 des facteurs antitrypsiques. De surcroît le produit traité est très stable, acceptant une conservation de plusieurs mois grâce à la destruction des lipases et lipoxydase, ainsi qu’une faible teneur en eau libre.  Ceci permettant d’éviter l’ajout de conservateurs, le produit n’étant pas touché par le rancissement, l’oxydation ou la moisissure.

Composition des produits du soja

  % Humidité % Matière grasse % Protéines Facteurs antitrypsiques (UTI/mg MB) Solubilité protéines
Graine crue 11.8 19.3 34.6 35.5 92
Tourteaux 6.9 5.4 44.9 6.5 77

Etude économique

D’un point de vue économique, il est important de connaître le coût de ce traitement par tonne de soja. Dans l’hypothèse d’une usine produisant 20 000 tonnes par an soit en moyenne 3 tonnes par heure les coûts sont synthétisés dans le tableau ci-dessous :

Coûts partiels (€/t) Extrusion – Pression
Amortissement 3.6
Frais financiers 0.5
Assurances, cash-flow 1.15
Maintenance 1.51
Energie thermique 0
Energie électrique 15.30
Main d’œuvre 10.50
Total (€/t graine triturées) 32.56

Données : Intérêts 2%, Electricité : 0.05775€/kWh

Le coût hors matière première d’une tonne de soja extrudée puis pressée revient à moins de 35€.