<<..
précédent page 2
3.2. Saponification (industrie du savon)
La production de savon utilise le principe
de saponification des graisses. La saponification est la réaction
qui se produit lorsqu'on fait réagir des triglycérides
(huiles ou graisses) avec une base forte comme de la soude
caustique (NaOH) ou avec de l'hydroxyde de potassium (KOH).
L'objectif de cet article n'est pas d'expliquer
tous les processus de la fabrication industrielle des savons,
aussi, nous nous borneront à passer en revue les étapes
importantes qui peuvent altérer la valeur alimentaire
des sous produits (glycérine) pour les digesteurs anaérobies.
1ère étape importante:
la saponification
Dans les savonneries industrielles, on utilise
principalement de la soude caustique (NaOH) et de l'hydroxyde
de potassium (KOH) pour réaliser la saponification
des graisses. On utilisera l'une ou l'autre selon que l'on
veut produire des savons solides ou liquides.
On place les graisses (ou les huiles) et
la solution de base forte dans un réacteur agité.
Ce réacteur est chauffé afin d'accélérer
la saponification. La réaction est la suivante:
NaOH peut être remplacé par
KOH.
Les carboxylates de NA (ou de K) = du savon.
La glycérine+eau qui se trouvent sous
le savon dans le réacteur est séparée
par décantation. On aurait tendance à dire qu'en
théorie cette glycérine devrait être exempte
de sodium ou de potassium. FAUX, car afin d'éviter
d'avoir des matières grasses non saponifiées
dans le savon (car elles ranciraient avec le temps), on utilise
toujours un excès d'hydroxyde. Il reste donc toujours
une quantité non négligeable d'hydroxyde de
sodium ou de potassium dans la phase glycérineuse et
dans le savon.
2ème étape importante:
le relargage
Comme on cherche à produire un savon
aussi neutre que possible, on val relarger (laver) le savon
avec une une saumure (36% de NaCl). Cette saumure entraine
avec elle toute la soude encore présente dans le savon
vers le fonds du réacteur.
L'eau glycérineuse issue d'un savonnerie
contiendra donc les nutriments suivants:
Dans le procédé au NaOH (savon
dur):
- Glycérine
- NaOH (donc du sodium)
- NaCl (donc du sodium et des chlorures)
Dans le procédé au KOH (savon
liquide):
- Glycérine
- KOH (donc du potassium)
- NaCl (donc du sodium et des chlorures)
Pour introduire de telles glycérines
en biométhanisation il faudra toujours disposer des
analyses sur les paramètres suivants:
- matière sèche
- cendres totales
- Na (sodium)
- K (potassium)
- Cl (chlorures)
La ration finale devra impérativement
tenir compte de ces paramètres analytiques pour déterminer
les quantités de glycérine à incorporer
dans l'alimentation du digesteur qui n'entraîneront
pas de problèmes de toxicité. Attention, il
est nécessaire de tenir compte de la matière
sèche de la ration car elle conditionne le lessivage
des sels solubles.
|
3.3. Hydrolyse acide des soapstocks/pâtes
de neutralisation
En général, l'industrie pratique
l'hydrolyse acide (cassage) sur les soapstoks. Les soapstocks
sont des émulsions de graisses dans l'eau si bien quelles
ne peuvent être séparées par centrifugation.
Pour séparer les matières grasses
de l'eau il est nécessaire de procédes à
l'hydrolyse acide des triglycerides (parfois appelé
le cassage acide ou cracking) à l'aide d'acide sulfurique.
Les acides gras libres vont alors flotter au dessus de la
phase aqueuse et pourront être séoarés
par décantation ou centrifugation. Ces acides gras
libres sont appelés les huiles acides.
La phase lourde issue de ce procédé
de traitement contient de l'eau, de la glycérine, des
triglycérides, des acides gras libres, des phospholipides,
des sulfates, et, lorsque le produit a subi une neutralisation,
du sodium ou du calcium.
Avec ce type de produit, il est toujours
nécessaire de disposer des valeurs analytiques suivantes:
- Matière sèche
- Soufre total
- Sodium et/ou calcium selon le type de
neutralisation subi
La détermination du soufre est primordiale
car ces produits peuvent en contenir jusque 20g S/kg de matière
fraîche, ce qui provoquera une production de H2S incommensurable
dans le digesteur.
3.4. Glycerine via l'hydrolyse aqueuse
(procédé courant dans l'industrie oleochimique
en général)
Dans l'industrie oléochimique, on
hydrolyse les triglycérides selon la réaction:
triglycéride + eau -> glycérine
+ acide gras libres
L'hydrolyse se fait de manière continue
dans un tour d'hydrolyse à haute température
et haute pression (260°C, 50 atm). On injecte les triglycérides
dans le bas de la colonne. L'eau est injectée dans
le haut de las colonne. Le ratio graisse:eau est de 2:1.
Les gouttelettes de graisse montantes entrent
en collision avec le flux descendant d'eau. Les acides gras
libres résultants sont aspirés dans le haut
de la colonne et la solution aqueuse de glycérine à
40% dans le bas de la colonne.
Jusqu'ici, l'inocuité de la glycerine
aqueuse obtenue est totale pour un digesteur anaérobie.
Mais cette glycérine doit encore être raffinée
(et ce ne sera en général que les sous produits
de ce raffinage qui vous seront vendus comme glycérine).
Le raffinage de cette glycérine à
40% va suivre les étapes suivantes:
- Evaporation jusqu'à 50%
- Adjonction d'acide sulfurique permettant
de séparer les graisses émulsifiées
mélangées à la solution de glycérine
(idem point 3.3 hydrolyse acide des soapstocks)
- Adjonction de chaux afin de neutraliser
la solution de glycérine et de floculer les sulfates
sous forme de gypse.
Nous avons maintenant une glycérine
à 48% qui contient encore une diversité d'impuretés
dont des sels divers. A partir d'ici, il existe 2 procédés
pour parfaire le raffinage en glycérine pure:
1. soit évaporer et distiller.
2. soit traiter la solution de glycérine
sur colonnes d'échange d'ions, puis sur charbon
actif, puis évaporation (c'est en général
ce procédé qui est utilisé dans les
usines à glycérine)
|
D'une usine à glycérine (processus
2), vous ne recevrez jamais la glycérine purifiée
(qui ne contient plus aucuns sels) car ces glycérines
représentent le produit principal de l'usine et sont
vendues à des prix impayables par le biométhaniseur.
Le produit disponible pour le recyclage consistera plutôt
dans les liquides de régénération des
échangeurs d'ions qui contiennent de la glycérine,
de l'eau et de fortes concentrations en sels. Pour vérifier
si il s'agit effectivement des ces liquides de régénération,
il suffit de réaliser l'analyse:
- cendres totales (qui sera extrêmement
élevée). Si >10%, nous vous conseillons
de passer votre chemin et de ne jamais utiliser ce genre
de produits.
Si il s'agit du processus 1, on obtiendra
une glycérine entre 70 et 90% qui contiendra encore
la plupart des sels si ele n'a pas été filtrée
sur charbon actif. Ces glycérines sont jaune-brunes.
Ici, il conviendra de connaitre les paramètres analytiques
suivants:
- matière sèche
- cendres totales
- Ca (calcium)
- Na (sodium)
- K (potassium)
- Cl (chlorures)
- S (soufre)
4. Conclusion au sujet des glycérines
La glycérine (glycérol) n'est
en soi absolument pas dangereuse pour la biologie d'un digesteur.
Ce qui peut constituer un danger sont les sels (Na, K, Ca,
Cl, SO4...) contenus dans des produits glycérineux
ou dans des glycérines non raffinées.
Aussi, nous vous conseillons:
- Pour tous les produits jaune-bruns que
l'on vous annonce comme glycérines, demandez au vendeur
un certificat d'analyse écrit (sur CMR et facture)
avec les paramères: ms, CT, Na, K, Ca, S. Demandez
ensuite au nutritionnistes (p.ex. Winfo) de vous faire un
plan de rationnement avec ces glycérines et en tenant
compte des contraintes sur ces sels minéraux individuels.
- Lorsqu'il s'agit de glycérine incolore,
vous pouvez l'utiliser en toute quiétude car il s'agit
de glycérine pure exempte de sels minéraux.
En principe cela n'arrivera que très rarement car
il s'agit de produit de haute valeur.
- de toujours demander de quel procédé
est issu le produit proposé.
|