Essai de valorisation du sous-produit « coque » de l ...

« Il n’y a pas de forteresse imprenable, il n’y a que des forteresses mal attaquées ! »

Marc Novellani

Les éducateurs qui se proposent de faire comprendre à leurs élèves

qu’ils ont la possibilité de devenir des hommes et des femmes de principes,

qualifié(e)s pour occuper quelque position que ce soit dans la vie,

ceux-là sont des maîtres utiles dont le succès sera durable.

Leur œuvre peut ne pas sauter aux yeux d’un observateur superficiel,

les résultats peuvent ne pas être estimés à l’égal de

ceux des maîtres qui tiennent leurs élèves sous leur coupe ;

mais la vie entière de leurs élèves montrera les fruits de leur

méthode d’éducation.

Ellen G. White

REMERCIEMENT

Nos reconnaissances remontent à Jéhovah, Dieu Créateur, Détenteur et Main tenancier de l’univers, ayant encore permis à la terre de tourner et ayant donné le souffle, le temps et l’opportunité pour effectuer ce stage.

Halelujah !

Ce travail n’aurait pas pu être fait sans l’aide et le consentement des personnes sous-mentionnées, envers qui nous ne pouvons qu’avouer notre profonde gratitude.

Le Professeur émérite Béatrice RAONIZAFINIMANANA, Chef du Département Industries Agricoles et Alimentaires, Enseignant-Chercheur. Dans votre affection, vous ne ménagez aucun effort pour nous préparer un cursus pluridisciplinaire malgré vos multiples occupations. À plusieurs reprises, vous avez montré tant de la discipline que de la compréhension à notre égard. Et bien plus, vous avez honoré ce mémoire en acceptant de présider cette soutenance. Que vous puissiez trouver ici l’assurance de nos reconnaissances infinies et notre attachement respectueux.

Monsieur Lova RANDRIANATO, Ingénieur Agronome, responsable produit au sein de Sahanala GIE, qui, avec autant de sincérité que de simplicité, a bien voulu nous intégrer dans l’équipe de production et de nous avoir encadré durant cette période. Qu’il veuille bien agréer l’expression de notre immense gratitude et notre profond respect.

Au Dr. Jean-Baptiste RAMAROSON, Enseignant-chercheur au sein de l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, qui a voulu siéger parmi les membres de jury et examiner ce travail. Nous en sommes très honorés et le remercions vivement.

Le Docteur Roger Lalao RANAIVOSON, Enseignant au sein du Département Industries Agricoles et Alimentaires, Chef du Département de Recherches Technologiques au sein de la Fofifa Ambatobe. Non seulement vous avez accepté de nous encadrer pour améliorer la mise au point de ce travail, mais vous nous avez permi l’accès au laboratoire avec des faveurs très exceptionnelles.

Nos reconnaissances avouées !

A Monsieur Jean RASOARAHONA, Directeur de l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, Enseignant-Chercheur au sein du Département Industries Agricoles et Alimentaires. Plus d’une fois, vous avez éprouvé de la faveur imméritée à mon égard ; je ne saurais jamais oublier cet honneur.

A tous les enseignants du conseil des professeurs de l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, surtous ceux du Département IAA.

Veuillez trouver ici l’effort de cet élève pour être digne de votre grâce et de votre compréhension envers son cas !

Au Personnel du Fofifa DRT Ambatobe, surtout Monsieur RAKOTONIRINA Manampisoa Josoa, et à tout le Personnel de Sahanala GIE. Vous avez créé une atmosphère favorable à ma curiosité même si celle-ci n’aurait pas pu y être satisfaite dans son entièreté.

Aux responsables de la bibliothèque SID Agro. Au Personnel du Département IAA. A tous les collègues des promotions VONA, AVANA, AMBIOKA. Pour tous les maux que l’on s’est pardonné.

Merci, Que Dieu vous bénisse tous !

A la famille de Totoa Jeanne et la famille Naina & Tsiry, et mon cousin Victor. Pour les centaines d’heures de gènes que je vous ai occasionnés !

A ma Famille, mon précieux foyer, vous êtes le moteur, le carburant et les roues de ce travail. Tellement vous m’avez supporté depuis presque 30 ans. Pour tout l’amour dont je ne saurais jamais oublier.

Merci infiniment. Je vous aime !

i

SOMMAIRE SOMMAIRE ........................................................................................................................................................ i

LISTE DES FIGURES ........................................................................................................................................... iii

LISTE DES TABLEAUX........................................................................................................................................ iv

LISTE DES ANNEXES .......................................................................................................................................... v

LISTE DES ABRÉVIATIONS ................................................................................................................................. v

Introduction générale ....................................................................................................................................... 1

Partie I : Cadre générale de l’étude .............................................................................................................. 3

1. Genèse de l’étude ...................................................................................................................................... 3

2. Présentation de l’entreprise hôte .............................................................................................................. 8

3. Analyse de la filière anacarde ................................................................................................................. 11

4. L’industrie d’anacarde ............................................................................................................................. 21

5. Les sous-produits de l’industrie de l’anacarde ........................................................................................ 24

Conclusion partielle I ...................................................................................................................................... 29

Partie II : Matériels et méthodes ............................................................................................................. 30

1. Rappel sur l’extraction des huiles des oléagineux ................................................................................... 30

2. Méthodologie de la recherche ................................................................................................................ 32

3. Matériels ................................................................................................................................................. 33

4. Méthodes ................................................................................................................................................ 37

5. Analyse et traitement des données ......................................................................................................... 40

6. Application à l’échelle pilote ................................................................................................................... 41

Conclusion partielle II ..................................................................................................................................... 41

Partie III : Identification des paramètres opératoires optimaux ............................................................... 42

1. Caractéristiques des matières premières ................................................................................................ 42

2. Influence de la granulométrie ................................................................................................................. 42

3. Influence de l’épaisseur ........................................................................................................................... 43

4. Influence du ratio quantité de matière par unité de surface (R) ............................................................. 45

5. Influence de l’intensité de pression ......................................................................................................... 47

6. L’extrapolation à l’échelle pilote ............................................................................................................. 48

7. Propriétés physico-chimiques du baume obtenu .................................................................................... 49

Conclusion partielle III .................................................................................................................................... 50

Partie IV : Discussions ............................................................................................................................... 51

1. Sur les caractéristiques des matières premières ..................................................................................... 51

2. Sur l’influence de la granulométrie ......................................................................................................... 51

3. Relatives aux conditions de dimensionnement et disposition des gâteaux à presser ............................. 52

ii

4. Relatives à la compression mécanique.................................................................................................... 54

5. Aspect de l’expérimentation à échelle pilote .......................................................................................... 55

6. Limites de l’étude .................................................................................................................................... 59

Conclusion partielle IV .................................................................................................................................... 60

Conclusion générale ....................................................................................................................................... 61

Liste bibliographique ...................................................................................................................................... 63

Bibliographie .................................................................................................................................................. 63

Webiographie ................................................................................................................................................. 68

Partie expérimentale ...................................................................................................................................... 69

Annexes .......................................................................................................................................................... 76

iii

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Plant d’Anacardium occidentale ............................................................................................................ 12

Figure 2 : Feuilles, tiges et pommes de cajou avec leurs fruits .............................................................................. 13

Figure 3 : Evolution des échanges mondiaux annuels en noix brutes de 1962 à 2012 ........................................... 16

Figure 4 : Productions des pays premiers producteurs d’anacarde au monde ...................................................... 17

Figure 5 : Les zones de consommation de noix de cajou dans le monde ............................................................... 18

Figure 6: Evolution de la production malgache de noix cajou entre 1960 - 2000 ................................................... 21

Figure 7 : Principe de fonctionnement d’un tambour de torréfaction ................................................................... 23

Figure 8 : Structure moléculaire des principaux constituants du « Cashew Nut Shell Liquid » naturel .................. 26

Figure 9 : Décarboxylation de l’acide anacardique ................................................................................................ 26

Figure 10 : Une forme de polymèrisation du CNSL ................................................................................................ 27

Figure 11 : Etapes de l’expression sur machine hydraulique ................................................................................. 31

Figure 12 : Procédé général de la recherche ......................................................................................................... 33

Figure 13a,b : Broyeur hachoir à marteau Jeffco, avec chambre de broyage fermé et ouvert ............................... 34

Figure 14 : Presse hydraulique d’extraction à l’échèlle pilote ............................................................................... 35

Figure 15 : Presse de laboratoire Carver, modèle C 23100 – 110 ........................................................................... 35

Figure 16 : Schéma de principe de la chambre de pressage .................................................................................. 36

Figure 17 : Balance de précision Explorer® Pro - OHAUS

® ....................................................................................... 36

Figure 18 : Balance WH-B04 electronic kitchen scale ............................................................................................ 36

Figure 19 : Montage simultané de quatre extracteurs Soxhlet à balons verticalux ............................................... 37

Figure 20 : Les broyats obtenus après respectivement ........................................................................... 38

Figure 21 : Gâteau ayant obtenu forme après pressage ........................................................................................ 39

Figure 22 : Couches superposées de gâteaux (h=4) sur la cale en bois .................................................................. 40

Figure 23 : Variation du rendement en fonction de la granulométrie ................................................................... 42

Figure 24 : Cinétique de l’extraction à différentes granulométries ....................................................................... 43

Figure 25 : Variation du rendement suivant l’épaisseur de la couche ................................................................... 44

Figure 26 : Variation du rendement et allure de l’extraction en fonction de l’épaisseur (e) du gâteau à presser ... 45

Figure 27 : Variation du comportement de l’extraction en fonction de R ................................................................ 45

Figure 28 : Influence du nombre de couches (h = 1 à 4) sur le rendemenet et l’allure de l’extraction .................... 46

Figure 29 : Influence de la hauteur des couches et de l’épaisseur pour des ratios supérieurs à 9.7g/cm2 ................ 46

Figure 30 : Variation de la cinétique et du rendement d’extraction en fonction de la pression d’extraction ............. 47

Figure 31 : Cinétiques des extractions en fonction de la pression exerçée ............................................................. 47

Figure 32 : Variation de la cinétique d’extraction en fonction de la conduite de l’intensité de compression ......... 48

Figure 33 : Cinétique de l’extraction du CNSL sur une presse hydraulique à l’échèlle pilote..................................... 49

Figure 34 : Presse hydraulique à 4 batis, avec des étagères métalliques ............................................................... 57

iv

Figure 35 : Diagramme d’extraction du CNSL par presse hydraulique ................................................................... 58

Figure 36 : Présentation dimensionnelle de la matière première ......................................................................... 76

Figure 37 : Structure des composants propres du CNSL ......................................................................................... 81

Figure 38 : Schéma type de la transformation industrielle de la noix de cajou ...................................................... 82

Figure 39 : Balance à balancier à précision commerciale de marque TESTUT ........................................................ 83

Figure 40 : Bourage de la chambre du broyage par le broyat à consistence visqueuse ........................................ 84

Figure 41 : Huile exprimée de l’intérieur du gâteau pressé ................................................................................... 85

Figure 42a,b : Rendement par étape des extractions suivant la granulométrie 87

Figure 43 : Comportement de l’expression suivant le nombre de couche et l’épaisseur du gâteau ....................... 88

Figure 44 : Modèle prédictif pour l’échèlle pilote .................................................................................................. 95

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Valeur nutritive moyenne pour 100g .................................................................................................... 3

Tableau 2 : Saisons des récoltes de noix de cajou dans le monde ......................................................................... 19

Tableau 3 : Récapitulation par district des zones favorables à la culture de l’anacardier ....................................... 20

Tableau 4 : Composition (en %) de la coque de noix de cajou ................................................................................ 24

Tableau 5 : Propriétés physico-chimique du CNSL ................................................................................................. 25

Tableau 6 : Composition chimique du CNSL .......................................................................................................... 27

Tableau 7 : Teneurs en eau et en CNSL des coques ................................................................................................ 42

Tableau 8 : Caractéristiques dimensionelles des différents gâteaux pressés ......................................................... 44

Tableau 9 : Caractéristiques physico-chimiques du CNSL ...................................................................................... 49

Tableau 10 : Masses et tailles des noix de la figure avec leurs compositions quantitatives ................................... 80

Tableau 11 : Caractéristiques fonctionnels de la presse d’extraction..................................................................... 95

v

LISTE DES ANNEXES

Annexe 1 : Caractérisation dimensionnelle de la matière première ...................................................................... 76

Annexe 2 : Les produits de l’anacardier et leur formes d’utilisations (RICAU, 2013) .............................................. 77

Annexe 3 : Les formes d’emplois courants du baume de cajou .............................................................................. 79

Annexe 4 : Caractéristique des noix ....................................................................................................................... 80

Annexe 5 : STRUCTURE CHIMIQUE DES COMPOSANTS DU CNSL .......................................................................... 81

Annexe 6 : Diagramme du traitement industriel des noix de cajou ....................................................................... 82

Annexe 7 : Materiel de pesage .............................................................................................................................. 83

Annexe 8 : Difficulté du broyage des coques ......................................................................................................... 84

Annexe 9 : Détermination du oil point pressure .................................................................................................... 85

Annexe 10 : Caractérisation de la matière première .............................................................................................. 86

Annexe 11 : INFLUENCE DE LA GRANULOMETRIE SUR LA CINETIQUE .................................................................... 87

Annexe 12 : INFLUENCE DE LA HAUTEUR DE COUCHES SUR LE RENDEMENT ......................................................... 88

Annexe 13 : RESULTATS DETAILLES DES ESSAIS D’EXTRACTION ............................................................................. 89

Annexe 14 : Essais d’augmentation de la pression d’extraction au cours du traitement ....................................... 93

Annexe 15 : Modèle prédictif pour l’échelle pilote ................................................................................................ 95

Annexe 16 : Calcul prévisionnel sur l’allure de la production ................................................................................. 95

LISTE DES ABRÉVIATIONS

AFD : Agence Française de Développement

AOAC : Association of Official Analytical Chemists

CNSL : Cashew Nut Shell Liquid (baume de cajou)

COBIOVA : Coopérative Biovanille

FAO: Food and Agricultural Organization

GEF : Global Environmental Facility

IUCN : International Union for Conservation of Nature and Natural Resources

PNUD : Programme des Nations Unies pour le Développement

SAVA : Région Sambava, Antalaha, Vohémar, Andapa

USAID: United State Agency for International Development

USD : Dollars des Etats-Unis d’Amérique

WWF: World Wildlife Found

Introduction générale

ESSAI DE VALORISATION DU SOUS-PRODUIT « COQUES » EN INDUSTRIE D’ANACARDE : ETUDE DES PARAMETRES OPERATOIRES DE L’EXTRACTION DU BAUME DE CAJOU PAR PRESSAGE HYDRAULIQUE

1

Introduction générale

La biomasse végétale est une source inépuisable de matières premières abondantes qui ont de

nombreux débouchés industriels et sous-tendent divers secteurs d’activités économiques. Elle recèle une

très grande diversité de produits naturels précieux, ouvrant sans cesse un vaste champ pour la recherche

de propriétés spécifiques originales ou de nouvelles applications. Il est probable que ces ressources

renouvelables vont être amenées à prendre de plus en plus d’importance au cours des prochaines

années en raison du rôle stratégique qu’elles joueront au niveau des questions de sociétés liées à

l’environnement et aux sources d’énergie alternatives (TRAN, 2003). La famille des anacardiaceae est

l’une des plus connues pour produire des latex ou résines phénoliques à longue chaines pouvant former

des structures plus ou moins ordonnées méritant une attention particulière : cardanol (Anacardium

occidentale), Urushiol (Toxicodendron vernicifluum ou Rhus vernicifera), Laccol (Rhus succedanea), et le

Thitsiol (Melanorrhoea usitate).

Madagascar jouit d’un climat tropical favorable à plusieurs cultures d’exportations dont l’anacarde

ou cajou (Anacardium occidentale). Sa production annuelle en anacarde a été recensée aux environs de

7000 tonnes de noix brutes (FAO, 2004). La plus grande partie de celle-ci est destinée à l’exportation

(noix brutes ou torréfiées et assaisonnées). En effet, ce produit constitue un aliment de "luxe" peignant à

s’écouler sur le marché local. D’ailleurs le traitement des noix est un processus assez complexe et parfois

coûteux, justifiant le coût assez élevé du produit fini : l’amande.

Le rendement en amande d’une noix de cajou est d’environ 20%. Le 80% restant équivaut

principalement aux coques. Une résine phénolique à propriétés très intéressantes, le baume de cajou

(Cashew NutShell liquid ou CNSL), suinte de l’intérieur des alvéoles des coques (Shell) pendant la

cuisson/torréfaction des noix. Il peut contaminer l’amande rendant cette dernière impropre à la

consommation. Représentant entre 15 à 35% du poids total des noix (OHLER, 1969), le baume constitue

aussi un sous-produit intéressant de l’industrie de cajou. Il est utilisé dans l’industrie chimique,

pharmaceutique, cosmétique, Il connaît la même réussite commerciale que la noix elle-même sur le

marché mondiale (USA, Europe, Japon, Vietnam). D’ailleurs, son extraction et/ou sa valorisation devrait

constituer une plus-value non négligeable à part l’épargne occasionnée à l’environnement.

Compte tenu de la valeur commerciale du baume de cajou, les industriels ont développé divers

procédés pour son extraction selon les résultats souhaités (distillation, traitement à la vapeur d’eau

surchauffée, extraction au solvant tel que l’hexane, extraction par fluide supercritique, …). Mais si ces

procédés sont rentables à l’échelle industrielle, ils le sont beaucoup moins à l’échelle d’ateliers


2

artisanaux ou même semi-industriels (TAGUTCHOU & NAQUIN, 2012). C’est pourquoi, dans les unités

artisanales d’Afrique le baume n’est pas valorisé, de même que les coques. Souvent même, à défaut de

pouvoir les décortiquer sur place, les noix brutes sont transportées par bateau vers l’Asie pour être

transformées et les amandes repassent ensuite par les côtes africaines en direction de l’Europe où elles

sont consommées. Les méthodes les plus appropriées en échelle artisanale ou semi-industrielle, et non

moins les plus utilisées pour extraire les huiles des oléagineux, sont les extractions mécaniques (AJIBOLA,

1994 ; ELHASSAN, 2009).

L’entreprise Sahanala Mangamila transforme 200 tonnes de noix de cajou par an, avec une capacité

moyenne d’un peu moins de 1tonne/jour. Ainsi, pour un rendement d’extraction de 40 à 50%, elle

<devrait avoir un potentiel de production d’au moins 22 tonnes de CNSL commercialisable ou valorisable.

Bien que le marché du Cashew NutShell Liquid (CNSL) soit toujours un marché ouvert et sa valorisation

industrielle intéressante, deux faits majeurs constituent un problème :

- Une tentative d’extraction par presse-à-vis est déjà pratiquée au sein de l’usine de Mangamila.

Toutefois, le rendement actuel est insatisfaisant 3 à 5 kg/100kg de coques, soit un rendement

d’extraction avoisinant le 15 à 20 %, voire non rentable économiquement.

- L’extraction à fin commerciale et/ou industrielle ne peut être économiquement viable que pour une

taille d’exploitation assez large (FAO, 2004 ; OHLER, 1988).

Ainsi, nous proposons de contribuer à l’optimisation de l’extraction du baume des coques de cajou

sous-produites par l’usine de Sahanala. Nous ambitionnons d’arriver à augmenter le rendement

d’extraction à un seuil acceptable (plus de 50%) tout en restant dans une situation d’exploitation adaptée

au ressources de la société et économiquement viable.

Ce travail de fin d’étude s’intitule « essai de valorisation du sous-produit "coques" en industrie

d’anacarde : étude des paramètres opératoires de l’extraction par pressage hydraulique du baume de

cajou – Cas du GIE Sahanala, Mangamila/Anjozorobe».

Le rapport du travail est structuré en quatre parties. La première porte sur la genèse de l’étude et les

environnements de la filière anacarde et du baume ainsi qu’un rappel théorique sur l’extraction

mécaniques des huiles. La deuxième partie rapporte les matériels et méthodes utilisés pour la recherche.

Les résultats d’expérimentations in vivo et à échelle pilote et les caractéristiques de l’huile obtenue

seront rapportés dans la troisième partie. Ces résultats seront par la suite interprétés et discutés en se

référant à la logique et à la littérature. A la fin, les limites de l’étude ainsi que des recommandations pour

une perspective d’études futures seront suggérées.

Cadre générale de l’étude


3

Partie I : Cadre générale de l’étude

1. Genèse de l’étude

1.1. L’importance de la filière anacarde

L’importance de la filière anacarde peut être présentée sous des aspects nutritionnels, industriels,

économiques et médicaux. Si on cultive l’anacardier c’est avant tout pour son amande. Il s’agit d’un

akène riche en protéines, vitamines, oligo-éléments et acides gras mono-insaturés qui aident à réduire le

taux de cholestérol.

Tableau 1 : Valeur nutritive moyenne pour 100g [62]

Eau : 4,0 g Fibres : 3,5 g Valeur énergétique : 600 kcal 2508 KJ

Protéines : 18,6 g Lipides : 49,3 g Glucides : 20,5 g Sucres simples :

Oligo-Eléments

Potassium : 668,0 mg Phosphore : 466,0 mg Magnésium : 252,0 mg Calcium : 38,0 mg

Sodium : 14,0 mg Fer : 5,20 mg Cuivre : 3,70 mg Zinc : 2,10 mg

Manganèse : 0,80 mg Nickel : 0,50 mg Fluor : 0,14 mg Molybdène : 0,01 mg

Vitamines

Vitamine B1 : 0,43 mg Vitamine B2 : 0,16 mg Vitamine B3 : 1,80 mg Vitamine B5 : 1,60 mg

Acides Gras

Saturés : Mono-insaturés : Polyinsaturés : Cholestérol :

Les amandes entières sont principalement consommées comme « amuse-gueule » (« snacks »). Elles

sont d’ailleurs très appréciées des consommateurs des pays développés à la place des autres oléagineux ;

notamment, l’arachide contenant du cholestérol. L’amande de la noix, appelée vaguement « noix de

cajou », est utilisée dans des préparations culinaires hôtelières ou ménagères. Les morceaux d’amandes

sont surtout utilisés dans la confiserie et la pâtisserie. Globalement, une grande diversité d’usages existe

à travers le monde. (Cf. annexe 2)

1.2. Valeur industrielle et intérêt technologique du sous- produit : Baume (CNSL en anglais)

Outre son aptitude à être utilisée comme fuel (ETTIEN, 2010 ; SUBBARAO, 2011) le baume (CNSL) est

doté d’une valeur intéressante pour l’industrie chimique, surtout l’industrie des polymères. Il permet

d’obtenir une plus large portée d’étude sur les polymères de synthèse. C’est une substance renouvelable

et peut être employée pour la fabrication d’une multitude de produits utiles à cause de son caractère

polymérisable en elle-même par différentes méthodes (AKINHANMI, 2008). Il peut remplacer le phénol

dans beaucoup d’applications avec un résultat équivalent, voire mieux (SUBBARAO, 2011). Le CNSL, le


4

cardanol et les dérivés du cardanol joueraient le rôle d’antioxydant (FAÇANHA, 2007 ; HELDER, 2006).

Avec une dose de 300 ppm, le CNSL pourrait réduire jusqu’à 96% la corrosion se développant à la surface

d’un acier (BUCHWEISHAIJA, 2008). Des résines à base de produits de réaction du cardanol, du phénol et

du formaldéhyde sont utilisées pour améliorer la résistance des caoutchoucs à la fissuration et pour

lutter contre la dégradation de l’ozone. (EDOGA et al., 2006).

Cette matière première industrielle est utilisée dans plusieurs domaines industriels (cf. annexe 2).

L’utilisation industrielle la plus fréquente du CNSL est celle de la fabrication de liquide de friction pour le

système de freinage et d’embrayage ainsi que pour la courroie, la fabrication de laques et de vernis à

haute résistance thermique et résistants à l’humidité et le renforcement de la structure des caoutchoucs

utilisées en pneumatiques en les rendant résistants aux acides et aux alcalins (HIMABINDU, 2015). En

industrie de laminage, le CNSL et les dérivés du cardanol sont largement utilisés pour réduire la rigidité et

renforcer la flexibilité des produits laminés. Ils peuvent aussi donner des phénoplastes et des matériaux

de revêtement de haute qualité. Sa capacité à être un agent de surface tensio-actif puissant (SUBBARAO,

2008) et anti-émulsionnant (ETTIEN, 2010) est d’ailleurs rapportée.

1.3. Vertus thérapeutiques et vétérinaires du baume de cajou (LACROIX, 2003 ; SUBBARAO,

2011)

L’acide anacardique possède une activité pharmaco-vétérinaire importante. Le baume a une action

vermifuge dans le cas de l’ankylostomiase des chiens. Chez l’humain, les tests montrent qu’une prise

d’une dose de 13 g d’huile de coque en 3 prises échelonnées sur 15 jours a montré la disparition totale

des ankylostomes ou une réduction de 78 à 99% des œufs chez des patients traités. Un effet significatif

fut également observé sur l’ascaridiose et le trichuriose. A cette dose, l’huile produit un effet purgatif

doux, sans symptômes d’intoxication. Alors que les médicaments habituels pour combattre

l’ankylostomiase sont soit toxiques, soit d’une efficacité limitée.

L’huile du CNSL rétablit en outre l’équilibre oxydo-réducteur dans les tissus et le sang des lépreux et

ramène à la normale le taux de glycémie. On peut citer aussi la vertu anti-tumorale du CNSL (en agissant

comme inhibiteur des réactions radicalaires conduisant au développement du cancer), la capacité à

inhiber l’activité du virus de l’hépatite B et la capacité anti-vectorielle. Les noix de cajou sont réputées

pour faire baisser le taux de cholestérol dans le sang, soigner le diabète, les troubles rénaux, soulager

l'arthrite et les rhumatismes, traiter les maladies de la peau comme l'eczéma, favoriser la formation des

membranes cellulaires et des tissus conjonctifs (lors de problèmes de synthèse de collagène par

exemple). En applications externes, le CNSL est utilisé comme support de liniments, pour soulager les

plaies dues à la lèpre et au psoriasis ; pour soigner les ampoules, les verrues, les cors, les ulcères (FAO,


5

2004). À l’échelle traditionnelle, l’écorce d’anacardier est utilisée pour traiter les diabètes, les eczémas, le

psoriasis, l’hypertension, la diarrhée et les infections buccaux.

Les sels de l’acide anacardique ont des actions bactéricides et certains dérivés des actions fongicides,

d’autres vermicides, anti-protozoaires, parasiticides, larvicides, insecticides et mêmes anti-enzymatiques

et anxiolytiques. L’acide anacardique et ses complexes métalliques de mercure, zinc, cuivre, manganèse

et cobalt ont une action antibactérienne et antifongique. L’action antimicrobienne la plus notable

s’exerce vis-à-vis de Staphylococcus aurantius pour l’acide et sur Staphylococcus aurantius, Streptococcus

pyogènes, Escherichia coli, Bacillus pumilus pour le complexe mercurique. Les propriétés insecticides,

fongicides et germicides des CNSL sulfatés et chlorés sont utilisées dans la lutte contre les termites

souterrains et les vers bu bois. On obtient des produits actifs par simple distillation du CNSL à pression

ordinaire. Les extraits aqueux et éthanoliques des téguments sont ichtyotoxiques et montrent une

activité cardio-respiratoire chez le chat et ocytocique sur l’utérus de rates.

1.4. Valeur économique

L’importance économique de l’Anacardier est liée au développement du commerce relatif aux deux

produits principaux : l’amande et le baume qui animent un marché de plus cinq milliards d’Ariary par an,

plaçant ainsi l’Anacardier au troisième rang parmi les fruits tropicaux exportable de Madagascar, après la

banane et l’ananas. (RATSIMISETRA, 2006)

En outre, la collecte, le décorticage et le dépelliculage sont des activités qui requièrent énormément

une main d’œuvre à forte dominance féminine. C’est donc une filière agro-alimentaire suffisamment

créatrice de revenu tout le long de son exploitation. Elle contribue à cet effet, outre l’impact palpable sur

la promotion de la biodiversité, au développement rural dans les zones de culture et de transformation.

En plus, les plants d’anacardiers sont fortement recommandés pour la préservation des sols dans les

zones favorables à leur culture.

1.5. Le marché de CNSL

D’après les rapports statistiques disponibles, seule une quantité infime de CNSL entre sur le marché

mondial. Ce fait est fort probablement attribuable à la difficulté d’extraire le CSNL des coques et de sa

transformation (LAUTIÉ et al, 2001). Le marché du CNSL est assez restreint (ADEGBOLA & OFIO, 2005). Il

concerne l’Inde, le Vietnam, le Brésil, les Etats-Unis, le Japon et l’Australie. En Inde, la demande annuelle

de CNSL (pour exportation) connait un taux de croissance de 7 à 8%. La Mozambique est presque le seul

pays africain pratiquant une exploitation significative de CNSL (LAUTIÉ et al, 2001).

La montée croissante du prix des dérivés pétroliers a conduit l’orientation des importateurs

internationaux vers le CNSL connaissant son possible substitution aux produits à base de phénols


6

pétrochimiques (TAEWO, 2015). En effet, par son aptitude à se polymériser de diverses manières, le CNSL

peut donner plusieurs composés phénoliques, alors que les phénols simples dérivés de la pétrochimie

sont limités et leurs sous-produits moins performants (VINAYAK, 2007 ; AKANHNMI, 2008).

La filière "CNSL" malgache pourrait trouver un débouché au niveau régional (SADC, COI), à côté de la

Mozambique) ou international. Dans le cas échéant, ce produit pourrait être valorisé localement en

industries chimiques, industries du bois ou comme fuel. D’ailleurs, les pays en développement ont

toujours été encouragés à la transformation locale de leurs ressources, dès que la réalité technico-

économique la permette.

1.6. Aspect environnemental : la toxicité du CNSL

Le CNSL pourrait être un faible promoteur de cancérogènes mais n’aurait pas d’activités mutagènes

ou carcinogènes. Des études épidémiologiques suggèrent que le CNSL pourrait contribuer à la fibrose de

la muqueuse buccale (TAEWO, 2015). En plus, ses composants phénoliques exerceraient diverses

activités biologiques anti oxydatives (FAÇANHA, 2007; TREVISAN, 2006), entraineraient l’inhibition de

l’acétyl-cholinesterase et provoqueraient des perturbations membranaires (STASIUK, 2008a ; 2008b).

TAEWO (2015) affirme qu’il n’y a pas d’évidence directe sur la toxicité du CNSL ou de ses principales

composantes phénoliques. Toutefois, l’effluent d’une unité de traitement de noix peut être considéré

comme "potentiellement préjudiciable pour l’environnement" à cause de sa haute teneur en composés

phénoliques. La concentration à partir de laquelle la vie aquatique serait affectée par ces effluents de

l’industrie d’anacardes est de 1mg/l (VEERESH, 2005) ou de 1μg/ml (NEWMAN, 2003).

Même si le CNSL contient beaucoup de phénols, ses composants phénoliques ne seraient pas

agressifs à l’environnement. Toutefois, il s’avère qu’une stratégie de traitement efficiente devrait être

associée à la production pour amoindrir tout risque pour l’environnement (TAEWO, 2015 ; SORPROM,

2007). Il paraît évident que la tentative d’épuisement du CNSL des coques contribue largement à cet

effet. D’ailleurs, outre la « perte » d’un potentiel économique valorisable qu’est le "précieux" CNSL, les

coques ne devraient pas être brûlées pour surpasser la principale contrainte de la combustion directe des

coques qu’est le dégagement d’une fumée acide indiscutablement très nocive pour l’environnement

(ETTIEN, 2010).

1.7. Situation de la production au sein de Sahanala GIE

Avec une quantité de 200 tonnes de noix traitée par an, Sahanala GIE devrait avoir environ 150

tonnes de coques, représentant un potentiel théorique de 45 tonnes de CNSL brute (taux CNSL estimé à

30% de la masse des coques). Et pour un rendement d’extraction supposé à 50%, 22 tonnes de CNSL

serait commercialisable ou valorisable. Ceci correspond à une augmentation du chiffre d’affaire de


7

11.250 USD à 33.750 USD1 ; le prix unitaire étant de 0.5 à 1.5 USD/kg. (ZAUBA TECHNOLOGIES & DATA

SERVICES, © 2013)

Toutefois, des données disponibles dans la littérature stipulent que "l’extraction à fin commerciale

et/ou industrielle du CNSL ne peut être économiquement viable que pour une taille d’exploitation assez

large." (FAO, 2004 ; OHLER, 1988).

Une méthode d’extraction par pression (presse-à-vis manuelle) est déjà en pratique au sein de l’usine

de Mangamila. Toutefois, le rendement actuel s’avère insatisfaisant (5 litres pour 100kg de coques soit

un rendement d’extraction avoisinant le 15%). D’ailleurs, les coques ont été laissées « ramollir » à

l’humidité de l’été avant d’être traités. L’huile obtenue est de mauvaise qualité à cause d’un mouillage,

et le rendement après décantation/filtration paraît encore plus bas par rapport à ce rendement brut

d’extraction.

1.8. Littérature manquante sur l’extraction hydraulique du baume

Les études disponibles rapportant les facteurs du rendement d’expression du CNSL, tels que

l’humidité et la taille des coques, ont été faites sur expeller (CHAUDARI & THAKOR, 2015 ; idem, 2014).

MREMA (1984) et OGUNSINA (2007) ont fait des études expérimentales d’optimisation sur l’extraction

mécanique d’huile d’amande de cajou. OGUNSINA & LUCAS (2008) ont défini les paramètres opératoires

et développé une machine pour l’extraction manuelle du jus de pomme de cajou. Les paramètres et leurs

influences variaient suivant la nature de l’espèce oléagineuse étudiée.

Mais aucune publication n’a été trouvée relatant l’étude de l’extraction sur une presse hydraulique

du CNSL. Toutefois, ce genre de machine parait être le plus facilement adapté à des échelles artisanales

et moyennes de transformation des oléagineuses à cause des coûts relativement faibles de son

installation et de son utilisation (AJIBOLA, 1994 ; FRANÇOIS, 1974 cité dans KARTIKA, 2005 ; ADEEKO &

AJIBOLA, 1990 cité dans ELHASSAN, 2009).

Il nous paraît donc adéquat et intéressant de porter considération sur cette tentative. D’ailleurs il

serait fort probable que des petites et/ou moyennes unités de transformation d’anacardes à travers les

pays du Sud tentent déjà de valoriser leurs sous-produits (coques), comme c’est le cas du GIE Sahanala.

1 1 USD = 3.178,46 Ariary – cours du 09/02/2016)


8

2. Présentation de l’entreprise hôte

2.1. L’ONG Fanamby

FANAMBY est une association à but non lucratif créée en mai 1997, qui relève le défi d’un

aménagement concerté des espaces terrestres et marins, en partenariat avec et aux services des femmes

et des hommes, pour la conservation durable de la biodiversité. La démarche de Fanamby s’articule

autour du partage et de l'échange, dans le respect des communautés villageoises et dans la valorisation

de leurs richesses propres et uniques. L’association a bénéficié du partenariat de plusieurs institutions

dont le WWF, la Fondation Tany Meva et l’IUCN dans ses débuts.

FANAMBY a obtenu des résultats probants en termes d’appropriation de l’objectif de conservation

de l’Aire Protégée de Loky Manambato (Region SAVA) par les communautés locales, et la protection du

Propithèque de Tattersall, espèce phare, financé par le Critical Ecosystems Partnership Fund de 2001 à

2003. Ainsi il a élargi son champ d’actions, rejoignant ainsi la vision de Durban Septembre 2003 de tripler

la superficie des aires protégées de Madagascar en 5 ans. L’état Malgache a délégué la gestion de

plusieurs sites prioritaires à FANAMBY.

Depuis 2006, FANAMBY a orienté ses actions de conservation vers les grandes lignes des Aires

Protégées de la catégorie V de l’IUCN : durabilité et valorisation des richesses naturelles au profit des

communautés de base. Le complexe hôtelier Saha Forest Camp dans l’Anjozorobe Angavo (septembre

2008) a été le premier projet initié dans ce sens. Le projet constitue un modèle de partenariat durable

entre les communautés et le secteur privé Le PNUD et l’Office Mondial du Tourisme. A part le tourisme,

le développement de la filière bio-équitable (vanille, riz, gingembre...) constituant son deuxième fer de

lance, a permis aux producteurs d’améliorer leurs techniques et de percer un nouveau marché

international grâce à la mise en place d’un label de commerce bio-équitable.

En résumé, FANAMBY est une entité indépendante qui partage les objectifs de conservation

communs à toutes les aires protégées et parcs nationaux, mais qui œuvre avec la conviction que la

protection des richesses naturelles ne peut être durable que si le niveau de vie des communautés

impliquées est amélioré.

2.2. Le GIE Sahanala

Sahanala est un "Groupement d'Intérêt Economique" qui a été créé dans le but de réunir au sein

d'une même plateforme les producteurs engagés dans l'Agriculture Biologique, les opérateurs privés

soucieux de l’environnement et du partage équitable et les associations convaincues par une démarche

de conservation participative. Le groupement opte donc pour la promotion des produits bio-équitables à

travers un label. Pour compenser les manques à gagner, prix à payer incontournables faces au mesures


9

restrictives, le GIE Sahanala, créé en 2010, travail de pair avec l’ONG Fanamby pour attribuer des

activités génératrices de revenus en collaborant avec des associations paysannes des populations

riveraines des zones protégées.

Une unité de transformation et de conditionnement des produits de SAHANALA a été mise en place à

Mangamila – Anjozorobe (RN3, PK 70) en Novembre 2010. Les quelques 80 membres de l’Association de

femmes Tranoben’ny Tantsaha Mangamila assurent les travaux au sein de l’Unité, sous contrat de

prestation. SAHANALA a apporté des appuis techniques et organisationnels à cette Association.

2.3. Situation des produits de Sahanala GIE

2.3.1. Vanille

Depuis 2007, les paysans producteurs de vanilles regroupées dans l’Association BIOVANILLE,

restructurée en Coopérative BIOVANILLE (COBIOVA) en 2009, ont bénéficié des appuis techniques et des

appuis organisationnels de la part de FANAMBY. En 2010, SAHANALA a relayé les efforts entamés

conjointement par FANAMBY et COBIOVA. Les activités menées concernent l’encadrement des paysans-

producteurs (Bio-référencement, Bio-certification, respect de normes), l’appui à la collecte et la

préparation de vanilles (matériels et d’équipements de collectes, de préparations et de

conditionnement) ainsi que la promotion, la recherche de marché et la commercialisation.

2.3.2. La noix de cajou

Produits par des communautés rurales impliquées dans la conservation durable des ressources

naturelles dans la zone de Loky-Manambato et celle d’Andrafiamena-Andavakoera (Vohémar), dans la

partie Nord de Madagascar, la commercialisation des noix de cajou constitue une alternative

économique favorable à la gestion durable de la biodiversité dans des zones écologiques menacées de

dégradation. La noix de cajou fait partie des ressources prisées sur les marchés internationaux qui ont

été prises en compte par l’ONG lors de l’élaboration de diversification de l’agriculture et des perspectives

de développement. Actuellement l’unité traite environs 200 tonnes de noix brutes par an. Les amandes

peuvent être grillées ou non, assaisonnées ou non et sont commercialisées localement ou exportées.

2.3.3. Poivre

En 2010, le poivre sauvage ou voatsiperifery a été identifié à Anjozorobe comme produit potentiel. La

filière poivre noir issu de la zone de Loky-Manambato a également été identifiée en tant que produit

prometteur. Des travaux de recensement et de collecte de données ont été alors initiés en 2012.


10

2.3.4. Ravintsara

SAHANALA participe au développement de la filière huiles essentielles de Ravintsara dans la zone

d’Anjozorobe. Environ 200 kg d’huiles de Ravintsara ont été produites et exportées annuellement. En

outre, depuis l’année 2010, SAHANALA a appuyé techniquement l’Association AMI en collaboration

technique dans le projet de plantation de Ravintsara de l’Association. 15 000 jeunes plants de ravintsara

dans le Fokontany d’Antsahabe –Anjozorobe ont été plantés.

2.3.5. Riz

SAHANALA a participé à la recherche de marché et à la commercialisation du riz parfumé de la région

d’Andrafiamena en collaboration avec l’Association de paysans-producteurs Ambery Mamokatra, et du

riz rouge de Sokafana, village à l’intérieur de l’Aire Protégée Anjozorobe-Angavo.

2.3.6. Calophyllum

En 2010, SAHANALA a procédé à l’identification d’autres produits favorables à la conservation de la

biodiversité et au développement locale dans la zone de Loky-Manambato. Le calophyllum fait partie des

produits potentiellement valorisables identifiés. Durant la campagne 2011, SAHANALA a déjà collecté

environ 14 tonnes de calophyllum.

2.3.7. Gingembre

SAHANALA a contribué à la redynamisation de cette filière tout en tenant compte le développement

local et la préservation de l’environnement grâce à la signature de deux contrats.

2.3.8. Autres produits

Sahanala a initié le développement du poivre sauvage ou Voatsiperifery, dans la zone d’Anjozorobe

en 2010. En 2012, la filière « fleur de sel » a été identifiée sur Morondava et les premières analyses ont

été faites début 2013. D’autres produits ont été identifiés dans les zones écologiquement riches mais à

forte pression anthropique comme l’huile de baobabs, l’arachide, le savon bio, etc. Leur productivité

annuelle a été estimée et des études techniques ont été menées pour découvrir leur rentabilité.

2.3.9. Service

Outre ces produits, Sahanala s’engage aussi à la promotion du tourisme durable et responsable en

traçant et certifiant de nouveau circuits touristiques, en aménageant des infrastructures hôtelières. Par

la même occasion la promotion de l’art local est favorisée. Tout ceux-ci apportent une valeur ajoutée à la

destination et à la population locale.


11

3. Analyse de la filière anacarde

3.1. L’anacarde dans le règne végétal

3.1.1. Historique (LACROIX, 2003 ; LAUTIÉ et al., 2001)

a) Découverte de l’anacarde

L'anacardier est originaire des côtes du Brésil. Il a été découvert par les Portugais qui l'ont introduit

dans leurs colonies d'Afrique et d'Asie. Le naturaliste français THEVET (1558), a décrit l'arbre et fourni un

premier dessin montrant les indigènes récoltant les noix et pressant le jus des « pommes » de cajou dans

un grand récipient. GANDAVO, en 1576, a été le premier écrivain portugais à décrire les noix et a assuré

qu'elles étaient meilleures que des amandes. Beaucoup d'autres ont donné ensuite des descriptions

botaniques et des informations concernant la culture de l'anacardier et son utilisation locale. Les indiens

Tupi du Brésil appelaient l'anacardier « acaju ». Ce nom est devenu « caju » en portugais, « cashew » en

anglais, « cajuil » en espagnol et « acajou » ou « cajou » en français. On utilise en fait le second terme car

le premier désigne aussi un bois précieux bien connu.

Le mot « Anacardier » est apparu dans la langue en 1792. Il vient de « anacarde », qui est dérivé du

grec ana-et kardia, signifiant littéralement « cœur la tête en bas ». En effet, la noix qui est le véritable

fruit, se situe sous un faux-fruit en forme de poire qui peut ressembler à un cœur à l’envers (figure 4).

b) Evolution de la filière

La dissémination de l’anacardier au sein du continent sud-américain a été spontanée et naturelle

alors que sa présence dans les autres continents est attribuée à l’intervention de l’homme. L’arbre fut

introduit par les Portugais au Mozambique et en Inde entre 1563 et 1578, puis dans le Sud-Est asiatique.

L’anacardier était alors surtout cultivé pour la lutte contre l’érosion des sols et la protection des cultures

plus fragiles grâce à la densité de son feuillage. Il s’est répandu en Afrique durant la deuxième moitié du

XVIème siècle, d’abord sur la côte est, puis vers l’ouest.

Alors que l’introduction de l’espèce sur les continents africain et asiatique est attribuée à l’homme, il

semblerait que le principal vecteur de son extension ait été l’éléphant par le fait de la dissémination, à

travers toute la côte est-africaine, des noix peu digestes ingérées en même temps que les pommes de

cajou. L’arbre s’est ensuite répandu en Australie et dans certaines zones du continent nord-américain,

par exemple en Floride. Aujourd’hui, l’anacardier se rencontre pratiquement partout entre 31° de

latitude nord et 31° de latitude sud sous des dénominations très variables.


12

3.1.2. Aspect botanique (FAO, 2005 ; LACROIX, 2003 ; LAUTIÉ et al., 2001 ; OHLER, 1969)

a) Classification

Nom malgache : Mahabibo

Nom commun : Cajou, anacarde

Nom botanique : Anacardium occidentale L.

Famille : Anacardiaceae

b) La plante : anacardier

L’anacardier est un arbre à racine pivotante. Il peut atteindre une hauteur d’une quinzaine de mètres

à l’âge adulte, il possède un feuillage touffu au port hémisphérique occupant une surface importante.

Son fût est relativement court et généralement bas branchu donnant une apparence d'arbre étalé. Son

tronc est court avec un diamètre à hauteur d'homme de 25 cm en conditions favorables. Il est rugueux,

résineux, légèrement gris ou brun (figure 3).

Figure 1 : Plant d’Anacardium occidentale (source : MORTON (1984) consulté dans SORNPROM, 2007)

Les feuilles de l'anacardier sont simples, alternes, oblongues, lancéolées ou ovales, arrondies au

sommet, cunées à la base, parcheminées, glabres, coriaces et possèdent une cuticule épaisse avec des

nervures saillantes à la face supérieure (figure 4). Elles mesurent de 7 à 18 cm de long sur 5 à 12 cm de

large et sont portées par un pétiole de 1 à 2 cm environ, épaissi à la base. Les branches sont

extrêmement sensibles au feu, et lorsque les branches sont détruites par le feu, il faut de longues années

avant que l'arbre ne refasse sa couronne et ceci d'autant plus que l'arbre est âgé. A l'état naturel, les

branches touchent rapidement le sol et peuvent même provoquer des marcottes naturelles.


13

c) La noix de cajou

La noix de cajou est le véritable fruit akène de l'anacardier. La pomme de cajou n’est qu’un

pédoncule turgescent et juteux qui devient un faux fruit comestible dix fois plus grosse que la noix elle-

même. La couleur des pommes permet de définir deux variétés d’anacardier : jaune et rouge (figure 4).

L’amande comestible de la noix constitue le principal produit utilisé de cette plante.

Figure 2 : Feuilles, tiges et pommes de cajou avec leurs fruits (source : SORNPROM, 2007)

La coque de la noix est composée de deux coquilles, l'une à l'extérieur de couleur verte et fine,

l'autre, interne de couleur brune et dure, séparées par une structure en nid d’abeille qui contient une

résine phénolique caustique appelée baume de cajou. Au centre de la noix se trouve une seule amande

en forme de demi-lune d'environ trois centimètres de longueur entourée d'une pellicule blanche (cf.

annexe 1).

d) Ecologie

L’anacardier peut vivre dans des zones présentant des conditions climatiques et pédologiques très

variées. Il n’exige pas un sol riche mais préfère les sols légers, sableux, profonds, bien drainés et

composés à 25 % d’argile. Toutefois, s’il est planté sur de grandes épaisseurs de sables grossiers, il ne

peut pas atteindre les réserves en eau du sol en saison sèche et dépérit. Sur les cuirasses latéritiques et

les bas-fonds, il végète car son pivot est sensible aux obstacles indurés et à l’inondation. Les pH

favorables varient de 4,5 à 6,5. Il peut être sensible à des carences en magnésium, mais il est reconnu

comme un arbre résistant, adapté à de nombreuses zones tropicales, car il est peu sensible à la

sécheresse : une saison sèche de 6 mois favorise la fructification et permet une bonne conservation des

graines. En revanche, la plante, qui supporte des températures s’échelonnant de 12 à 32 °C, est sensible

aux écarts de température ainsi qu’au froid.


14

Néanmoins, les principales régions de production sont situées entre les parallèles 15° Nord et 15°

Sud. Celles-ci ont des pluviométries annuelles comprises entre 500 et 1 800 mm, avec une saison sèche

bien marquée d’au moins quatre mois. Une température moyenne de 25 à 27°C est favorable en période

de floraison. L’altitude propice à la culture d’anacardier est variable. Généralement proche du niveau de

la mer en Afrique de l’Ouest, à Madagascar ou au Kenya, elle est inférieure à 500 m au Mozambique.

3.1.3. Aspect cultural (FAO, 2005 ; LACROIX, 2003 ; LAUTIÉ et al., 2001 ; OHLER, 1969)

a) Itinéraires techniques

Le choix de la semence et son pouvoir germinatif, la préparation du sol et l’espacement des plants

sont les facteurs les plus déterminants du rendement et de la qualité. Pour favoriser et accélérer la levée

de la dormance, avant de semer une graine d’anacardier, on peut la tremper pendant 24 à 72 heures

dans l’eau. Éventuellement, les graines flottantes sont éliminées. L’eau de trempage est renouvelée

toutes les 6 heures pour éliminer le baume de cajou. Dans ce cas, la graine germe plus vite. Il est

essentiel de bien préparer le sol afin que l’arbre puisse produire le plus tôt possible. C’est probablement

à ce niveau que l’on peut le plus agir afin d’améliorer la qualité des plantations. La trouaison minimale

est un cube de 25cm de côté.

L’anacardier réclame peu d’entretien et peut vivre jusqu’à vingt ou trente ans en culture et jusqu’à

un demi-siècle à l’état naturel. Mis en culture, il réclame davantage d’espacement de plants (10m x 10m),

de fertilisations et de soins.

b) Maturation et récolte

Selon les conditions climatiques, l’anacardier peut être cultivé pour sa fructification ou pour le

reboisement. La durée de vie de l’arbre est d’environ 30 ans. Il produit des fruits à partir de 4 à 5 ans

après la germination, ou après 3 ans si la multiplication est végétative. Le fruit (la noix) se développe de 6

à 8 semaines après la pollinisation réalisée par des insectes. Le faux-fruit (la pomme) se développe

seulement durant les deux dernières semaines. Les deux types de fruits atteignent leur maturité environ

au même moment.

Même si une mécanisation partielle est possible, la récolte est difficile à mécaniser à cause

principalement de la hauteur, la largeur et la densité du feuillage. Les fruits sont donc généralement

ramassés manuellement après être tombés au sol. La maturation progressive impose de renouveler la

récolte tous les 2 à 4 jours pour les pommes de cajou et tous les 7 à 10 jours si seules les noix sont

valorisées. Il est bon que la récolte ait lieu en saison sèche.


15

c) Rendement

Les rendements sont assez variables d’une région à l’autre, d’un arbre à l’autre. La saison des pluies

ayant une incidence importante sur ceux-ci. Le rendement annuel observé sur les plants greffés est de

500 – 1800 kg/ha. Toutefois, l’utilisation de variétés locales non identifiées (bien qu’à forte rusticité), les

plantations sur des sols dégradés à faible fertilité, la compétition des plants avec d’autres espèces

forestières, la manque d’entretiens des plants et l’attitude négligente des paysans envers les plants

d’anacardiers constituent les principales raisons d’une baisse de production et de productivité.

Une fois récoltées et détachées des pommes, les noix sont séchées au soleil pendant 4 à 5 jours. Ce

qui permet d’abaisser leur humidité relative et de diminuer le risque d’attaque fongique. Elles sont

ensuite stockées en attendant d’être transformées ou expédiées.

d) Ravageurs et maladies

Bien que l’anacardier soit une espèce résistante, connue pour son adaptabilité et sa tolérance aux

attaques parasitaires, elle est tout de même sujette à certains insectes et aux attaques fongiques. Les

plus répandues sont celles qui causent l’anthracnose, la moisissure noire et l’oïdium. Mais on peut citer

d’autres phytopathogènes comme Phytophthora palmivora et P. nicotianae, Septoria cajui et Sclerotium

rolfsii. Les attaques qui causent le plus de pertes sont celles qui concernent les inflorescences ou les

fruits puisqu’elles nuisent directement à la production.

Les insectes nuisibles les plus couramment rencontrés sont des chenilles dévoreuses et enrouleuses

de feuilles (Euteliaet Sylepta), les cochenilles, les thrips, les flatides, ainsi que trois espèces d’Helopeltis

(H. anacardii, H. shoutedeniet H. antonii) qui piquent les feuilles, les bourgeons et les pousses tendres

créant des taches brunes qui se nécrosent en quelques jours. Dans certains pays d’Afrique, un insecte

attaquant les cocotiers, Pseudotheraptus wayi, peut affecter l’anacardier. Enfin, Acrocercops syngramma

peut aussi causer des pertes de production en provoquant la chute des feuilles.

3.2. Situation de l’anacarde sur le marché mondiale (RICAU, 2013 ; LAUTIÉ et al, 2001)

L’évaluation des marchés de la noix de cajou est relativement difficile. En effet, les données

économiques concernant ce produit sont rares. Le prix mondial étant fortement influencé par la

demande et par la variabilité des volumes de production, les marchés sont très spéculatifs et peu

transparents. Les variations au cours d’une même campagne de production peuvent atteindre plus de

200%. La figure 5 montre l’évolution du marché des noix en cinq décénies.


16

Figure 3 : Evolution des échanges mondiaux annuels en noix brutes de 1962 à 2012 (Source : RICAU,

2013)

Une croissance très forte des échanges mondiaux en noix brutes a été observée à partir du 21ème

siècle. L’échange mondial en noix brutes d’anacarde a quintuplé de 2002 à 2012. Ainsi, même les pays

petits producteurs y ont trouvé leur place. Alors que les zones de production se trouvent dans des

régions intertropicales, la demande en noix de cajou est essentiellement localisée dans les régions

tempérées qui possèdent un fort pouvoir d’achat. Celle-ci est principalement caractérisée par l’échange

en amande. Outre les flux Sud-Nord d’amandes, le marché de la noix de cajou se caractérise par

d’importants flux Sud-Sud d’échanges de noix brutes (Afrique vers Inde).

Certains pays africains comme la Tanzanie ou la Côte d’Ivoire sont exclusivement producteurs et

exportent la quasi-totalité de leurs noix non transformées vers l’Inde. D’autres, comme le Brésil,

produisent et transforment les noix de cajou, mais uniquement celles issues de leur propre production.

De plus en plus de pays africain s’efforcent de transformer sur place leurs productions brutes

(Mozambique, Benin, Burkina Faso, …).

3.2.1. Production mondiale

L’anacardier est actuellement présent dans presque toutes les régions tropicales du monde.

Toutefois, la grande majorité de la production commercialisée se concentre dans quatre grandes zones :

le Sud-Est de l’Asie, l’Afrique de l’Ouest, l’Afrique de l’Est et le Brésil (figure 6).


17

Figure 4 : Productions des pays premiers producteurs d’anacarde au monde (RICAU, 2013)

La production mondiale de noix de cajou 2012 a été supérieure à 2 200 000 tonnes de noix brute, soit

l’équivalent de 440 000 tonnes d’amande de cajou. Avec une valeur estimée supérieure à 2 millions USD,

l’industrie de cajou se tient à la troisième place parmi les productions de noix comestibles. (FAO, 2004)

3.2.2. Consommation d’anacarde

Jusqu’au début du XXème siècle, la consommation d’anacarde est restée locale et la culture de

l’anacardier peu étendue. A partir des années 1920, une production et une transformation semi-

industrielles se sont développées dans la région de Goa en Inde. Un commerce de noix de cajou est alors

peu à peu né entre l’Inde (exportatrice) et les Etats-Unis d’Amérique (importateurs).

La carte sur la figure 7 montre le panorama de consommation d’anacarde mondiale.


18

Figure 5 : Les zones de consommation de noix de cajou dans le monde (Source : RICAU, 2013)

Historiquement, les zones de consommations de noix de cajou sont principalement localisées en

Amérique du Nord, en Europe et en Inde. Si ces trois zones géographiques restent les principaux marchés

de consommation d’amande de cajou à travers le monde, d’autres consommateurs importants se

développent en Russie, en Asie orientale, en Asie du Sud-Est, au Moyen et Proche - Orient, en Afrique, en

Océanie et au Brésil. Aux Etats-Unis, l’amande de cajou est la deuxième ou la troisième « noix la plus

chère » du marché. Jouissant d’un multiple usage, la noix de cajou s’est bien implantée dans le marché

nord-américain. Au prix de détail, le kilo des noix est environ de 9 à 23 USD. Ce prix est fonction des

calibres et de la qualité d’emballage (FAO, 2004). Le prix moyen du CNSL, sous-produit de la filière, sur le

marché d’exportation indien est de 0.83 USD (0.5 - 1.5USD) par kilogramme (ZAUBA TECHNOLOGIES,

2016). À première vue, l’Afrique du Sud, et les îles de l’Océan Indien devraient constituer un marché

potentiel pour les pays producteurs de la SADC.

3.2.3. Les périodes de récoltes

L’essentiel des récoles se font entre les mois de février et mai pour l’hémisphère nord ; ceci

correspond à 80% de la production mondiale. Dans l’hémisphère sud, ceci se fait entre les mois de

septembre à janvier.


19

Le diagramme du tableau 2 montre les saisons de récoltes des noix de cajou dans les deux

hémisphères de la planète.

Tableau 2 : Saisons des récoltes de noix de cajou dans le monde (RICAU, 2013)

Le diagramme permet de comprendre le raisonnement de l’industrie indienne jouant sur le décalage

des périodes de récoltes sud/nord pour être constamment présente sur le marché international en

important massivement des noix brutes africaines. Dominant ainsi le marché international tant en

amande qu’en noix brutes ainsi que de baume.

3.3. La filière anacarde à Madagascar

3.3.1. Brève historique (LEFÈBVRE, 1969)

L’espèce a sans doute été introduite à Madagascar, vers le début du 20ème siècle, par les Arabes ou

par les Portugais depuis la côte Est d’Afrique. Ainsi, son nom Malagasy de MAHABIBO est d’origine

Swahili (RATSIMISETRA, 2006). L’anacarde a été connu depuis longtemps à Madagascar. Ses plantations

sont réparties sur toutes les régions côtières de l’île. Toutefois, le climat bien adapté de la partie Nord

(ex- provinces d’Antsiranana et Majunga) y favorise une forte concentration de plantations.

Vers la fin des années soixante, le Ministère de l’Agriculture, de l’Expansion Rurale et du

Ravitaillement a entrepris un accord avec l’Institut Français de Recherches Fruitières Outre-Mer pour

entreprendre la prospection des zones propices à la culture de l’anacardier et la délimitation sur cartes

de grands blocs où seront réalisés. En effet, une plantation rationnelle d’Anacardiers s’avère essentielle

pour obtenir une récolte abondante et promouvoir la transformation industrielle de ses produits


20

En 1968-1969, le Gouvernement lançait « l’opération anacarde ». La première étape de ce projet a

permis d’évaluer 340.000 ha de terres favorables à la culture d’anacarde dont le tiers dans la partie Nord

(Tableau 2). En 1968, un programme préliminaire de plantation de 5.000 ha a été adopté :

Ambalanjanakomby (2.000ha), Soalala (2.000ha), et Ambanja (1.000ha). Ensuite, le ministère chargé de

l’Agriculture programmait deux plantations : 1.000 ha à Mahajanga et 10.000 ha à Ambilobe. En 1971,

20.000 ha ont été cultivés avec un système de plantation de 10 x 10 m2. « Opération anacarde »

envisageait de pratiquer 40.000 ha de plantations dans sa phase initiale, avec une production de 40.000

tonnes de noix. Entre 1967 et 1969, trois sites de production de pépinières ont été établies utilisant les

meilleurs plants. Lefèbvre rapporte, qu’en 1973, 34.000 ha ont été cultivés dans les ex-provinces de

Diégo et de Majunga. Avec cette allure d’extension des surfaces cultivées, une croissance considérable

de la production aurait pu être envisagée.

3.3.2. Production

Beaucoup de zones ont été trouvées propices aux cultures d’anacardiers à Madagascar (Tableau 3).

AKINHANMI (2008) et BARTE-PLANGE (2012) citent Madagascar comme l’un des "pays producteurs

majeurs de noix d’anacardes".

Tableau 3 : Récapitulation par district des zones favorables à la culture de l’anacardier

Source : Min Agri Exp Ravita (mars 1968), cité dans RATSIMISETRA (2006)


21

A partir de 1961, la production malgache en noix de cajou a constamment augmentée jusqu’à

quadrupler en 2000 (figure 8). La production malgache d’anacardes a atteint les 7000 tonnes de noix en

2000.

Figure 6: Evolution de la production malgache de noix cajou entre 1960 - 2000 (Source : FAO, 2004)

L’étendue de la production de noix de cajou à Madagascar n’est pas totalement connue. Mais

l’analyse de la FAO (2005) permet de prévoir une croissance de la quantité produite jusqu’à 10.000T,

voire plus, en 2015.

3.3.3. Consommation

Bien que l’on puisse rencontrer quelques vendeurs de noix brutes ou d’amandes dans les villes de

Madagascar, l’anacarde semble encore méconnu de la plupart des consommateurs malgaches. D’ailleurs,

le prix des noix semble jouer contre sa réputation. Par conséquent, la consommation reste localisée dans

les régions de plantation par torréfaction artisanale des noix ou chez certains consommateurs urbains

d’une classe sociale plus aisée.

4. L’industrie d’anacarde

4.1. Traitement des noix brutes

Le traitement des noix consiste principalement en : 1. Lavage – 2. Séchage – 3. Triage – 4. Cuisson –

5. Décorticage – 6. Séchage – 7. Dépelliculage – 8. Triage & Calibrage – 9. Mise en sachets. Les étapes les

plus cruciales du traitement est la cuisson torréfaction ainsi que le décorticage. Le diagramme de

traitement des noix est illustré dans l’annexe 5.

1600

7000

1500

2500

3500

4500

5500

6500

7500

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Pro

du

ctio

n (

Ton

ne

s)

Année


22

4.2. L’étape de cuisson/torréfaction (FAO, 2004)

C’est l’étape clé du traitement des noix permettant le décorticage. Elle vise à fragiliser la structure

des coques, à cuire l’amande et à détacher cette dernière de l’endocarpe de la coque pour faciliter le

décorticage. Les techniques de traitement de la noix de cajou peuvent être variables. Toutefois, on peut y

différencier quatre méthodes bien distinctes.

4.2.1. La méthode traditionnelle

La méthode traditionnelle consiste en la torréfaction à poêle ouverte des noix : « open pan

roasting ». Elle exploite la propriété inflammable du CNSL. Le séchage peut être accéléré en plaçant les

noix sur des grilles au-dessus d'un barbecue. Avant que la coque ne soit retirée, le CNSL doit être extrait.

Ce procédé ne nécessite pas de salage de l’amande qui peut être consommée telle quelle après

décorticage.

En Afrique de l'Est, la méthode traditionnelle d'extraction consiste à griller les noix dans des bidons

ou des baignoires. Cette étape permet non seulement de sécher les noix, mais également de fragiliser le

péricarpe afin d'ouvrir plus aisément les amandes. Afin de retirer et de retenir le CNSL, les noix sont

grillées dans des baignoires à une température de 180°C.

En Inde, la méthode traditionnelle d'extraction implique le grillage des amandes dans un moule

spécifique (résistant au feu de charbon de bois). Les noix doivent être remuées sans interruption si l'on

souhaite qu'elles ne soient pas brûlées. Avec cette méthode, les coques des amandes éclatent en libérant

le CNSL qui tombe dans le feu en dégageant cependant des fumées irritantes et en occasionnant des

pertes du produit. Une innovation consiste à faire griller les noix dans une poêle perforée au-dessus de

cuvettes servant à récupérer le liquide.

4.2.2. Le grillage dans un tambour rotatif : « drum rosting method »

Cette méthode dérive de la torréfaction à poêle ouverte. Elle consiste en un tambour rotatoire

manuel ou mécanique incliné pour permettre l’écoulement des noix (figure 9).


23

Figure 7 : Principe de fonctionnement d’un tambour de torréfaction (source : ITDG, 2003)

4.2.3. Le Hot oil bath method (FAO, 2004)

Au milieu des années 30, l’augmentation de la demande en CNSL (dans l’industrie automobile)

conduisait à une innovation majeure dans le processus industriel de l’anacarde. La « friture » par CNSL

("hot oil" method) se développa et fut de plus en plus standardisée. Le principe de cette méthode est

qu’une substance oléagineuse, traitée avec une huile similaire à son huile et portée à haute température,

« perd son huile » dans le mélange. Une température de 185 à 190°C est idéale pour la cuisson, dès que

le mélange est suffisamment chaud pour dépasser la température de décarboxylation (mousse stable).

Ainsi, il faut maintenir deux paramètres :

La température du mélange car les coques froides ajoutées dans le mélange font

constamment diminuer la température de ceci.

Le ratio noix/CNSL qui est fonction l’espèce doit être compris entre 1/30 et 1/50 (v/v).

Il y a une relation directe entre la quantité de CNSL extraite de la coque, son fragilité et sa capacité à

se fendre (FAO, 1969). Après extraction, qui peut durer de 1.5 à 2 min, les noix doivent être

immédiatement refroidies. Celles-ci peuvent être centrifugées pour éliminer le CNSL adhérant à leurs

surfaces.

L’extraction par bain de CNSL a alors l’avantage de permettre la récupération du baume exsudé des

noix portées à hautes températures. Toutefois, à haute température, le baume se polymérise et le

rendement d’extraction est considérablement abaissé. En effet, au-dessus de 150 °C, le baume se

polymérise et le rendement d’extraction est considérablement abaissé.


24

4.2.4. La cuisson à la vapeur : « steam boiled method »

Cette technique, assez récente, consiste en une cuisson à la vapeur d’eau des coques à 110°C.

L’opération se fait dans un cuiseur spécifié. Le séchage des coques peut se faire sous ombre à l’air libre

ou par étuvage à faible température (60°C). La cuisson dilate la coque et ramollit l’amande à cause de la

pénétration de la vapeur dans la coque. Les noix cuites sont ensuite refroidies à l’ombre. Ceci confère

une structure rigide à la coque, facilitant ainsi leur craquelure pendant la décortication.

La cuisson à la vapeur d’eau est moins onéreuse et permet d’éviter de soumettre le baume à des

températures trop élevées. Elle a l’avantage de ne pas nuire à la couleur originale de l’amande. Mais,

comme elle ne permet d’éliminer qu’une quantité négligeable de CNSL des coques, une huile en grande

quantité et de bonne qualité réside dans les coques après décorticage. Ainsi, il faut mettre en place une

autre unité pour l’extraction du baume des coques issues des noix cuites à la vapeur.

5. Les sous-produits de l’industrie de l’anacarde

5.1. Les coques (OHLER, 1969)

La coque est représentée 70 à 80% de la masse totale de la noix (cf. annexe 1). C’est un sous-produit

totalement valorisable de par sa richesse en matière lignique/cellulosique et son liquide phénolique

interstitielle : le baume. (cf. annexe 3)

La composition chimique des coques de noix de cajou peut être synthétisée par le tableau 4.

Tableau 4 : Composition (en %) de la coque de noix de cajou

Rubriques Taux (en %)

Humidité 13.17

Cendre 6.74

Cellulose et lignine 17.35

Protéines 4.06

Sucres 20.85

CNSL 35.10

Source: TKATCHNEKO (1949) in cashew de OHLER (1969)

Les taux en CNSL des coques peuvent varier considérablement (16.6 à 33%). C’est surtout l’état

intrinsèque des coques (mésocarpe développée) qui va déterminer cette teneur. En Inde et au Brésil, des

noix avec une coque fine ont été trouvées. Celles-ci ne contenaient presque pas de CNSL. Toutes ces noix

avaient eu la même taille. Ceci peut être intéressant sur le coût de traitement en industrie compte tenu

du risque négligeable de contamination des amandes par le CNSL et du ratio en amande.


25

5.2. Le Cashew NutShell Liquid

La noix de cajou est l’une des rares espèces végétales sources de phénols exploitable

industriellement. Le baume de cajou est un lipide alkyl-phénolique de consistance visqueuse, huileuse et

onctueuse contenu dans la coque de la noix. Sa couleur varie de jaune pâle à brun foncée. Il a un goût

très amer et une propriété caustique. Porté à haute température (>200°C), le CNSL dégage une fumée

piquante et suffocante (AGGARWALL, 1954). Il est appelé « cardoleum vesicans » en médecine du fait de

sa propriété vésicante.

Le CNSL naturel, extrait de l’écorce de la noix de cajou (coques), est l’une des huiles essentielles les

plus abondantes et traditionnellement les plus exploitées (AGGARWAL, 1975 ; cité dans TRAN, 2003).

D’ailleurs, il est considéré comme la meilleure matière, et la moins chère, source de phénols

polyinsaturés (SMALL INDUSTRIES SERVICE INSTITUTE, 2003 ; EDOGA, 2006).

5.2.1. Rappel sur le rôle des composés phénoliques chez les végétaux

Dans les végétaux, les composés phénoliques ont de multiples rôles d’autodéfense. Leurs propriétés

biocides préviennent les infections microbiennes. Ils protègent les plantes des herbivores. Ils forment

une couche de protection auto-cicatrisante en cas de blessure, grâce à la formation d’une résine séchant

à l’air (TRAN, 2003).

L’idée suivant laquelle les composés phénoliques, en s’association avec la polyphénoloxydase,

participeraient à la respiration des plantes en tant que transporteurs des substrats respiratoires a aussi

été émise. Ainsi, ils participeraient à deux principaux processus de l'activité des plantes : la

photosynthèse et la respiration. Une hypothèse a même été avancée selon laquelle les composés

phénoliques contribueraient à la résistance des plantes à la sècheresse (BRZOZOWSKA et HANOWER,

1976).

5.2.2. Propriétés physico-chimiques du CNSL

Les propriétés physico-chimiques du CNSL sont données dans le tableau 5.

Tableau 5 : Propriétés physico-chimique du CNSL (EDOGA, 2006)

Propriétés à 32°C Valeur

pH 5.79

Gravité spécifique (g/cm3) 0.95

Viscosité (poise) 58.9

Indice de réfraction 1.48

Poids moléculaire 5030.74

Le CNSL est donc une huile très visqueuse, flottant sur l’eau. Il est moyennement acide.


26

5.2.3. Structure moléculaire du CNSL

Le CNSL est un mélange de quatre phénols (Figure 10) possédant une chaîne latérale de 15 carbones

située en position -3 du cycle benzénique : acide anacardique, cardanol, traces de cardol et de 2-

methylcardol. Ces phénols se différencient par le nombre et la position des doubles liaisons. La chaîne

aliphatique (R : C15H31-n) de chacun de ses composants peut être saturée, monolefinique, diolefinique ou

triolefinique (cf. annexe 4).

Figure 8 : Structure moléculaire des principaux constituants du « Cashew Nut Shell Liquid » naturel

(TRAN, 2003)

5.2.4. Réactivité du CNSL

L’acide anacardique, acide 6-pentadecylsalicylic, lors d’une extraction à chaud est généralement

transformé en cardanol. À une température de 150°C, la décarboxylation commence.

Figure 9 : Décarboxylation de l’acide anacardique (source : GANDHI, 2012 ; TRAN, 2003)


27

Le CO2 en s’évaporant conduit à la formation de mousses. Ce phénomène est surtout constaté lors

du « Hot oil bath method ».

Figure 10 : Une forme de polymérisation du CNSL (Source : TAIWO, 2015)

Le traitement haute température (supérieure à 190 - 200°) occasionne la polymérisation de l’acide

anacardique. Ceci peut nuire à la qualité du CNSL (noircissement) et au rendement (20 à 25% de

substances polymérisées).

5.2.5. Composition chimique

La composition chimique du CNSL varie suivant sa nature. Le CNSL "naturel" est obtenu par

l’extraction "à froid" par extrusion, par solvant ou par pression. Lorsqu’on procède "à chaud" (Hot oil

method), on obtient le CNSL dit "technique". La différence entre ces deux types de CNSL se situe surtout

au niveau de la composition chimique (tableau 1).

Tableau 6 : Composition chimique du CNSL (Gandhi, 2012)

Composantes CNSL Naturel (en %) CNSL Technique (en %)

Acide anacardique 60 – 65 -

Cardol 15 – 20 15 – 20

Cardanol 10 60 – 65

Matières polymérisées - 10

Méthyl cardol Trace Trace

Le constituant majeur du CNSL naturel est l’acide anacardique (60 - 65%) suivi du cardol est le

cardanol (respectivement 15-20% et 10%). Par contre, le CNSL technique ne contient pas d’acide

anacardique mais contient qui se serait polymérisé en donnant du cardanol (60 – 65%) et 10% de

matières polymérisées. Le taux de cardol reste inchangé pour les deux types (10 – 15%). Une trace de

méthyl cardol peut être trouvée dans les deux CNSL.


28

5.2.6. Formes d’utilisations [GANDHI (2012) ; TAIWO (2015)]

Le CNSL et ses dérivées jouissent d’une multiple application dans les industries à bases de polymères.

Ils sont utilisés comme agents de friction, garniture, peintures, vernis, résine de laminage, agent

d’isolement de surface, surfactants, résines époxy, agent de protection des bois. Ils peuvent entrés dans

la synthèse de polymères à bases de polyuréthanes, …

Le cardanol est un composant phénolique avec une chaîne aliphatique à C15 dérivé du CNSL à

multiples applications, sous forme résine phénol-formaldéhyde, en fabrication de vernis, de peinture et

comme agent de friction de véhicules. Les dérivés du cardanol trouvent leurs applications dans l’industrie

de peinture, agent plastifiants et résines échangeuses d’ions. Son dérivé chloré joue un rôle de pesticide.

Son dérivé sulfoné, le tetrahydrocardanol, et leurs éthers phénoliques sont utilisés comme agents tensio-

actifs (TYMAN, 1985). Le détail des formes d’applications du CNSL est donné dans l’annexe 2).

De par sa structure mixte aliphatique/aromatique, les produits à base de cardanol sont compatibles

avec une large gamme de solvants organiques et de résines. Les résines époxy dérivées des produits à

bases de cardanol présentent les avantages d’une meilleure résistance chimique surtout face aux acides

et aux bases, d’une grande souplesse surtout à basse température, de la résistance au choc, de sa haute

conservabilité (bond strengh), d’une excellente conductibilité électrique ainsi que d’une basse toxicité et

faible volatilité. Une étude préliminaire sur l’effet barrière vis-à-vis des gaz dans le cas de polymères

modifiés par le cardanol a aussi été décrite (MHASKE et al., 2000 ; cité dans TRAN, 2003).


29

Conclusion partielle I

La filière anacarde est une filière qui connait de mieux en mieux de place dans l’économie malgache.

Elle tient la troisième place parmi les exportations de fruits tropicaux de Madagascar. Une exportation de

7000T de noix a déjà été enregistrée en 2004. Toutefois, dans une unité de transformation de la noix

d’anacarde, les coques représentent jusqu’à 80% des noix doivent être valorisées. Le rejet de ce sous-

produit dans l’environnement présente des risques de pollutions à cause de son contenu en baume qui

est une résine phénolique naturelle. En plus, le baume appelé en anglais cashew nutshell liquid (CNSL)

constituant jusqu’à plus de 30% (m/m) des coques est un produit très intéressant du fait de sa possible

substitution aux polymères phénoliques dérivés de l’industrie pétrochimique qui connait généralement

une augmentation de prix.

L’ONG Fanamby est une organisation à but non lucratif œuvrant pour la protection de

l’environnement et gérant plusieurs aires protégées. Sahanala GIE, travaillant de pair avec Fanamby,

œuvre pour la promotion de produits bio-équitables moyennant diverses activités génératrices de

revenus tels que la vanille, la noix de cajou, le gingembre. Son action permet de compenser les manques

à gagner auprès des populations riveraines des airs protégés par l’ONG. Avec un niveau de production

annuelle de 200T de noix brutes, pour une teneur en huile théorique de 30%, le potentiel en CNSL de

quelques 45Tonnes de l’usine Sahanala GIE Mangamila, représente un potentiel théorique non valorisé

d’environ 11.250 USD à 33.750 USD (rendement d’extraction raisonné à 50%).

Matériels et Méthodes


30

Partie II : Matériels et méthodes

1. Rappel sur l’extraction des huiles des oléagineux

1.1. Les techniques d’extractions des huiles végétales

Deux principaux types d’extractions sont les plus connus des méthodes pour débarrasser les

végétaux oléagineux de leurs huiles. Ce sont l’extraction chimique et l’extraction mécanique.

L’extraction chimique se fait par principe d’entrainement de l’huile moyennant un solvant présentant

une affinité avec celle-ci (hexane, acétone, éther de pétrole, …). Cette technique permet d’extraire

presque toute l’huile (jusqu’à 98 – 99%) contenue dans la matière (KHAN, 1983). Toutefois cette

technique a le désavantage de nécessiter un haut coût d’installation, de l’insécurité lors de la

manipulation des solvants par un personnel insuffisamment qualifié ainsi qu’une possibilité d’altération

de la qualité de l’huile extraite.

L’extraction mécanique, appelée aussi expression, peut se faire par diverses manières. Les plus

célèbres sont l’expression par une presse à vis-sans-fin (ou expeller) et l’expression par presse

hydraulique. Selon KHAN (1983), l’avantage de l’extraction mécanique serait son aptitude à donner un

produit fini affranchi de tout risque lié à l’utilisation de solvant (produit chimique résiduel, sécurité

d’utilisation). L’expression de l’huile est la méthode la plus utilisée (SUKUMARAN, 1989) car elle est

économique pour les petites et moyennes unités d’extraction dans le pays en développement. Même si

l’utilisation de la presse hydraulique donne un rendement d’extraction plus faible (70-80%), elle est la

plus utilisée par les petites unités de transformation à cause du bas coût initial d’installation (AJIBOLA et

al. 1993). Une décantation et/ou une filtration s’avère toujours nécessaire après expression de l’huile.

1.2. Théorie de l’expression mécanique

Le pressage est l’opération qui permet d’exprimer le liquide huileux hors des cellules oléagineuses

par une action mécanique de compression, et de le séparer du solide résiduel. Ce dernier prend le nom

de « tourteau gras » (KARTIKA, 2005).

L’expression mécanique (pressage) d’une huile consiste en une libération de l’huile de l’intérieur des

cavités inter - particulaires par l’effet de la pression (SORIN-STEFAN, 2013). D’après SIVALA et al. (1991),

c’est la réduction du volume totale de l’espace vide à l’intérieur du gâteau qui entraine l’élimination de

l’huile (figure 13). Le remplissage du vide inter particulaire entraine une montée de pression dans les

pores, et par conséquent, le développement du gradient de pression dans les vides. Il en résulte un

écoulement du liquide inter particulaire (huile) à l’intérieur du gâteau à presser et finalement par

l’enveloppe perméable du gâteau (AJIBOLA et al., 2002). La valeur de la pression à partir de laquelle


31

l’huile quitte l’espace vide inter-particulaires est appelée « oil point pressure » : la pression minimale à

partir de laquelle l’expression de l’huile commence.

Figure 11 : Etapes de l’expression sur machine hydraulique (Source : OWOLARAFE, 2008)

D’après SORIN-STEFAN et al., 2013, le processus de pressage peut être assimilé à une filtration

capillaire. L’écoulement du fluide s’écoulant dans le réseau inter particulaire suit l’équation 1.

Avec : V : volume du liquide séparé (passant par les capillarités) [m3]

p : pressure appliquée [N.m2]

d : diamètre du colonne capillaire [m]

η : viscosité dynamique de l’huile [Pa.s]

l : longueur du colonne capillaire devant être parcourue par l’huile exprimer avant d’atteindre la

surface [m]

t : durée d’application de la force de compression

Quand la pression est appliquée sur la couche oléagineuse (éventuellement le broyat préemballé :

gâteau), le volume des capillaires est réduit pour expulser l’huile. Toutefois, parallèlement à l’expression

des huiles des capillaires, ces derniers sont rétrécis, réduits et éventuellement obstrués par une intensité

de compression croissante (KARTIKA, 1983).

Equation 1


32

1.3. Les facteurs influençant l’expression de l’huile d’une substance oléagineuse

WEISS (2000) (Cité dans AKINOSO, 2006a) a identifié les facteurs déterminants de l’extraction

mécanique (expression) d’une huile végétale. Ceux-ci impliquent l’intensité de la pression exercée sur la

pâte (tourteau gras ou gâteau), la température et la durée de cuisson, la teneur en eau, la granulométrie

(tailles des particules), le traitement et le stockage de la matière oléagineuse. La littérature stipule que

l’intensité et la durée pression, la température et l’humidité sont les facteurs affectant le rendement en

huile au cours du processus d’expression (KHAN et HANNA, 1983). SIGALINGGING (2015) reconnait en

plus le "gradient de pression et la "compressibilité" comme des facteurs influençant la cinétique et la

conduite du pressage.

Certaines opérations de prétraitements sont d’ailleurs reconnues comme ayant un impact plus ou

moins significatif sur le rendement en huile lors du pressage : traitement thermique, séchage ou

humidification et réduction granulométrique (AJIBOLA, et al., 1993 ; AJIBOLA et al., 2000 ; ELHASSAN,

2009).

Par ailleurs, KARTIKA (2005), faisant référence à plusieurs auteurs, cite la vitesse de descente du

piston ou vitesse de compression, la masse de matières rapportée à l’unité de surface de pressage

(surface de la cage) et l’épaisseur du gâteau à presser comme des facteurs influant sur le rendement en

huile et le comportement du "gâteau" pressé. CLIFFORD (1997), cité dans SORIN-STEFAN (2013), précise

l’état de porosité du gâteau et la viscosité de l’huile qu’il renferme comme des facteurs majeurs du

rendement en huile pendant l’extraction mécanique.

L’effet de chaque facteur varie en fonction de la nature de l’espèce végétale et du type d’expression

(AJIBOLA, 2002 ; AKINOSO, 2006). Pour plusieurs oléagineux étudiés, le facteur qui a été le plus

déterminant de l’extraction mécanique dans tous les cas de matières oléagineuses était la pression. Ainsi,

Il est important de déterminer la pression optimum à appliquer sur la substance à extraire. En effet, les

hautes pressions réduisent l’efficacité de la presse et augmente le coût d’extraction (ADEEKO & AJIBOLA,

1990 dans ELHASSAN 2009).

2. Méthodologie de la recherche

La revue de littérature a permis d’identifier les facteurs opérationnels susceptibles d’influer sur le

rendement en huile lors de l’expression des oléagineux. Le choix des paramètres à retenir pour

l’expérimentation seront fonction de l’emphase sur la bibliographie et surtout de l’adaptabilité de leurs

expérimentations avec notre disponibilité en ressources matérielles. Ces paramètres seront : la taille des


33

particules du broyat, l’intensité et la durée de la compression, les caractéristiques de montage de la pâte

à presser appelée "gâteau" (épaisseur, superposition).

L’expérimentation "in vitro" (sur presse hydraulique) a été conduite de telle manière à identifier les

conditions optimales de l’extraction mécanique d’un gâteau oléagineux en variant les paramètres choisis.

L’étendue de l’intervalle de variation pour chaque paramètre étant déterminée soit en se référant à des

études ultérieures, soit en usant de logique expérimentale. Des pesées à intervalles de temps choisis

seront effectuées pour déterminer la cinétique de l’extraction en fonction des variables considérés.

La méthodologie utilisée est synthétisée sur la figure 12

Les résultats de l’expérimentation en laboratoire seront traités en logiciels numérique et extrapolés

par la suite à l’échelle pilote avec d’éventuels ajustements. L’huile extraite et le tourteau seront analysés

pour caractérisation physico-chimique et bilan matière.

3. Matériels

3.1. Matériel végétal

Le matériel d’essai est constitué d’environ 200 kg de coques de noix de cajou non calibrées fournies

par l’usine de SCIM S.A. Ambanja (région DIANA). Cette société pratique la cuisson par vapeur des noix

avant décorticage, c'est-à-dire avec des conditions plus ou moins identiques au cas de Sahanala GIE. Les

coques (demi-sphère de la coque entière) sont de tailles variables (figure 20) : entre 15 à 30mm de long,

12 à 25mm de large et environ 7 à 10mm d’épaisseur (cf. annexe 1). L’épaisseur des coques a aussi été

variables (1.5 à 3.5mm).

Figure 12 : Procédé général de la recherche (source : auteur, 2016)


34

3.2. Matériel de broyage

Nous avons utilisé pour la réduction de taille des particules végétales (coques) un broyeur à

marteaux mobiles de marque JEFFCO (figure 14a, b), modèle 265B, série 5710, 10HP, taille 10L (chambre

de broyage + vanne d’alimentation) capacité jusqu’à 200kg/h. Le moteur est alimenté par une source de

courant alternatif triphasé de 380V. Le maillage du tamis du broyeur était arrondi avec un diamètre

10mm (pas de tamis de substitution). Le broyat obtenu par un simple tour de broyage est un broyat

grossier (existences de particules de taille atteignant jusqu’à 8 – 10 mm). Le bourrage des mailles est

pallié par l’existence de deux marteaux inférieurs renforçant l’efficacité de broyage et l’évacuation des

broyats passé du tamis. Toutes les pièces travaillantes sont en acier inoxydable.

Figure 13a, b : Broyeur hachoir à marteau Jeffco, avec chambre de broyage est fermé, à gauche, et

ouvert, à droite. (Cliché : auteur, 2016)

Le sac jute (figure 14) sert de guide au broyat éjecté par les marteaux inférieurs de la chambre de

pressage. Le broyat est récupéré par une cuvette en plastique plus en bas. Ce type d’appareil semble être

le mieux adapté pour le broyage des coques en tenant compte de la trop haute viscosité du CNSL, qui fait

adhérer les particules du broyat entre elles, sur la surface de la chambre de broyage et sur le tamis. (cf.

annexe 6).


35

3.3. Matériel d’extraction mécanique à l’échelle pilote

C’est une presse hydraulique à 2 cadres (bâtis) dont la partie inférieure est mobile, actionné par une

crique (Figure 15). Sa puissance maximale est de 400 Kgf.cm-2 (optimale entre 300-330 kgf.cm-2). Les

matières à presser sont emballées dans un coupon de tissu-voile moulé dans un cadran servant de

gabarit (surface sur laquelle la pression optimale s’exerce). Les pates de broyats pré moulées obtenues,

appelées gâteaux (KARTIKA, 2005 ; KHAN 1983), sont ensuite montés sur la cuve de récupération en acier

inoxydable où ils sont intercalés par des claies en bois. Le dispositif hydraulique, doté d’un manomètre,

permet de pousser à partir du bas le plateau support de la cuve.

Figure 14 : Presse hydraulique d’extraction à l’échelle pilote (cliché : auteur, 2016)

Figure 15 : Presse de laboratoire Carver, modèle C 23100 – 110 (cliché : auteur, 2016)

Le plateau inférieur en inox est actionné par un piston. Ce qui fait exercer une pression sur le gâteau

à presser. L’huile exprimée est recueillie sur le plateau et est facilement récupérée par la vanne mobile.

3.4. Presse de laboratoire

Les multiples essais d’extractions mécaniques ont été effectués sur une presse hydraulique de

laboratoire manuelle, de marque CARVER, modèle C 23100 – 110 (figure 16). Un dispositif similaire a été

utilisé par POMINSKI et al (1983) pour l’étude des facteurs de rendement en huile d’arachide "difficile à

presser". La pression maximale exercée par la presse est de 10.9 MT (12 Tonne) /cm2. La cellule de

pressage est constituée de la cage de pressage à paroi perforée, de la tête de piston supérieure fixe, et le

cale en bois posé sur le plateau mobile actionné par la tête de piston du dispositif hydraulique (figure

17).

2MT = Metric Ton ou tonne metrique équivalent à 1000kgf.cm

-2


36

Figure 16 : Schéma de principe de la chambre de pressage (HERÁK, 2013)

La cage de pressage est un cylindre métallique uniformément perforé d’un volume de 1,143cm3 (d =

8.89cm, H = 18.8cm), en acier inoxydable de 12mm d’épaisseur. En réalité, les perforations vues de

l’extérieur au niveau des étranglements de la cage, sont des rayures (n=10) longeant la paroi intérieure

du cylindre permettant l’écoulement des liquides exprimés à partir des gâteaux pressés. Le piston

supérieur (de volume ajusté à la cage de pressage) est fixé sur un bloc mobile. Ce bloc est déplaçable le

long de deux tiges de fer parallèle à pas-de-vis servant de bâtis/cadres. Sa fixation est assumée par des

écrous (figure 16).

3.5. Matériels de pesages

Les pesées en laboratoire ont été faites avec une balance Explorer® Pro - OHAUS® (figure 18) précision

à 10-3g pour les quantités inférieures à 210 g. Les pesées moyennes (gâteaux de 210 à 1000 g) ont été

faites sur une balance WH-B04 electronic kitchen scale (figure 19), précision 10-1g, étalonée par rapport à

la précédente.

Les pesées en échelle pilote ont été effectuées sur une balance mécanique à balancier de marque

TESTUT, à précision commerciale.

Figure 18 : Balance WH-B04 electronic kitchen scale

(cliché : auteur, 2016)

Figure 17 : Balance de précision Explorer® Pro -

OHAUS®

(cliché : auteur, 2016)


37

4. Méthodes

4.1. Echantillonnage

Les coques utilisées sont les sous-produits de décorticage de noix récoltées pendant la campagne

2015 – 2016 et sont donc prélevées sur des stocks récents, sinon fraîchement issus de la production en

cours dans l’usine de SCIM S.A. L’échantillonnage a été fait suivant les méthodes stipulées par la norme

ISO 542 : 1990 (F). Sur recommandation, des prélèvements aléatoires sur différents points du stock

disponible en salle de décorticage. Les coques ont été conditionnées dans des sacs polypropylène et

expédiées par taxi-brousse.

4.2. Caractérisation de la matière première

4.2.1. Teneur en eau

La détermination de la teneur en eau des broyats a été faite selon la norme NF V 03 – 903 par

étuvage de 2±0.5g de broyats dans un four à 103°C pendant 72 heures. Le test d’humidité de l’huile a été

effectué suivant la méthode AOAC, 1984 utilisée par AKHINAMI et al (2008) : 105°C pendant 3.5 heures.

4.2.2. Teneur en huile

Elle a été déterminée par méthode d’extraction par solvant hexane sur des appareillages Soxhlet à

ballon vertical de 100ml. La masse de prises d’essai était d’environ 5g de broyats. L’hexane était porté à

ébullition (plus de 68°C) jusqu’à épuisement de l’huile contenue dans les échantillons par

condensation/chiffonnement répété du solvant. Le taux en huile est obtenu par calcul de la moyenne sur

quatre essais (n = 4).

Figure 19 : Montage simultané de quatre extracteurs Soxhlet à balons verticalux (cliché : auteur, 2016)


38

La quantité de CNSL ainsi obtenue a été fixée comme le maximum extractible. En conséquence, les

rendements d’extractions mécaniques ont été calculés par le ratio en pourcentage par rapport à cette

valeur.

4.3. Réduction de taille des particules

Le broyage est réalisé pour rompre l’amande en morceaux et déchirer les cellules renfermant l’huile.

L’intensité du broyage représente un compromis : une fine granulométrie permet d’obtenir une

fragilisation plus homogène, mais donne lieu à une matière plus compacte nécessitant plus d’énergie

pour le pressage (YÉ et al., 2007). Il importe donc de rechercher une granulométrie "raisonnable".

Figure 20 : Les broyats obtenus après respectivement 1) G0 : broyage simple, 2) G2 : 1er rebroyage,

3) G3 : 2ème rebroyage, 4) G4 : 3

ème rebroyage (cliché auteur, 2016)

Comme nous n’avons pas eu des mailles de rechange disponibles, les différentes granulométries (Gi)

ont été obtenues par répétitions de l’opération de broyage (i = 1 à 4) sur le même broyeur avec la même

maille. Ceci a permis d’avoir 4 classes de broyats (G0, G2, G3, G4) telles que G0 > G2 > G3 > G4 en

ascendant. Les broyats obtenus ont été emballés dans des sacs plastiques jusqu’à utilisation.

G0 G2

G3 G4


39

4.4. Détérmination du "oil point pressure"

Le oil point pressure est défini comme étant l’intensité de compression minimale nécessaire à

l’expression du fluide inter capillaire ou cellulaire vers la surface du gâteau pressé (Ajibola, 2002). Il a été

déterminé en pressant 100g de broyat en augmentant progressivement la pression. La pression

correspondant au premier écoulement observable à la surface a été retenue comme la minimum

nécessaire pour l’expression de l’huile du gâteau (cf. annexe 7). La pression effective pour l’extraction

doit être supérieure à ce point.

4.5. Détermination des facteurs

Les échantillons pesés ont été emballés dans des coupons de tissus résistants retenant le maximum

de particules solides mais suffisamment perméables au liquide. L’ensemble emballé est pressé dans la

cellule de pressage (MREMA, 1984). La forme obtenue est appelée « gâteau » (figure 22).

Figure 21 : Gâteau ayant obtenu forme après pressage (cliché : auteur, 2016)

La quantité d’huile exprimée à chaque essai est calculée par différence de pesée de la masse du

gâteau entre deux temps ti et ti+1 (en minute) au fur et à mesure du processus de l’expression mécanique

(YÉ et al., 2007). Les formules suivantes permettent de calculer le rendement en huile totale et entre

deux instants :


40

Le choix des paramètres à étudier a été raisonné à partir de l’équation 1 (SORIN-STEFAN, 2013). Les

pressions (P) appliquées ont été P0 = 1MT, P1 = 2 à 2.5MT et P2 = 4 à 4.5MT. Quatre types de broyats (G0,

G2, G3, G4) à granulométries ont été utilisés. Les ratios quantité de matières/unité de surfaces

considérés et calculés à partir de la "hauteur" ou nombre de couches (h = 1 à 6), sont R1) 2.25 g.cm-2, R2)

4.85 g.cm-2, R3) 7.25 g.cm-2 et R4) 9.69 g.cm-2.

L’épaisseur (e) du gâteau a été raisonnée en termes de quantité (g) de broyats emballés ensemble

dans une cartouche en tissu voile (figure 23). Après application d’une pression suffisante (inférieur à

1MT) pendant une durée inférieure à une minute sur le gâteau, sans expression significative du CNSL, et

obtention d’une forme géométrique plus ou moins cylindrique du gâteau, l’épaisseur est mesurée par

une règle graduée. Les moyennes ont été arrondies pour obtenir les valeurs des épaisseurs pour chaque

quantité de matière.

Figure 22 : Couches superposées de gâteaux (h=4) sur la cale en bois (cliché : auteur, 2016)

Pour le cas des superpositions de couches de gâteaux (h>3), le montage nécessite un pré-pressage de

chaque gâteau séparément (sans provoquer une expression significative de l’huile) pour permettre une

pose équilibrée. La séparation des couches a été faite par des pailles de fer jouant le rôle de claies par

rapport à l’échelle pilote. L’épaisseur de chaque "claie" était environ de 2mm.

5. Analyse et traitement des données

Les données obtenues après expérimentations (cf. annexe XX) ont été traitées sous le logiciel

Microsoft Excell 2007. Les résultats seront synthétisés sous forme de tableaux et/ou de graphiques en

considérant les paramètres précédemment cités.


41

6. Application à l’échelle pilote

Nous avons essayé d’adapter les résultats sur une échelle pilote. Des interpolations ont été faites sur

les paramètres pris en compte (durée d’extraction, ratio quantité de matière par unité de surface,

épaisseur de couche et hauteur de couches). La quantité de broyats pressée fut d’environ 15kg. Le

montage est étagé en deux. L’épaisseur moyenne du gâteau préemballé fut de 5cm. La pression

d’extraction n’a pas pu dépasser 350 kgf.cm-2.

Conclusion partielle II

Parmi les techniques d’extraction de l’huile, le pressage hydraulique est la plus répandue pour les

petites et moyennes exploitations des pays en développement à cause de son faible coût d’installation et

sa facilité de manipulation. Les facteurs pouvant affecter le rendement lors de l’extraction mécanique

sont les caractéristiques propres à la matière à presser (teneur en huile, humidité, propriétés

mécaniques) ; les prétraitements (tailles des particules, cuisson préalable, porosité du gâteau) et les

conditions de mise en œuvre opératoires (température, pression, dimensions du gâteau, hauteur de

couches montées, quantité de matières par unité de surface de pressage, …). Ainsi, nous nous sommes

investi d’étudier les possibilités d’identification des certains de ces paramètres afin d’optimiser le

rendement pour une éventuelle extraction du CNSL sur une presse hydraulique.

Les paramètres optimisables trouvés dans la littérature ont été identifiés et choisis par rapport à la

disponibilité en ressources : la taille des particules du broyat (Gi avec i = {0, 2, 3, 4}), l’intensité

(P1=1.5MT, P2=2-2.5MT, P3=4-4.5MT) et la durée de la compression (t = 3 à 60 min), les caractéristiques

de montage de la pâte à presser appelée " gâteau " (épaisseur (e), hauteur (h) et le ratio quantité de

matière par unité de surface de pressage (R)). La caractérisation de la matière première (coques) et du

produit extrait (CNSL) a été effectuée par méthodes standards d’analyses. L’expérimentation proprement

dite consistait en des séries de pesages – compressions – décompressions du broyat préemballé dans du

tissu perméable (appelé gâteau) en variant les paramètres opératoires. Les essais de pressage in vitro

ont été effectués à l’aide d’une presse hydraulique de laboratoire Carver d’une puissance de 12T. L’essai

pilote a été fait sur une presse hydraulique de faible puissance n’excédant pas 400kgf.cm-2. La modalité

de compression est uniaxiale. Le traitement des données a été fait sur un logiciel Microsoft Excell 2007.

Résultats


42

Partie III : Identification des paramètres opératoires optimaux

La cage d’une presse de laboratoire permet d’extraire plus d’huile que les cages de pressage larges

disponible sur le marché. Toutefois, les variables ayant une influence sur l’expression à l’échelle

laboratoire) influencent par la même modalité la cinétique d’extraction par pression à échelle

commerciale (POMINSKI et al, 1983).

1. Caractéristiques des matières premières

Les teneurs moyennes en eau et en huile des coques ont été analysées. Les résultats sont donnés

dans le tableau 5.

Tableau 7 : Teneurs en eau et en CNSL des coques

Caractéristique chimique

Auteur (2016)

CHAUDARI & THAKOR (2014)

GANDHI (2012)

Valeur (%) σ* (n=4) Valeur (%) σ (n=2) Valeur (%)

Teneur en eau (% matière humide) 12.60 0.06 10 à 12 - -

Teneur en CNSL (% matière humide) 31.79 0.14 26.45 0.04 33.8

* σ : écart-type Source : auteur

Nous avons ainsi trouvé une teneur en eau de 12,60 % et une teneur en baume et de 12.6 % d’eau.

2. Influence de la granulométrie

Quatre types de broyats (G0, G2, G3, G4) à différentes granulométries ont été soumis au pressage et

ont donné des rendements différents (figure 24).

Figure 23 : Variation du rendement en fonction de la granulométrie, P = 2 – 2.5 MT, e=2.2cm, h = 1,

t = 60min (source : auteur)

52.1% 61.7%

52.3% 49.1%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

G0 G2 G3 G4

Rendement


43

Le diagramme montre un pic du rendement correspondant au broyat deux-fois broyé (G2). La

granulométrie trouvée la plus favorable à l’expression du CNSL des broyats correspond à G2 (61.2%). Les

broyats G0 et G3 donnent à peu près les mêmes rendements (respectivement, 52.1% et 52.3%). La

granulométrie fine (G4) donne le rendement le plus bas (49.1%).

Figure 24 : Cinétique de l’extraction à différentes granulométries avec m = 150g, P=2-2.5MT

(Source : auteur)

La cinétique de l’extraction (figure 25) montre une différence nette des rendements d’extractions

dès les trois premières minutes du pressage. Les allures des courbes G3 et G4, en parallèles, présentent

une baisse importante de l’efficacité d’expression après 30 minutes d’application de pression. Celle de

G0 et surtout celle de G2 montrent un léger maintien de l’allure jusqu’à la 60 minute.

3. Influence de l’épaisseur

3.1. Epaisseur de gâteau unique (e)

Pour un diamètre intérieur D = 8.89 cm de la cage de pressage, et une surface S = 60.79 cm-2, la

mesure des paramètres de l’épaisseur a été réalisée avant et après le pressage (tableau 6). L’épaisseur

d’un gâteau est de 1.5cm pour 100g de broyat. Ceci varie linéairement avec la quantité de broyat. Le

ratio e/D (épaisseur du gâteau/diamètre) est utilisé par SCHEWARTZBERG et al. (1982) (cité dans SIVALA,

1991) pour mettre en évidence l’influence de la composante de stress correspondant aux "frictions

développées entre la surface du gâteau et la paroi de la cage de pressage".

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

0 10 20 30 40 50 60 70

Re

nd

em

en

t

Temps (min)

G0

G2

G3

G4


44

Tableau 8 : Caractéristiques dimensionnelles des différents gâteaux pressés

Numérotation Masse du gâteau (g)

Épaisseur initiale (e) en cm

Épaisseur finale en cm

Ratio e/D*

e1 100 1.5 1.1 0.17

e2 150 2.2 1.6 0.25

e3 200 3.0 2.2 0.34

e4 300 4.5 3.4 0.51

e5 450 6.7 5.2 0.76

e6 600 9.0 7.0 1.01

*e/D est le ratio de l’épaisseur du gâteau rapporté à son diamètre

(Diamètre de la cage de pressage) (Source : auteur)

3.2. Influence de l’épaisseur

Notre expérimentation a permis de mettre en évidence l’influence de l’épaisseur du gâteau sur la

cinétique et l’allure de l’extraction (figure 26).

Figure 25 : Variation du rendement suivant l’épaisseur de la couche (source : auteur)

Le rendement le plus élevé (68.3%) est trouvé pour l’épaisseur la plus faible utilisée (e = 1.5cm/

100g). Le rendement le plus bas (36.5%) est trouvé pour l’épaisseur la plus forte (6.7cm/450g).

L’épaisseur du gâteau, pour disposition en monocouche (h=1), a donné une différence nette au niveau du

rendement et de la cinétique générale du pressage (figure 27). La courbe présente une discontinuité et

présente deux courbes de tendance : y1=0.1192e2- 0.6724e+1.4234 (coefficient de détermination : R²=1),

e étant l’épaisseur du gâteau et y le rendement, y2 = -0.141ln(e) + 0.6334 (R² = 0.999).

y2 = -0.141ln(x) + 0.6334 R² = 0.9999

y1 = 0.1192x2 - 0.6724x + 1.4234 R² = 1

30.0%

35.0%

40.0%

45.0%

50.0%

55.0%

60.0%

65.0%

70.0%

0 2 4 6 8

Re

nd

em

en

t

Epaisseur (cm)

Rendement

Log. (Série1)


45

Figure 26 : Variation du rendement et allure de l’extraction en fonction de l’épaisseur (e) du gâteau à

presser (P=2-2.5MT, t = 60min, h=1)

Dans tous les cas, l’essentiel du rendement se fait dans les 30 premières minutes : 90% pour e1, 80%

à 85% pour les autres épaisseurs. Seuls 10 à 20 % du rendement se fait dans les 30 dernières minutes.

4. Influence du ratio quantité de matière par unité de surface (R)

L’expérimentation nous a montré une augmentation du rendement unitaire de chaque couche en

fonction du ratio quantité de matières par unité de surface R (figure 28). Par ailleurs, ce ratio est

proportionnel à la hauteur de couche (tableau 6).

Figure 27 : Variation du comportement de l’extraction en fonction de R (G0, e = 2.2cm, P = 2 à 2.5MT, h =

{1, 2, 3, 4}) [Source : auteur]

Le rendement augmente de plus de 10% (52.1% à 63.2%) lorsque le R passe de 2.4 à 7.3g/cm2.

L’allure de la courbe de variation du rendement en fonction de R commence à décroitre à partir de

7.3g.cm-2. Le rendement varie faiblement (1 à 2%) lorsque le ratio passe de 9.7 à 11g.cm-2 à 11g.cm-2.

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

0 10 20 30 40 50 60 70

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL

Temps t (min)

e=1.5cm

e=2.2cm

e=3.0cm

e=4.5cm

2.4

4.8

7.3 9.7

11

y = 0.0004x3 - 0.0112x2 + 0.0941x + 0.353 R² = 0.9973

50.0%

52.0%

54.0%

56.0%

58.0%

60.0%

62.0%

64.0%

0 2 4 6 8 10 12

Ren

dem

ent

en C

NSL

Ratio masse/surface R (g/cm2)

Rendement

Poly. (Rendement)


46

4.1. Influence de la hauteur des couches (h)

Le nombre (hauteur) de couches (h = 1 à 5) a été trouvé déterminant sur le rendement (figure 29).

Figure 28 : Influence du nombre de couches (h = 1 à 4) sur le rendement et l’allure de l’extraction

(R = 2.4 à 11g.cm, G0, e = 2.2cm, P = 2 à 2.5 MT) (source : auteur)

La courbe du rendement montre une élévation significative du rendement de 10% (52.1% jusqu’à

62.2%) lorsque la hauteur du gâteau passe de h=1 à h=3. L’allure commence à décroître à partir de h=3.

Le rendement pour h=4 et h=5 sont respectivement de 62.0% et 63.2%.

4.2. Influence corrélée de la hauteur des couches (h) et de l’épaisseur (e)

La comparaison des résultats d’expérimentation (figure 30) en faisant varier la configuration du

gâteau à presser (hauteur de couche et épaisseurs des gâteaux) tout en gardant un ratio constant

(R=9.7g.cm-2) nous a permis de montrer à la fois l’influence sur le rendement de l’épaisseur (e) du gâteau,

de la hauteur (h) des couches et du ratio (R).

Figure 29 : Influence de la hauteur des couches et de l’épaisseur pour des ratios supérieurs à 9.7g/cm2

avec P=2-2.5MT. (Source : auteur)

Les rendements pour h=4 et h=5 (correspondant aux ratios R4=9.7g/cm2 et R5=11g/cm2) sont

respectivement de 62.0% et 54.3%. En gardant le ratio constant à R4 =9.7g/cm2 (figure 30, diagrammes à

motifs rayés), la variation de l’épaisseur (e1=1.5cm ; e2=2.2cm) a donné des rendements significativement

R=2.4g/cm2, e=2.2cm, h=1

R=4.8g/cm2, e=2.2cm, h=2

R=7.3g/cm2, e=2.2cm, h=3

R=9.7g/cm2, e=2.2cm, h=4 (G0)

R=11g/cm2, e=2.2cm, h=5 (G3)

Rendement 52.1% 59.5% 62.2% 62.0% 63.2%

y = 0.0052h3 - 0.0574h2 + 0.2116h + 0.3615 R² = 0.999

50.0% 52.0% 54.0% 56.0% 58.0% 60.0% 62.0% 64.0%

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL

R=9.7g/cm2, e=2.2cm, h=4 (G0)

R=11g/cm2, e=2.2cm, h=5 (G3)

R=9.7g/cm2, e=1.5cm, h=6 (G3)

R=9.7g/cm2, e=2.2cm, h=4 (G3)

Rendement 62.0% 63.2% 63.6% 61.2%

60.0% 60.5% 61.0% 61.5% 62.0% 62.5% 63.0% 63.5% 64.0%

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL


47

différents (respectivement 61.2% et 63.6%). L’allure des courbes d’extractions relatives au nombre de

couches et à l’épaisseur sont reportées en annexe 11 (figure.43).

5. Influence de l’intensité de pression

5.1. Oil point pressure

La pression minimale pour exprimer l’huile des coques « oil point pressure » a été trouvée au

voisinage de 1MT.

5.2. Pression d’extraction constante

L’application d’une intensité de compression constante sur gâteau de pressage a montré une

influence significative sur le rendement et la cinétique (figure 31).

Figure 30 : Variation de la cinétique et du rendement d’extraction en fonction de la pression d’extraction

(G3, e = 2.2, h = 1 ; P1 = 2 à 2.5MT, P2 = 4 à 4.5 MT) (source : auteur)

Figure 31 : Cinétiques des extractions en fonction de la pression exercée P0=1.5MT, P1=2.5MT et

P2=4.5MT (source : auteur)

34.9%

56.2% 59.8%

30.0%

35.0%

40.0%

45.0%

50.0%

55.0%

60.0%

65.0%

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL

Pression (MT)

Rendement

-10.0%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

0 10 20 30 40 50 60

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL

Temps (min)

P2=4.5

P1=2-2.5

P0=1.5


48

D’après la figure 31, lorsque la pression passe de 1.5 MT à 2.5 MT, le rendement augmente de 34.9%

à 56.2%. Le rendement d’extraction commence à stabiliser après P2 (figure 32). Les rendements finaux à

t= 60min sont respectivement de 56.2 % et 59.8% pour P1 (2 à 2.5MT) et P2 (4 à 4.5 MT).

D’après la figure 32, l’allure de l’extraction à P0 = 1.5MT présente un rendement d’extraction très

faible (35%). Les deux courbes avec P1 et P2 sont presque confondues jusqu’à la 30ème minute

d’extraction. Après cette durée, P2 présente un avantage de plus 3% par rapport P1 =2.5MT. Les

rendements finaux (60min) sont respectivement de 59.8% et 56.2%.

5.3. Augmentation de la pression au cours de l’extraction

L’élévation de la pression à plus de 6.5 MT sur un essai à 4 étages a donné un haut rendement en

augmentant la pression par pas de 1MT toutes les 15min à partir de la 30ème minute jusqu’à la 75ème

minute d’extraction (figure 33).

Figure 32 : Variation de la cinétique d’extraction en fonction de la conduite de l’intensité de compression

avec G0, m=150g, h=1 (source : auteur)

Une tentative d’épuisement par augmentation progressive de la pression a permis d’avoir un

rendement jusqu’à 78.3%. La pression finale était de 6.5MT. L’écart de rendement après 75 minute de

compression pour une extraction à pression constante P2=2.5MT et une avec une pression à profil est

d’environ 20% (respectivement 61.9% contre 78.3%).

6. L’extrapolation à l’échelle pilote

L’expérimentation à l’échelle pilote a permis d’avoir un rendement d’extraction prometteur (figure

34). Elle consiste en une disposition en double étage d’une quantité d’environ 16kg soit R=9.7g/cm2.

2.5MT 4.5MT

5.5MT 6.5MT

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Re

nd

em

en

t e

n C

NSL

Durée de compression (min)

G3 épuisement G3 P = 2.5MT


49

Figure 33 : Cinétique de l’extraction du CNSL sur une presse hydraulique à l’échelle pilote avec G0, e =

5cm (m= 8 kg), h=2, P = 300 à 350 kgf/cm2 (source : auteur)

Le rendement d’extraction après 4h d’application d’une pression de 300 à 350kgf/cm2 est de 35.1%.

Le rendement maximal a été 36.7% pour une durée totale d’extraction de 8h. Après 3h d’extraction, la

courbe d’extraction présente une allure asymptotique horizontale.

7. Propriétés physico-chimiques du baume obtenu

Les propriétés physico-chimiques du CNSL extraite par pression sur presse hydraulique à l’échelle

pilote sont décrites sur le tableau 7. Certaines caractéristiques n’ont pas été analysées faute de moyens à

notre disposition.

Tableau 9 : Caractéristiques physico-chimiques du CNSL

Caractéristiques physico - chimiques Auteur (2016) TAIWO (2015) AKHINAMI (2008)

Valeur σ* Valeur Noix Brésil Noix Africain

Humidité (% matière humide) 10.92 0.17 6.4 3.9 6.7

Densité (g/cm3) 0.937 0.085 0.926 0.941 0.924

Viscosité (cP) - - 40 56 41

pH 4.2 0.5 4.5 - -

Indice d’acide (mg KOH/g) 4.6 0.1 15.6 12.1 15.4

Indice d’iode (g/100g KOH) - - 236 215 235

Indice de saponification (mg KOH/g) 51.8 2.5 47.2 58.1 47. 6

Indice de réfraction 1.4685 0.0155 1.688 1.4625 1.686

* σ : écart-type (n=3)

35.09% 36.69%

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

Re

nd

em

en

t (%

)

Durée d'extraction (heure)

Rendement en CNSL

Log. (Rendement en CNSL)


50

Conclusion partielle III

Le matériel végétal pour l’essai d’expérimentation avait une teneur en eau moyenne de 12.6% et un

rendement en huile de 31.8% (29.51% - 33.22%). L’extraction de son huile (CNSL ou baume de cajou)

s’avérait donc intéressant. L’expérimentation à échelle laboratoire a permis d’identifier l’influence de

quatre paramètres opératoires : la granulométrie (G), l’intensité de la pression exercée (P), l’épaisseur du

gâteau de pressage (e), la hauteur de couche (h) ; ces deux derniers paramètres définissent le ratio

quantité de matières pressée par unité de surface de pressage (R).

La taille des particules à presser influence sur la cinétique et le rendement d’extraction du CNSL. La

granulométrie idéale correspond à G2 permettant d’obtenir un rendement de 58.2% pour une épaisseur

de 2.2cm. L’épaisseur du gâteau idéal pour l’expression est le minimum possible (1.5cm), correspondant

à un rendement de 68.3%. Quand l’épaisseur du gâteau passe de 1.5 cm à 6.7 cm, le rendement en

baume décline de 68.3% à 36.5%. Le nombre de couches entre h=3 à h=5 donnent des résultats

comparables (61 à 63%) sans que h=5 puisse être considérée comme hauteur limite pour l’optimisation.

Le ratio quantité de matières par unité de surface de pressage correspondant est de 10 à 11 g/cm2.

L’intensité de compression n’a pas suffisamment influencé la cinétique de l’extraction pour les deux

intensités utilisées (2 à 2.5MT et 4 à 4.5 MT). Toutefois, une intensité inférieure à 2MT rallongeait

considérablement la durée d’extraction. En plus, une intensité inférieure à 1.5MT s’avérait insuffisante

pour l’expression, bien que le minimum trouvé pour le début de l’expression (oil point pressure) soit aux

environs de 1 MT. Ainsi P2=2-2.5MT a été retenue pour l’expérimentation.

La durée optimale de l’extraction à l’échelle pilote fut de 3 à 4 heures. Celle – ci correspond, par

comparaison des allures des courbes d’extractions, à une durée entre 30 à 45 minutes pour

l’expérimentation en laboratoire. Le rendement obtenu à l’échelle réelle a été de 36.7% pour une

pression nettement inférieure à celle trouvée en laboratoire (350Kgf.cm2). Le rendement optimum

obtenu à l’échelle laboratoire est de 62.2%. Un maximum de 78.3% a été obtenu par augmentation en

palette de la pression à partir de la 30ème minute (2.5MT) jusqu’à la 75ème minute (6.5MT).

Discussions


51

Partie IV : Discussions

1. Sur les caractéristiques des matières premières

1.1. Teneur en eau

La teneur en eau des coques analysées dans cette étude est de 12.6%, avec une faible variabilité des

résultats selon un écart-type de 0.06. Celle-ci s’apparente au résultat de 10 à 12% rapporté par

CHAUDARI & THAKOR (2014). Cette teneur serait sensiblement supérieure par rapport à l’idéal proposé

par les mêmes auteurs pour une expression mécanique par presse-à-vis sans-fin (10.6%). Par

conséquent, un séchage préalable serait nécessaire si l’extraction se fait par expeller. En effet, une

teneur en eau supérieure à l’optimale, qui est fonction de chaque essence à presser, empêcherait

l’écoulement de l’huile dans le réseau capillaire du gâteau comprimé. L’excès d’eau entrainerait un

gonflement du mucilage, et par l’occasion un amortissement de la force de compression exercée. Ceci

augmente la contrainte nécessaire pour la rupture des cellules oléagineuses (AJIBOLA & ADEEKO, 1990).

1.2. Teneur en huile et matières volatiles

Les coques provenant de la région nord de Madagascar, utilisées dans cette expérimentation, ont

une haute teneur en baume (31.79%). Cette teneur est largement supérieure par rapport à celle trouvée

par CHAUDARI&THAKOR (2015) dans leur étude sur l’influence de la taille des coques sur le rendement

en huile (26.45%). Etant donné les provenances des coques étudiées, la forte proportion en coques de

grande dimension dans notre échantillon et/ou la différence dans la manipulation (prise d’essai), tous ces

paramètres pourraient être la cause de cet écart. Toutefois, la valeur maximum de notre

expérimentation (annexe 8) correspond avec la valeur de 33% rapportée par GANDHI & DHOLAKYIA

(2012). A cette teneur, ce sous-produit de nos industries d’anacardes devrait présenter une perspective

intéressante de valorisation en extraction huilière : CNSL.

2. Sur l’influence de la granulométrie

Pendant les 03 premières minutes de l’extraction, les courbes d’extraction G2 et G3 sont confondues

car leurs aspects granulométriques sont comparables (cf. annexe 10). Une différence d’allures est

ressentie dès la diminution de la porosité (capillarité) surtout au niveau de la surface du gâteau, laquelle

sera obstruée par les particules fines contenues dans le gâteau (SORIN-STEFAN et al, 2013). En effet, le

réseau capillaire, permettant l’écoulement du liquide à l’intérieur du gâteau vers la surface, serait

"aménagé" par une proportion suffisante de grosses particules permettant une porosité suffisante

(équation 1 de SORIN-STEFAN, 2013). SUBROTO (2014) explique ce comportement par l’aptitude des

grosses particules à former une plus grande dimension du réseau capillaire (porosité) facilitant


52

l’écoulement du fluide pressé dans le gâteau. Ce fait est justifiable par la similarité de l’allure des courbes

entre G0 et G2 (éventuellement G3/G4) après les 30 premières minutes. G0 et G2 présentent toutes les

deux un maintien de l’allure d’extraction à partir de cette durée (figure 25). Ceci explique la différence en

rendement final entre G2 et G3 bien qu’elles présentent les mêmes cinétiques au début de l’extraction ;

leurs granulométries étant peu différées. Cette différence devrait permettre d’apprécier la proportion

idéale de la composition granulométrique pour l’optimisation du rendement, et éventuellement, de la

cinétique (durée de compression), donc de l’efficacité du processus d’extraction mécanique du CNSL des

coques pré broyées.

Notre étude montre qu’une granulométrie trop fine s’avère défavorable (G4). Ceci s’accorde avec le

raisonnement de YÉ et al (2007) sur la nécessité d’une énergie de broyage supérieure pour l’expression

des huiles dans un réseau de particules plus fines. Ce propos est d’ailleurs confirmé par SUBROTO et al

(2014) qui stipule que malgré une surface exposée à l’action de pression plus large, qui pourrait donner

une plus grande concentration d’huile à la surface des particules fines, les capillaires étroits formés entre

elles ne permettent pas l’écoulement de l’huile de l’intérieur vers le surface du gâteau.

Ainsi, la réduction de taille des particules s’est avérée indéniablement requise pour une meilleure

expression des huiles des oléagineux (AJIBOLA & ADEEKO, 1990). Cette étude a permis de dégager

l’importance de la granulométrie dans la maximisation du rendement d’extraction. La granulométrie

optimale est obtenue au premier rebroyage du broyat sur la maille de 10mm (G2), pour une pression

d’extraction de 2 à 2.5 MT/cm2. Toutefois, une étude de GRUNHAM et MASSON (1946) (cité dans KHAN,

1983) sur l’effet de la taille des particules sur des matériaux fibreux conclu que cette influence de la

granulométrie devient négligeable à partir d’une certaine intensité de compression.

3. Relatives aux conditions de dimensionnement et disposition des gâteaux à

presser

3.1. Influence de l’épaisseur

Tant la cinétique que le rendement en huile sont trouvés nettement influencés par l’épaisseur du

gâteau à presser (figure 26). En effet, quand l’épaisseur était passée de 1.5cm à 5.2cm, le rendement

décroissait de 68.3% à 36.5%. HICKOX (1953), après l’étude du pressage hydraulique des graines oléo

protéagineuses, reconnait une « épaisseur minimale du gâteau » comme « condition optimale » de

l’extraction de la graine du coton. KARTIKA (2005) et ACHEHEB (2012) confirment ce propos. La formule

utilisée par SORIN-STEFAN et al (2013) (équation 1), permet de comprendre ce rôle majeur de

l’épaisseur. En effet, la longueur l du trajet capillaire (au dénominateur de l’équation), par laquelle l’huile


53

sous pression expulsée des cellules sécrétrices devrait parcourir avant d’atteindre la surface, joue un rôle

déterminant sur le rendement d’extraction.

L’épaisseur optimale pour l’expression maximale d’un broyat de coque d’anacarde expérimentée

dans cette étude est de 1,5cm. HADJADJ (2014) a trouvé une épaisseur semblable (1,3cm) sur le pressage

hydraulique de graine de Nigella sativa. ACHEHEB (2012), a trouvé une épaisseur optimale de 3.2cm pour

l’expression hydraulique de l’huile de Pistacia atlantica Desf.

3.2. Influence du ratio masse/surface et de la hauteur de couche (h)

Dans cette étude, lorsque le ratio quantité de matières par unité de surface R est augmenté de 2.4 à

7.3g/cm2, le rendement s’élève de 37.3% à 62.2%. Une plage du rendement, voire une légère tendance à

la baisse, a été observée après R3 (respectivement 62.2% et 62.0% pour R3 = 7.3 g/cm2 et R4=9.7g/cm2). La

hauteur de couche idéale devrait donc être aux environs de h = 4 correspondant à un ratio masse/surface

de 9.7 g/cm2. Toutefois, compte tenue de l’allure de décroissance de la courbe (figure 29), pour plus

d’efficience d’utilisation de la presse, dans un contexte réel d’exploitation, une hauteur égale à au moins

h=5 couches serait acceptable. Ce comportement pourrait être relaté au ratio e/D de SCHEWARTZBERG

et al. (1982) (cité dans SIVALA, 1991) qui stipule trois facteurs majeurs de la pression de consolidation :

compressibilité du solide dans le gâteau, la pression exercée par le fluide interstitiel sur les pores du

gâteau et la composante de stress correspondant aux frottements développés entre le gâteau et les

parois de la cage de pressage. Leur étude a confirmé une limite de valeur de e/D à partir de laquelle "les

effets des frictions entre les parois de la cage de pressage et le gâteau pressé seraient négligeables"

(ratio e/D est inférieur à 0.6).

En outre, le rendement unitaire de chaque gâteau en superposition augmente avec la hauteur de

couche (jusqu’à h=5). Ce comportement serait probablement dû à un amortissement de la compression à

l’intérieur des couches superposées de gâteaux au point de permettre une capillarité favorable jusqu’à

application effective de la pression réelle d’extraction (2-2.5MT). Ce raisonnement s’accorde avec la

description de l’influence du "gradient de pression" et de la "compressibilité" de SIGALINGGING et al

(2015).

3.3. Variation du rendement suivant l’épaisseur et la hauteur de couche

Même si pour les hauteurs inférieures à h=3 l’épaisseur joue un rôle évident sur le rendement (figure

26), l’influence de celle-ci devient négligeable pour h= 3,4 et 5. L’étude de la limite du maintien du

rendement après h=5, correspondant à un ratio masse/surface de 11g/cm2, devrait être réalisée lors de

l’exploitation proprement dite.


54

La figure 30 montre une légère variation du rendement lorsque le ratio est gardé (R4=9.7g/cm2)

tandis que l’épaisseur est variée de e1=1.5cm à e2=2.2cm. En effet, le rendement pour e1 (R4, e1, h=6) et

e2 (R4, e2, h=5) sont respectivement de 61.2% et 63.6%. Pourtant, il nous a paru judicieux d’utiliser

l’épaisseur de 2.2 cm pour une meilleure efficience de manipulation de la presse de laboratoire.

4. Relatives à la compression mécanique

4.1. Influence de la durée de compression

SORIN-STEFAN (2013) affirme que la durée de compression doit être suffisamment longue pour

permettre l’écoulement propre de l’huile dans les capillaires. Toutefois, une prolongation de la durée de

pressage ne signifie pas toujours l’efficience de l’opération de pressage. Celle-ci conduit plutôt à une

légère baisse de la productivité de la presse. KOO (1942), cité dans ELHASSAN (2009), trouva que la durée

de compression a peu d’influence sur le rendement en huile de plusieurs espèces oléagineuses (telles

que soja, coton, sésame, …) pour une durée d’extraction allant de 30 minute à 4 heures. Ce fait a été

confirmé par notre étude (figure 29). Un taux de 55.2% d’huile a été extrait après 30 minutes de

pressage, et ceci passe à 62.2% seulement après 60 minutes. C'est-à-dire que seule une différence de

10% (16% du total) a été obtenue en doublant le temps d’extraction.

L’analyse des courbes d’extraction (figures 25, 27 et 29) montre que jusqu’à 80 % du rendement est

accompli pendant les 30 premières minutes de l’extraction. Ce résultat est nuancé par rapport à la

constatation d’ADEEKO & AJIBOLA (1990), cité dans ELHASSAN (2009), stipulant que 90% du rendement

peut être accompli lors des 3 premières minutes d’expression. La raison de telle différence pourrait être

la nature des oléagineuses étudiées et la quantité de pressage utilisée (150g pour notre cas au lieu de

20g pour ADEEKO & AJIBOLA (1990). En plus, des études montrent une corrélation entre le taux

d’extraction et la durée de pressage avec un ralentissement progressif de l’écoulement en raison du

bouchage des pores sous l’effet du drainage (ADEEKO ET AJIBOLA, 1990 cité dans YÉ et al., 2007).

4.2. Influence de l’intensité de pression

L’intensité de compression optimale pour un rendement en huile maximum peut dépendre des

prétraitements et du type d’oléagineux à presser (POMINSKI et al., 1970).

4.2.1. Pression d’extraction constante

Le résultat de comparaison des trois intensités de pression testées (figure 31) montre une

augmentation significative du rendement (34.9 à 56.2%) lorsque la pression passe de 1.5MT à 2.5MT. Par

contre, l’élévation de la pression de 2.5MT à 4.5MT n’aura permis d’augmenter le rendement que de

3.6% (56.2% à 59.8%). Aucune différence nette n’a pu être trouvée entre la cinétique d’une extraction


55

faite avec les deux pressions P1 et P2 (figure 32). Toutefois, les tentatives d’épuisement par haute

pression (supérieur à 6MT) ont permis d’avoir une augmentation jusqu’ à 20 points, soit 78.3% (annexe

12).

La faible différence entre l’allure d’une extraction à P1 et à P2 serait justifiable par une épaisseur trop

faible du gâteau par rapport à la pression P2. HICKOX (1953) reconnait une épaisseur à partir de laquelle

la variation de la pression n’aurait aucun effet sur le rendement, tout en évoquant une raison « étrange »

de tel comportement d’expression. KARTIKA (2005) rapporte le travail de LANOISELLÉ (1994) sur le

pressage hydraulique réalisé durant 600 minutes, avec une vitesse de compression du gâteau de 1 mm/s

d’une quantité de 200 g de tournesol. Le résultat présentait un palier dès la pression de 50 bars, avec un

rendement maximal d’extraction d’environ 80%.

Une pression d’extraction avoisinant P1 = 2 à 2.5MT paraissait donc suffisante pour une cinétique

d’écoulement optimale jusqu’à la 30ème minute de l’extraction (figure 32). Après cette durée, une

augmentation de la pression a été nécessaire pour permettre une expression plus poussée de l’huile du

gâteau. La nécessité d’un tel gradient de pression est évoquée par SUBROTO et al (2014) dans une étude

portée sur le pressage hydraulique de graine de Jatropha Curcas.

4.2.2. Pression d’extraction en profil

Après la 30ème minute de compression, durée à partir de laquelle l’allure de l’extraction présente une

forte décroissance, la tentative d’épuisement par une conduite en profil de compression s’avérait

intéressante. Lorsque la pression finale a été passée de 2.5MT à 6.5MT (élévation de 1MT toute les

15min), le rendement final d’épuisement par compression a passé de 61.9% à 78.3% (figure 33). Ce

résultat est similaire à ceux utilisé par WILLEMS et al (2008) sur le pressage de Jatropha et sésame. Ce

niveau de rendement est proche du maximum de 80% que l’on peut extraire par pressage mécanique des

oléagineux (HASENHUETTL, 1991 ; cité dans WILLEMS, 2008). OWOLARAFE (2007), rapporte même un

rendement maximal d’environ 70% des machines hydrauliques, correspondant effectivement à notre

résultat.

5. Aspect de l’expérimentation à échelle pilote

5.1. L’extrapolation des résultats à l’échelle pilote

La cinétique de l’extraction (figure 34) montre une durée optimale d’extraction de 4 heures. Le

rendement d’extraction correspondant est de 35.1% (plus de 95% du total) par rapport à un rendement

maximal de 36.7% pour une durée totale d’extraction de 8h. Le modèle prédictif à partir de


56

l’expérimentation in vivo donne un rendement théorique de 59.5% (figure 45 : y = 0.1446ln(t) + 5x10-05

avec un coefficient de détermination de R² = 0.9882).

Ce résultat à l’échelle pilote est raisonnable si l’on tient compte de la pression utilisée (P=300-

350kgf/cm2) qui est assez faible par rapport à celle utilisée in vivo (P=2 – 2.5MT). Notre résultat

s’apparente à celui obtenu par POMINSKI et al (1983) sur une étude relative à l’optimisation de

l’expression de l’huile de "cacahuète – difficile – à – presser". En effet, ils ont trouvé un résultat optimisé

de 57.3% après 30min d’expression par la presse de laboratoire. Le rendement qu’ils ont obtenu à

l’échelle réelle n’aurait atteint que 45.2% même si la durée a été doublée à 60min. La pression maximale

à laquelle ils opéraient était similaire à la pression minimale à laquelle nous avons opéré (soit

1400kgf/cm2= 138Mpa=1.4MT). La quantité de la prise d’essai qu’ils ont utilisé est de 600g en un seul

gâteau. Nous avons traité la même quantité de broyat en étage de 4 couches, soit 150g/ gâteau.

Contrairement à notre cas, leurs conditions opératoires étaient réunies pour reproduire les paramètres

du pressage à l’échelle de laboratoire vers l’échelle réelle.

5.2. La qualité du produit fini

Le CNSL obtenu est de couleur brun foncé. Sa teneur en eau est de 7.94%. Cette teneur est élevée

par rapport à la littérature. La méthode d’extraction utilisée (pressage hydraulique), la nature des

coques, ainsi que la méthode utilisée (103°C pendant 72h) pourrait être à l’origine de cette différence. Sa

densité est de 0.948 g.cm-3. Celle-ci est aussi légèrement supérieure par rapport aux espèces africaines et

brésiliennes. Cette différence pourrait être liée à sa teneur en eau. L’indice de réfraction est comparable

à celui des espèces brésiliennes trouvées par AKHINAMI (2008) qui sont respectivement de 1.685 et

1.686. L’indice d’acide est comparable à la littérature (14.5±0.2 mg KOH/g). L’indice de saponification bas

(51.8±2%) correspond aussi aux résultats de TAIWO (2015) et AKHINAMI (2008). Cet indice de

saponification faible signifie que le baume de cajou n’est pas approprié pour la fabrication de savon.

5.3. Recommandations

5.3.1. Concernant la presse

Le choix de la presse à utiliser s’avère décisif : capacité, puissance et configuration. La machine

hydraulique préférable pour le cas de Sahanala GIE devrait pouvoir traiter au moins 450kg de coques par

jour pour 333 jours de production annuelle (cf. annexe 14). KHAN (1983) présentait le type

correspondant à un tel niveau de production en extraction hydraulique des oléagineux (figure 35).

Ce genre de machine serait capable de traiter jusqu’à 200 kg/h (ou plutôt par pressage). Le nombre

d’étages (hauteur de couches) pourrait varier de 4 à 14 plateaux. Le système hydraulique pourrait être

actionné par système électrique ou autres (vapeur en surpression, …). Ce système permettrait de


57

contrôler la vitesse de compression des gâteaux à presser, et par conséquent, l’efficacité d’extraction.

RAZ (2014) porte emphase sur l’avantage de puissance et de stabilité de ce genre de presse hydraulique

à quatre colonnes (bâtis) actionné par un piston hydraulique à partir de la partie inférieure. Ce genre de

presse devrait être adaptable en "bricolage" localement.

Figure 34 : Presse hydraulique à 4 bâtis, avec des étagères métalliques (HURST, 1911 ; cité dans KHAN,

1983)

5.3.2. Aspect économique de l’unité annexe d’extraction

L’investissement nécessaire à la mise en place de l’unité d’extraction consiste principalement à

l’installation des machines et matériels nécessaire à l’exploitation. Généralement les matériels sont déjà

sur places. Les coûts relatifs aux machines (broyeur, presse, filtre-presse) sont donc presque les seuls à

incomber sur la charge d’investissement. D’ailleurs les matières premières sont des sous-produits sur

place. L’acquisition de coques auprès d’autres unités de traitement mériterait l’objet d’investigation dans

la mesure où l’usine projette d’étendre sa productivité en CNSL.

5.3.3. Diagramme d’extraction du CNSL

Les étapes de l’expression mécanique des coques d’anacardes moyennant une presse hydraulique

pourraient être décrites par la figure 36.


58

Emballage gâteaux

Montage / superposition

Pressage

Décantation

Filtration

Stockage

Conditionnement

CNSL TOURTEAU MAIGRE

Extraction au solvant ou Valorisation en : - Gaz - Combustible - Alimentation animale - (si épuisement suffisant) - Matériaux d’arts et/ou de construction (agglomérats, isorels)

Herméticité

- Porosité - Pression

- Plusieurs jours - Froid

Cuvette en

plastique

Filtre presse

Presse hydraulique A) 1.5MT (30min) B) 2.5MT (3h) C) 4 à 5MT (1h)

h = 4 à 5 étages R = 11 g.cm-2

e = 2.2cm (environs 1g.cm-2)

Sacs jutes COQUES

Manuel

Mondage

Impuretés

Broyage Mailles de75 à 100mm Puissance = 5CV

Broyeur triphasé à marteaux

En double étages

BROYATS

Bidon

plastique

Tissu perméable

Figure 35 : Diagramme d’extraction du CNSL par presse hydraulique (source : auteur, 2016)

Gabarits pour modelage


59

6. Limites de l’étude

6.1. La variation de la teneur en eau

Plusieurs auteurs portent emphase sur l’influence de la teneur en eau du gâteau sur le rendement

d’expression mécanique d’huile des oléagineux. Akinoso (2006), par exemple, affirme que la teneur en

eau est le paramètre qui a le plus d’influence sur le rendement d’extraction d’huile des graines de

sésame sur expeller. Toutefois, l’effet de la teneur en eau sur l’extraction hydraulique n’a pas été abordé

dans cette étude.

6.2. Le broyage

La granulométrie n’a pas pu être reproduite en pratiquant le rebroyage pour avoir les granulométries

plus fines. Il s’avère nécessaire de se doter d’un broyeur à mailles échangeable pour les essais de

réductions classées de la taille des particules. En plus, pour permettre une reproductibilité du résultat de

broyage, nous n’avons pas pu relever la vitesse d’alimentation de la trémie.

6.3. La viscosité de l’huile

Compte tenu de la viscosité de l’huile, le facteur température d’extraction, voire un traitement

thermique avant extraction s’avère déterminant. Toutefois, la nature même du dispositif d’extraction ne

nous a pas permis de conduire avec efficience cet axe d’étude.

6.4. La pression d’extraction à l’échelle pilote

Lors de l’essai à l’échelle pilote la pression exercée par la presse (300-350kgf) est trop faible par

rapport à ceux utilisées en expérimentation (1.5T – 2.5T). L’extrapolation des résultats serait

certainement compliquée par cette différence majeure. L’écart serait encore creusé par la différence de

conception des machines. En effet, la presse utilisée à l’échelle pilote n’a pas eu de cage de pressage,

occasionnant une probabilité de dissipation d’énergie lors du pressage). Un aspect qui n’avait pas pu être

considéré, en raison de l’aspect mécanique du levier hydraulique, est la vitesse de compression qui

pourtant parait très important pour permettre un écoulement maintenu de l’huile exprimé (Kartika,

2005).


60

Conclusion partielle IV

La teneur en eau des coques utilisées dans cette étude est identique avec les données disponibles de

la littérature (12.6%). Elle est supérieure à l’optimum pour une extraction mécanique par expeller. La

teneur en CNSL trouvée est assez élevée (31.8%) par rapport à d’autres études justifiant ainsi l’avantage

de la valorisation des coques par extraction de l’huile.

Une granulométrie moyenne (G2), correspondant au deuxième broyage du broyat sur une maille de

10mm, permet d’avoir le meilleur rendement. L’épaisseur du gâteau à presser est optimale à 1.5cm. Le

nombre de couches de gâteau à superposer trouvé pour une efficience de la presse est de 5. Ce qui

donne un ratio quantité de matière rapporté à la surface de pressage de 11g/cm2. L’étude a en plus

montré une influence moindre des classes granulométriques dès que la hauteur de couches est

supérieure à 3. Ainsi le broyat obtenu par un broyage avec un maillage arrondi de 75 à 100mm de

diamètre serait propice à la réduction de taille des particules.

La durée moyenne pour atteindre 80% de l’extraction (par rapport au total extrait) est de 30 minutes

avec une pression optimale de 2-2.5MT. Après cette durée il faut augmenter progressivement la pression

par pas de 1MT tous les 10 à 15 minutes jusqu’à atteindre 6.5MT.

L’extraction à échelle pilote sur une presse hydraulique de 400kgf a donné un rendement de 36.7%

sur une durée totale d’extraction de 8h. Environ 95% de l’extraction (35.1%) est atteint entre 3 à 4

heures. Avec une machine de plus de puissance, le rendement s’en trouverait amélioré. Le type de

machine idéale serait une presse hydraulique avec des étages de plateaux/claies construits sur 4 bâtis, la

force de compression du piston hydraulique à partir du bas, permettant la stabilité et l’efficience de la

machine.

Les étapes de l’extraction mécanique du CNSL suggérées dans cette étude consistent principalement

au broyage sur broyeur à marteau triphasé, pressage sur une presse hydraulique adaptable localement et

une filtration par filtre presse.

Conclusion générale


61

Conclusion générale

La filière anacarde tient la troisième place parmi les fruits tropicaux exportés à Madagascar (7000T

en 2004). Les coques des noix décortiquées constituants jusqu’à 80% de la quantité initiale traitée,

constituant ainsi un sous-produit important. Les coques que nous avons étudiées ont eu une teneur en

huile (baume ou CNSL) de plus de 30%. La valorisation de celui-ci devrait constituer une plus-value de

l’unité de traitement de noix de Sahanala GIE, Mangamila. D’ailleurs c’est une alternative permettant

d’éviter les éventuelles nuisances à l’environnement à cause des phénols que les coques contiennent.

Le pressage hydraulique est choisi à priori pour des petites et moyennes exploitations pour son coût

d’installation relativement faible et sa facilité de manipulation. Ce contexte correspond à notre cas.

Après consultation de littérature, nous nous sommes investi d’étudier les possibilités d’identifier certains

paramètres afin d’optimiser le rendement pour une éventuelle extraction mécanique du CNSL sur une

presse hydraulique. Ces facteurs sont la taille des particules du broyat (Gi avec i = {0, 2, 3, 4}), l’intensité

(P1=1.5MT, P2=2-2.5MT, P3=4-4.5MT) et la durée de la compression (t = 3 à 60 min), les caractéristiques

de montage de la pâte à presser appelée " gâteau " (épaisseur (e), hauteur (h) et ratio quantité de

matière par unité de surface de pressage (R).

La caractérisation de la matière première (coques) et du produit extrait (CNSL) a été effectuée par

méthodes standards d’analyses. L’expérimentation proprement dite consistait en des séries de pesages –

compressions – décompressions du broyat préemballé dans du tissu perméable (dit gâteau) en variant

les paramètres opératoires. L’évolution du rendement a été déterminée par bilan matière.

L’expression du CNSL par pressage hydraulique in vivo a permis d’avoir un rendement brut

intéressant en baume (63.5%). Toutefois, l’application en échelle pilote n’a pas permis de reproduire

entièrement les résultats en laboratoire pour la nature de presse disponible. Nous avons eu à cette

échelle un rendement de 36.7%. Les caractéristiques physico-chimiques de l’huile obtenue par pressage

et filtrée est conforme à la littérature.

À l’aune de ces faits, un vaste champ d’investigations pourrait émerger de cette étude expérimentale

sur les facteurs du rendement pour la valorisation de ce sous-produit « de valeur » de l’industrie

anacardière. L’essai avec une presse en continue du type expeller serait raisonnable, surtout dans

l’optique où la société connaîtrait une augmentation de sa productivité en amande. Ceci serait d’ailleurs

plus efficace en matière de rendement et de main d’œuvre. L’étude de l’influence d’autres paramètres

tels que la teneur en eau et la température, fou l’interaction existant entre certains paramètres,

notamment en fonction de la pression (épaisseur et pression, hauteur de couche et pression) ou entre la

hauteur et l’épaisseur du gâteau, s’avère intéressante. Enfin, des essais de valorisation du tourteau


62

"épuisé" pour d’autres utilisations (secteur énergétique, fertilisation, … voire une possible utilisation

dans l’alimentation animale) paraissent intéressants (Lautié, 2001).

Liste bibliographique


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Partie expérimentale

ESSAI DE VALORISATION DU SOUS-PRODUIT « COQUES » EN INDUSTRIE D’ANACARDE : ETUDE DES

PARAMETRES OPERATOIRES DE L’EXTRACTION DU BAUME DE CAJOU PAR PRESSAGE HYDRAULIQUE

69

Partie expérimentale 1 : Détermination de la teneur en eau et matière volatiles

(NF V 03 – 903, 1989)

Le principe consiste à la dessication du produit (broyat de coques et CNSL) à une température de

103°C±2 pendant 72h, dans une étuve isotherme, à la pression atmosphérique (obtention de poids

constant).

Appareillages

- Capsule à fond plat : en métal non attaquable dans les conditions de l’essai ou en verre,

permettant d’obtenir une répartition de la prise d’essai d’environ 0.2g/cm-2

- Etuve électrique : à contrôle thermostatique et avec une bonne aération naturelle voisinage des

prises de’essaisoit comprise en régime normale, entre 102°C et 105°C

- Dessiccateurs : contenant un agent déshydratant efficace tel que l’oxyde de phosphore

- Balance analytique

Mode opératoire

- Préparation de l’échantillon pour essai. Tenir compte de la représentativité de l’échantillon.

- Prise d’essai : 5g±0.5

- Mettre dans la capsule séchée, pesée à 1mg pres, la prise d’essai repartie uniformément sur tout

le fond de la boîte de Pétri. L’ensemble est pesé puis introduit dans l’étuve à 103°C±2, couvercle

ouverte.

- Après 3h de séjour, rétirer l’essai et le refroidir dans le dessicateur (couvercle fermée), puis

peser.

- Continuer l’étuvage jusqu’à obtention de poids constante (différence inférieur à 5mg) en faisant

des pesées horaire.

Expressions résultats

La teneur en eau et en matières volatiles, en pourcentage en masse de l’échantillon tel quel, est

égale à :

Avec : m0 : masse du vase (g)

m1 : masse de l’ensemble vase + prise d’essai avant dessication (g)

m2 : masse de l’ensemble vase + prise d’essai après dessication (g)

La moyenne arithmétique des déterminations est prise comme résultat.



70

Partie expérimentale 2 : Mesure de la teneur en huile (adaptée de NF V 03 908)

Le principe consiste au broyage d’une prise d’essai dans l’hexane puis extraction dans un apapreil

d’extraction continue de type soxhlet avec de l’hexane. Le solvant est ensuite éliminé et l’extrait obtenu

pesé.

Réactif

- n-Hexane technique, prélablement redistillé. Le résidu à l’évaporation complète doit être à 2mg

pour 100ml.

Appareillage

- Appareillage d’extaction du type soxhlet, muni d’un ballon de 250ml de capacité.

- Bain à chauffage électrique

- Etuve à chauffage électrique, muni d’un dispositif de thermorégulation réglable à 103°C±2,

permettant si possible d’opérer sous-pression réduite à environ 80°C

- Microbroyeur à billes, étanche de type dangoumau, équipé d’un pot de 65ml de capacité et d’un

acierde 20mm dediamètre

- Papier filtre, plissé, de 250mm de diamètre, exempte de matières extractibles à l’hexane

- Régularisateur d’ébullition, par exemple pierre ponce en petits grains ou billes de verre

prélablement séché dans une étuve exempe de matières extractibles à l’hexane

- Entonnoire de 130mm de diamètre extérieur

- Pince hydrophile


Mode opératoire

- Préparation de l’échantillon pour essai selon NF V 03 - 902

- Prise d’essai : peser, à 1mg près, environ 10g de l’échantillon pour essai

- Pré-sechage : si la prise d’essai est très humide, c'est-à-dire une teneur en eau et matières

volatiles supérieur à 10% (m/m), la laisser séjourner dans une étuve maintenue à 80°C au

maximum pour ramener la teneur en eau et matières volatiles au-dessous de 10% (m/m).

Détermination

- Mettre la prise d’essai dans le pot du microbroyeur à billets et ajouter la bille d’acier, verser de

l’hexane jusqu’aux 2/3 du volume du pot du pot et procéder au broyage pendant 5 minutes.



71

- Peser à 1mg près le ballon de l’appareil d’extraction préalablement séché dans l’étuve et refroidi

avec un régularisateur d’ébulition, le placer sous l’émotion munie d’un papier plissé.

- Ouvrir avec précaution le pot microbroyeur à billets et laver le couvercle à l’héxane au-dessus du

papier filtre récupérer la bille l’aide de la pince brucelles et la laver au-dessus du papier filtre.

- Verser le contenu du pot dans le papier filtre et le rincer avec de l’hexane. Achever le nettoyage

du pot, de la bille et de la pince brucelles à l’aide d’un morceau de coton hydrophile que l’on

place ensuite dans un pli à l’intérieur du papier filtre

- Compléter le volume d’hexane du ballon aux 2/3. Transférer ensuite le papier filtre avec

précaution dans l’appareil d’extraction qui est réuni au ballon ayant réçu le filtrant.

- Extraire à reflux pendant 3h de façon à obtenir 10 siphonages à l’hexane (ébullition modérée,

non tumultueuse). Enlever le papier filre à la fin du siphonage.

- Distiller la plus grande partie de l’hexane du ballon et le récupérer dans le corps de l’appareil

d’extraction (redistillé, il pourra être réutilisé).

- Séparer le ballon de l’appareil et le placer dans l’étuve pendant 2h, en opérant de préférence

sous-pression réduite à une température d’environ 80°C, pour chasser les dernières traces

d’hexane.

- Laisser refroidir le ballon (ne pas attendre trop longtemps pour éviter des reprises d’humidité) à

peser à 1mg près.

- Effectuer deux déterminations sur le même échantillon d’essai.

Expression des résultats

La teneur en huile, exprimée en pourcentage de masse du produit tel quel, est égale à :

Avec : m0 : masse de la prise d’essai (mg)

m1 : masse du ballon et du régularisateur d’ébullition

m1 : masse du ballon, du régularisateur d’ébullition et de l’extrait après séchage

Prendre comme résultat la moyenne sur le même échantillon



72

Partie expérimentale 3 : Mesure de l’indice de saponification (NF T 60 206)

Réactifs

- KOH éthanolique 0.5N

- HCl aqueuse 0.5N

- Phénolphtaléine à 1%

Matériels

- Réfrigérant à reflux

- Chauffe ballon

- Ballon

- Burette


Mode opératoire

- Peser dans le ballon taré 2g de corps gras, plus pierre ponce

- Ajouter 25ml d’une solution de KOH à 0.5N

- Porter à ébullition pendant 60mn, en agittant de temps en temps, à compter du premier reflux.

- Titrer la solution savoneuse avec de la solution aqueuse de HCl à 0.5N en présence de

phénolphtaléine à 1% (4 à 5 gouttes)

- Noter le volume versé : V1

- Dans les mêmes conditions, opérer un essai à blanc :

- 25ml de KOH éthanolique à 0.5N

- Ebullition à 60min

- Titrer avec HCl à 0.5N après avoir ajouter 4 à 5 gouttes de phénolphtaléine

- Noter le volume versé : V0


L’indice de saponification (IS) est calculé par la formule :

Avec : T : titre de la solution de HCl

m : masse de la prise d’essai



73

Partie expérimentale 4 : Mesure de l’indice d’acide (NF T 60 204)

Matériels

- Ballon de 150ml

- Chauffe-ballon

- Burette de 25ml

- Agitateur magnétique

Réactifs

- Agitateur magnétique

- Phénolphtaléine à 1%

- Soude à 0.1N

Mode opératoire

- Peser dans une fiole 2 à 5 g de corps gras selon l’acidité présumé

- Ajouter 100ml d’éthanol éthanolique préalablement avec de la soude

- Titrer avec la solution éthanolique de KOH à 0.1N après avoir ajouté 4 à 5 gouttes de

phénolphtaléine à 1%. Noter le volume versé


L’indice d’acide (IA) est calculé par la formule :

Avec : V : volume de KOH utilisé

T : titre de la solution de KOH

m : masse de la prise d’essai



74

Partie expérimentale 5 : Détermination de l’indice de refraction (NF T 75 112)

L’’indice de réfraction est une caractéristique physique souvent utilisée dans les analyses de produits

industriels ou naturels pour vérifier la pureté d’une substance.

Appareillage

Réfractomètre d’ABBE

Mode opératoire

- Laver les prismes du réfractomètre à l’hexane, puis les essuyer avec un chiffon propre

- Mettre deux à trois gouttes de l’échantillon à mesurer sur le prisme, refermer le réfractomètre.

Attendre 2 à 3 minutes pour que l’échantillon prenne la température de l’appareil

- Déplacer la lunette de visée pour que la ligne de séparation de la plage claire et la plage sombre

se situe à la croisée des files du réticule

- Lire l’indice de réfraction de l’échantillon à la température t, soit .

Calcul

La variation de l’indice de réfraction est une fonction linéaire de la température. Elle varie en

moyenne de 0.0035 par degré au voisinage de 20°C.

Avec : t = 20°C

t' = température de la salle



75

Partie expérimentale 6 : Détermination de la densité (NF T 214)

La masse volumique, c’est-à-dire la masse de l’unité de volume qui reste désignée dans le langage

courant par l’appellation de « densité », renseigne sur le groupe auquel appartient l’huile. Pour

déterminer le poids d’un volume connu d’huile, il est indispensable de procéder à la mesure de la densité

à l’aide d’un pycnomètre, à une température parfaitement déterminée par pesées successives égales de

ce liquide et d’eau à température à 20°C.

Mode opératoire

- Nettoyer avec soin le pycnomètre (avec de l’alcool) puis sécher à l’étuve

- Refroidir

- Lorsque l’équilibre avec la salle de balance est réalisé, peser le pycnomètre vide à 1mg près

- Remplir le pycnomètre avec l’eau distillée. Laisser reposer. Ajuster, si nécessaire, essuyer

l’extérieur.

- Lorsque l’équilibre avec la salle de balance est réalisé, peser le pycnomètre plein à 1mg près

- Effectuer les manipulations en remplaçant l’eau par l’échantillon

Mode de calcul

La densité relative est donnée par :

Avec : m0 : masse du pycnomètre vide

m1 : masse du pycnomètre rempli d’eau

m2 : masse du pycnomètre rempli d’huile

Annexes


76

Annexe 1 : Caractérisation dimensionnelle de la matière première

Figure 36 : Présentation dimensionnelle de la matière première (source : auteur, 2016)


77

Annexe 2 : Les produits de l’anacardier et leur formes d’utilisations (RICAU, 2013)


78


79

Annexe 3 : Les formes d’emplois courants du baume de cajou [dans l’étude sur l’anacardier, IFAC/CTFT, Ministère de la Coopération]

1) Emploi de résines obtenues par polymérisation du baume avec ou sans addition d’autres phénols :

— Vernis et revêtements imperméables

— Protection des métaux

— Imprégnation de divers matériaux

— Isolation éléctrique

— Garnitures de freins et d’embrayage

— Emploi de résines obtenues par forte polymérisation et addition de furfurol

— Pavages industriels (prise à froid et résistance aux corps chimiques)

— Isolations exceptionnelles

2) Emploi de résines obtenues par mélange de baume et de phénol-aldéhydes (polymérisation à chaud)

— Vernis et revêtements

— Imprégnation des matériaux

— Isolation électrique

— Plastifiants

— Produits moulés

— Ciments spéciaux

— Rubans adhésifs

— Pavages industriels

— Anti-émulsionnants

3) Emploi des dérivés chimiques (hydrogène, produits de dégradation ou esters)

— Modificateurs de certaines résines

— Plasifiants

— Vernis siccatifs

— Bains pour transmission de chaleur

— Fixateurs de parfums

— Produits arômatiques

— Insecticides, fongicides, pesticides

— Anti-corrosifs

— Solvans spéciaux.


80

Annexe 4 : Caractéristique des noix

Les études menés par PEIXOTO (1960), cité dans OHLER (1969), au Bresil ont permi de découvrir une

grande variété de noix tant en forme qu’en composition (quantitative).

Tableau 10 : Masses et tailles des noix de la figure avec leurs compositions quantitatives

Noix Taille (mm)

Largeur (mm)

Epaisseur (mm)

Masse (g)

Amande Coque Ecorce

(g) (%) (g) (%) (g) (%)

A 53 32 17 15.60 2.98 19.1 12.41 79.6 0.21 1.3 B 40 33 23 15.50 3.20 20.6 12.10 78.1 0.20 1.3 C 34 22 14 7.40 2.21 29.9 4.92 66.5 0.27 3.6 D 29 20 17 5.30 1.61 30.4 3.50 66.0 0.19 3.6 E 27 19 11 3.80 1.20 31.6 2.50 65.8 0.10 2.6 F 19 14 8 1.23 0.30 24.4 0.90 73.2 0.03 2.4 Moyenne 33.5 23.3 15.0 8.14 1.92 23.6 6.05 74.3 0.166 2.0

A première vue, la taille des noix ne définit pas la composition en amande. Le rendement en coque

pourtant y est généralement correlé. D’une manière générale, les noix de faible épaisseur (C, D, E) ont un

rendement en amande plus supérieure.

Il est important de remarquer que le plus intéressant pour l’industriel, qui achète en tonnes de noix,

est ce pourcentage en amande (C plus rentable que B). Cette différence de masses entre les deux

échantillons résulte de l’épaisseur des fruits.

Après des études menées en Tanzanie en 1956, TURNER (in OHLER, 1969), conclu que souvent, les

noix de très grandes tailles (type A et dans une faible mesure B) ont une densité faible. Ceci s’explique

par l’existence de cavité entre l’amande et la coque voir entre les deux cotylédons de l’amande.


81

Annexe 5 : STRUCTURE CHIMIQUE DES COMPOSANTS DU CNSL

Les phénols composant le CNSL diffèrent par la position et le nombre d’insaturations sur leurs

chaînes aliphatiques.

Figure 37 : Structure des composants propres du CNSL


82

Annexe 6 : Diagramme du traitement industriel des noix de cajou

Figure 38 : Schéma type de la transformation industrielle de la noix de cajou

(d’après LAUTIÉA et al, 2001)


83

Annexe 7 : Materiel de pesage

À l’échèlle pilote, le matériel utilisé est une balance à balancier.

Figure 39 : Balance à balancier à précision commerciale de marque TESTUT (cliché : auteur, 2016)


84

Annexe 8 : Difficulté du broyage des coques

La dureté des coques s’avère déjà un facteur ralentissant la producivité du broyeur. En plus, les

particules fines et moyennes du broyat ont montré une forte adhérence entre elles et avec les parois de

la chambre de broyage et avec le tamis formant une substance pateuse difficilement écoulable.

Figure 40 : Bourage de la chambre du broyage par le broyat à consistence visqueuse (cliché : auteur,

2016)

Nous tiendrons à metre l’emphase sur la difficulté du néttoyage de la machine après investigation.

Toutefois, le CNSL est un liquide hautement corrosif. Par conséquent, il faut un entertien préventif des

machines et des matériels qui entre en contact à son exploitation.


85

Annexe 9 : Détermination du oil point pressure

Figure 41 : Huile exprimée de l’intérieur du gâteau pressé (cliché : auteur, 2016)


86

Annexe 10 : Caractérisation de la matière première

A) Détermination de la teneur en eau

Essai CNSL (Extraction presse pilote)

1 2 3 1 2 3

Capsule 42.655 39.569 39.627 39.972 33.65 38.739

E initial 1.785 2.92 2.136 1.694 2.337 1.781

M initiale 44.44 42.489 41.763 41.666 35.987 40.52

M finale 44.216 42.122 41.492 41.48 35.738 40.322

E finale 1.561 2.553 1.865 1.508 2.088 1.583

M eau 0.224 0.367 0.271 0.186 0.249 0.198

Taux d'humidité 12.549 12.568 12.687 10.979 10.654 11.117

MOYENNE 12.60159289 10.91732149

Ecart-type 0.057 0.175

B) Détermination de la teneur en CNSL

Essai CNSL

1 32.07

2 29.51

3 33.22

4 32.34

Moyenne 31.79

Ecart-type 1.59


87

Annexe 11 : INFLUENCE DE LA GRANULOMETRIE SUR LA CINETIQUE

L’allure du gain par unité de temps (figure 42a,b) montre l’essentiel de la quantité extraite dans les 6

à 15 premières minutes de la compression.

Figure 42a,b : Rendement par étape des extractions suivant la granulométrie avec P=2 à 2.5MT, h=1,

e=2.2 cm (source : auteur)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

0 3 6 9 15 21 30 45 60

Re

nd

em

en

t (%

)

Durée (min)

Allure du gain par unité de temps

G0

G2

G3

G4


88

Annexe 12 : INFLUENCE DE LA HAUTEUR DE COUCHES SUR LE RENDEMENT

Des essais ont été entrepris pour comparer l’influence du nombre de couche sur le rendement pour

une même ration masse/surface.

Figure 43 : Comportement de l’expression suivant le nombre de couche et l’épaisseur du gâteau avec P=2

– 2.5MT, m=100g-h=6 et m=150g-h={4,5} (source : auteur)

52.1%

63.2%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63

G3, h=6, e=1.5cm

G0, e=2.2cm, h=4

G0, e=2.2cm, h=3

G0, e=2.2cm, h=2

G0, e=2.2cm, h=1

G3, h=5


89

Annexe 13 : RESULTATS DETAILLES DES ESSAIS D’EXTRACTION

Feuille de calcul des prises d’essai de G0

Table A : Pesées successives (g)

Table B : Quantité de CNSL extraite par intervalle de temps (g)

Essai III VI Moyenne ECARTYPE

Essai III VI Moyenne Ecart-type Rendement par étape Prise (g) 150.2 150.3 150.2

Prise (g) 150.2 150.3 150.2 0.1

TEMPS (min)

TEMPS (min)

0 158.5* 157.9* 158.2* 0.27

0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0%

3 150.3 150.4 150.4 0.04

3 8.1 7.5 7.8 0.3 16.4%

6 147.1 147.2 147.1 0.02

6 11.3 10.8 11.0 0.3 23.1%

9 144.4 144.4 144.4 0.00

9 14.1 13.5 13.8 0.3 28.9%

15 142.4 141.2 141.8 0.60

15 16.8 16.7 16.8 0.0 35.1%

21 140.0 139.0 139.5 0.47

21 18.8 18.9 18.8 0.0 39.5%

30 137.6 137.2 137.4 0.18

30 21.2 20.7 21.0 0.3 43.9%

45 135.8 135.4 135.6 0.24

45 23.6 22.6 23.1 0.5 48.4%

60 134.1 133.5 133.8 0.33

60 25.4 24.4 24.9 0.5 52.1%

CNSL extrait (g) 24.3 24.4 24.4 0.05

CNSL extrait (g) 25.4 24.4 24.9 0.5 52.1%

CNSL théorique(g) 47.7 47.8 47.8 0.03

Rendement (%) 53.1% 51.1% 52.1% 1.0%

*La masse à t=0 correspond à la masse initiale du gateau emballé (tissu+broyat)


90

Feuille de calcul des prises d’essais de G2



Essai I II III MOYENNE ECARTYPE

Essai I II III MOYENNE ECARTYPE Rendement par étape Prise (g) 150.10 150.10 150.14 150.11 0.01

Prise (g) 150.10 150.10 150.14 150.11 0.01

TEMPS (min) PESEES (g)

TEMPS (min) Quantité de CNSL extraite

en fonction du temps

0 163.51* 161.9* 156.35* 162.71* 0.81 0 0 0 0 0.00 0.00 0.0%

3 151.30 152.74 146.07 152.02 0.72 3 12.21 9.16 10.28 10.55 1.11 22.1%

6 146.38 148.02 141.34 147.20 0.82 6 17.13 13.88 15.02 15.34 1.19 32.2%

10 144.93 144.30 137.43 144.61 0.32 10 18.58 17.60 18.93 18.37 0.51 38.5%

15 142.17 141.39 133.56 141.78 0.39 15 21.34 20.51 22.80 21.55 0.83 45.2%

21 139.99 139.37 131.19 139.68 0.31 21 23.53 22.53 25.16 23.74 0.95 49.8%

30 138.38 137.65 128.98 138.02 0.36 30 25.14 24.25 27.37 25.58 1.19 53.6%

45 136.93 134.38 127.13 135.65 1.28 45 26.59 27.52 29.23 27.78 0.97 58.2%

60 135.50 132.14 125.78 133.82 1.68 60 28.02 29.76 30.57 29.45 0.95 61.7%

CNSL extrait (g) 28.02 29.76 30.57 28.02 CNSL extrait (g) 28.02 29.76 30.57 29.45 0.95 61.7%

CNSL théorique (g) 47.71 47.71 47.72 47.72 0.00 Rendement 58.7% 62.4% 64.1% 61.7% 2%



91




Essai I II Moyenne ecartype Essai I II Moyenne ecartype Rendement par étape Prise (g) 150.12 150.13 150.13 0.00 Prise (g) 150.12 150.13 150.13 0.00

TEMPS (min) Pesées (g) TEMPS (min) CNSL extrait (g)

0 157.03* 157.95* 157.49* 0.46 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0%

3 148.10 149.10 148.60 0.50 3 8.93 8.85 8.89 0.04 18.6%

6 144.43 146.81 145.62 1.19 6 12.60 11.14 11.87 0.73 24.9%

9 140.86 143.48 142.17 1.31 9 16.17 14.48 15.33 0.85 32.1%

15 138.67 140.11 139.39 0.72 15 18.36 17.84 18.10 0.26 37.9%

21 136.59 138.07 137.33 0.74 21 20.45 19.88 20.16 0.28 42.3%

30 134.70 136.02 135.36 0.66 30 22.33 21.93 22.13 0.20 46.4%

45 132.50 134.80 133.65 1.15 45 24.53 23.16 23.84 0.69 50.0%

60 131.40 133.684 132.54 1.14 60 25.63 24.27 24.95 0.68 52.3%

CNSL extrait (g) 25.63 24.27 24.95 0.68 CNSL extrait (g) 25.63 24.27 24.95 0.68 52.3%

CNSL théorique (g) 47.72 47.72 47.72 0.00 RENDEMENT (%) 53.7% 50.9% 52.3% 1.4%



92




Essai I II MOY. ECARTYPE Essai I II MOY. ECARTYPE Rendement par étape

Prise (g) 150.26 150.11 150.18 0.08 Prise (g) 150.3 150.1 150.2 0.076

TEMPS (min) TEMPS (min)

0 163.14* 158.85* 161.00* 2.14 0 0 0 0.00 0.00 0.0%

3 156.69 152.99 154.84 1.85 3 6.46 5.87 6.16 0.29 12.9%

6 153.66 148.90 151.28 2.38 6 9.49 9.95 9.72 0.23 20.4%

9 152.14 144.91 148.52 3.62 9 11.00 13.95 12.47 1.47 26.1%

15 149.33 141.80 145.56 3.77 15 13.81 17.06 15.44 1.62 32.3%

21 146.57 140.03 143.30 3.27 21 16.58 18.83 17.70 1.13 37.1%

30 144.38 137.59 140.99 3.40 30 18.76 21.26 20.01 1.25 41.9%

45 142.34 135.98 139.16 3.18 45 20.80 22.88 21.84 1.04 45.7%

51 139.80 135.33 137.57 2.23 51 23.34 23.52 23.43 0.09 49.1%

60 137.59 133.72 135.65 1.94 60 25.55 25.14 25.34 0.21 53.1%

CNSL extrait (g) 25.55 25.14 25.34 0.21 CNSL extrait (g) 25.55 25.14 25.34 0.21

CNSL théorique (g) 47.77 47.72 47.74 2.4% Rendement 0.53 0.53 0.53 0.4%



93

Annexe 14 : Essais d’augmentation de la pression d’extraction au cours du traitement

N° Pression TEMPS Minute Essai Etape Rdt Rendement N° Pression TEMPS (min) Essai Etape Rdt Rendement

P0 2 à 2.5 T 0 169.56 0.00 0.00 0.00% P0 4 à 4.5 T 0 171.21 0.00 0.00 0.00%

P1

6 167.21 2.34 2.34 4.90% P1

15 159.73 11.48 11.48 23.97%

P2

12 162.35 4.86 7.21 15.08% P2

30 153.93 5.80 17.28 36.08%

P3

24 158.84 3.51 10.72 22.44% P3

45 150.27 3.66 20.93 43.72%

P4

30 157.05 1.79 12.51 26.17% P4

75 147.34 2.94 23.87 49.85%

P5

42 155.01 2.04 14.55 30.44% P5 5.5 à 6MT 90 145.31 2.02 25.89 54.07%

P6

56 153.67 1.34 15.89 33.24% P6 6.5 à 7 MT 120 142.84 2.48 28.37 59.25%

P7 3 à 3.5 T 68 150.85 2.83 18.71 39.16% P7 > 7MT 160 140.60 2.24 30.61 63.92%

P8

86 149.84 1.01 19.72 41.26%

CNSL extrait 30.61 30.61 P9 4.5 à 5 T 101 148.33 1.51 21.23 44.42%

CNSL théorique 47.88

P10 5.5 à 6T 116 146.08 2.25 23.48 49.13% P11 6.5 à 7 T 131 144.51 1.57 25.05 52.42% P12 7.5 à 8 T 146 142.70 1.81 26.86 56.21%

CNSL extrait 26.86 26.86 26.86 56.21%

CNSL théorique 47.79

CNSL collecté 56.21


94

ESSAIS SUR LE TENTATIVE D’EPUISEMENT après temps normale d’extraction

La pression est gardée entre 2 à 2.5 MT jusqu’à la 60ème minute d’extraction. Puis, l’épuisement est

fait avec une pression supérieure à 4.5MT, pendant 30 minUTES.

Grille PESEES RENDEMENT

Temps I II I II Moy σ Rendement (%)

E 600 600 600 600 600 0

0 689.6 685.4 0 0 0 0 0.0

3 661 654 28.6 31.4 30 1.4 15.7

12 629.9 629.5 59.7 55.9 57.8 1.9 30.3

21 614.9 610 74.7 75.4 75.05 0.35 39.3

30 601.7 596.1 87.9 89.3 88.6 0.7 46.5

45 593 585.3 96.6 100.1 98.35 1.75 51.6

60 589 580.8 100.6 104.6 102.6 2 53.8

Epuisement 551 545 138.6 140.4 139.5 0.9 73.1

CNSL théorique 190.74 190.74 Gain à l’épuisement 19.3

Rdt à l’épuisement 52.7% 54.8%


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Annexe 15 : Modèle prédictif pour l’échelle pilote

À l’échelle pilote, environ 60% de l’huile totale devrait être extraite si les conditions ont été réunis

(G0, R=4.8g.cm-2, h=2, e=2.2cm, P1=2-2.5MT). le modèle prédictif est sous forme d’équation :

y = 0.1446ln(e)+5E-05 avec un coefficient de détérmination de R² = 0.9882

Figure 44 : Modèle prédictif pour l’échèlle pilote (G0, R=4.8g.cm-2, h=2, e=2.2cm, P1=2-2.5MT)

Annexe 16 : Calcul prévisionnel sur l’allure de la production

La presse hydraulique à utiliser doit être dotée des capacités suivantes.

Tableau 11 : Caractéristiques fonctionnels de la presse d’extraction

Unite Valeur

Puissance nominale kgf.cm2 4 000

Capacité de la presse kg 150

Durée de pressage heure 3 à 4

Nombre de pressages par jour nombre 3

Nombre d'heures de travail par jour heure +12

Quantité pressée par jour Kg/jour 450

Quantité de coques à traiter Tonne 150

Jours de travail nécessaire jour 333.33

y = 0.1446ln(x) + 5E-05 R² = 0.9882

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

0 20 40 60 80

Modèle prédictif pour l'échèlle pilote

h=2, e=2.2cm

Log. (h=2, e=2.2cm)


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Intitulé : ESSAI DE VALORISATION DU SOUS-PRODUIT « COQUES » EN

INDUSTRIE D’ANACARDE : ETUDE DES PARAMETRES OPERATOIRES DE L’EXTRACTION PAR PRESSAGE

HYDRAULIQUE DU BAUME DE CAJOU - CAS DE SAHANALA GIE, MANGAMILA/ANJOZOROBE

Page : 96 Auteur : Tsitohaina M. LOVANOFENOINA Promotion : Ambioka (2008-2013) email: [email protected]

FAMINTINANA

Natao ny fanandramana hanodinana ny akorana mahabibo (80% n’ny voa ahodina), sisam-panodinana avoakan’ny Sahanala GIE Mangamila, izay orinasa salantsalany manodina eo amin’ny voan’ny mahabibo 200T eo ho eo isan-taona. Fanasongadinana ny fiantraikan’ireo antony mety hampiova ny vokatra no nohalalalinina : ny granulométrie (G), ny hamafy sy faharetan’ny hery famotsirana (P), ny hatevin’ny toton-javatra indray nopotsirina (e) ary ny haavon’ny sosona (h) izay mamaritra ny fatran’ny singa ao anatin’ny santimetatra tora-droa (R).

12.6% ny tahan’ny rano tao anatin’ny akora ary 31.8% menaka. Manomboka misy mitsonika mivoaka ny menaka akora-mahabibo (CNSL) rehefa potserina manodidina ny 1MT. Fa 2 hatramin’ny 2.5MT no tena hamafim-pamotsehana antonony. Raha vaventy loatra na manify loatra ny toto dia mihena ny vokatra azo. Granulometrie antenantenany (G2) mifanaraka amin’ny fitotoana indroa maka ny toto eo amin’ny sivana 10mm no hita fa sahaza indindra amin’ny fahazoana menaka CNSL. Tokony ho manodidina na latsaky ny 2.2santimetatra ny hatevin’ny toto iray fonosana. Mbola tsy nampihena ny vokatra azo ny fifanaingenana 5 sosona (R=11g.sm2).

Ny famotsirana mangatsiaka ny totona akorana mahabibo amin’ny alalan’ny presse hydraulique (2 – 2.5MT) dia nanome 63.5% raha 36.7% no azo tamin’ny presse lehibe izay hita fa tsy ampy ny hery famotserany (300 – 350kgf.sm2). Nifanaraka amin’ny literatiora siantifika ny kalitaon’ny menaka azo. Teny hidy : Sahanala GIE, Mahabibo, Menak’akorany, Presse hydraulique, Granulométrie, Famotsehana, Tevin’ny toto

RESUME

Un essai a été porté sur la valoristation du sous-produit de l’industrie anacardière (les coques), représentant 80% des noix traités, dans un contexte d’unité de taille moyenne : Sahanala GIE, Mangamila traitant 200T de noix de cajou brute par an. L’étude consiste à l’identification de l’influence de certains paramètres opératoire d’extraction en baume (CNSL) par pressage hydraulique à froid des coques : la granulométrie (G), l’intensité et la durée de compression exerçée (P), l’épaisseur du gateau de pressage (e) et la hauteur de couche (h) définissant le ratio quantité de matière par unité de surface (R).

La teneur en eau et en huile de coques sont respectivement de 12.6% et 31.8%. La pression minimale nécessaire à l’expression du CNSL se situe aux environs de 1MT. L’optimale d’expression est de 2 à 2.5MT. Une granulométrie trops grossière ou qu’une granulométrie trop fine réduit le rendement. Une granulométrie moyenne (G2) correspondant à un rebroyage du broyat sur une maille de 10mm est trouvé idéale. L’épaisseur de gateau idéale doit être inférieure ou égale à 2.2cm. La hauteur de couche ne présentait aucune baisse de rendement jusqu’à h=5 expérimentée. Ceci correspond à un ratio quantité de matière par unité de surface (R) égal à 11g/cm2. La durée optimale de compression est de 30 à 45 minutes in vivo, correspondant à 3 à 4 heures à l’échèlle pilote. Le rendement à échelle pilote (P=300 à 350kgf/cm2) est de 36.7% contre 63.5% in vivo (P=2 à 2.5MT). L’huile extraite est conforme à la littérature. Mots - clé : Sahanala GIE, Anacarde, Baume, Presse hydraulique, Granulométrie, Pression, Épaisseur de couche

SUMMARY

The study was focused on the valuation of by-product of cashew industry (the cashew shell), representing 80% of treated walnuts, in a medium sized unit context such as Sahanala GIE, Mangamila dealing 200T raw cashews per year. The study is to identify the influence of certain operating cashew nutshell liquid (CNSL) extraction parameters of cold pressing by hydraulic press of the shells: grain size (G), intensity and duration of compression exerted (P) , thickness of the press cake (e) and layer height (h) defining the amount of material per unit area ratio (R).

The water content and hulls of oil are 12.6% and 31.8% respectively. The oil point pressure of cashew nutshell is found to be around 1 MT. The optimal expression is 2 to 2.5MT. A coarser or a too small particle size reduces the oil yield. An average particle size (G2) corresponding to a regrind of the ground material on a 10mm mesh is found ideal. The perfect cake thickness should be less than or equal to 2.2cm. The layer height showed no yield loss up to h=5 experienced. This corresponds to an amount of material per unit area ratio (R) equal to 11g / cm2. The optimal compression time is 30 to 45 minutes in vivo, corresponding to 3 to 4 hours at pilot scale. The pilot scale performance (P = 300 to 350kgf / cm2) gave 36.7% against 63.5% in vivo (P = 2 to 2.5MT). The extracted oil is consistent with the literature. Keywords: Sahanala GIE, Cashew, CNSL, Hydraulic press, Particule size, Pression, Thickness.

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