Extraction de l'huile d'olive

Il consiste en un nettoyage des olives pour les séparer de la terre, des petits rameaux et des feuilles. Cette opération peut se faire directement lors de récolte, sur le champ, ou bien, pour de petites quantités récoltées à la main, sur le sol dans un local de l'exploitation, avant la livraison ; ou encore au moment de la livraison aux moulins coopératifs. Le tri de quantités plus importantes s'effectue à l'aide de cribles statiques ou vibrants. Autrefois, certains laissaient une petite quantité de feuilles dans le but de donner à l'huile un arôme plus fruité.

Il se fait au moulin à huile, au moment de la livraison. En Italie, la structure de la filière, constituée essentiellement de petites exploitations oléicoles qui livrent leur récolte à des moulins coopératifs ou qui opèrent pour le compte de tiers, fait que les quantités livrées sont généralement modestes (1 à 1,5 t au maximum). Le pesage se fait donc après le déchargement du véhicule de transport des cageots, palox et sacs.

Dans le cas de lots de faible importance, récoltés intégralement à la main, cette phase se déroule en partie dans l'exploitation oléicole dans le but d'atteindre les quantités nécessaires pour un cycle de traitement. Pour des lots plus importants, obtenus en général par des moyens mécanisés, les olives récoltées sont directement livrées au moulin à huile et entreposées dans un espace ou un local séparé (l'olivaio), voire directement dans un espace situé au départ de la ligne de traitement. Autrefois, on entreposait les olives en sacs de jute, actuellement on emploie des caisses ajourées ou des palox[1] dans le cas de systèmes palettisés, en réduisant autant que possible l'épaisseur des couches pour améliorer l'aération des olives et prévenir les risques de fermentation.

Phase de rinçage

Il se fait par immersion des olives dans un bac d'eau ou, dans les installations modernes, dans des laveuses ad-hoc qui maintiennent l'eau en mouvement forcé pour améliorer le résultat de l'opération. Pour obtenir une huile de qualité, il est important dans cette phase que l'eau utilisée soit propre en la renouvelant fréquemment. Au terme de l'opération, les olives subissent un égouttage.

La qualité du produit final dépend des opérations finales, de l'état de conservation des olives et des délais. La conservation en tas importants, avec une aération insuffisante de la masse des olives et des délais de l'ordre de plusieurs jours, provoquent l'apparition de phénomènes de fermentation des olives qui modifient très rapidement les caractéristiques physico-chimiques et organoleptiques de l'huile, et entraînent une élévation de température. Le phénomène s'accentue dans le cas d'olives ayant subi des chocs lors de la récolte ou des attaques par la mouche de l'olivier. Les orientations actuelles sont les suivantes :

• entreposage des olives en milieu frais et suffisamment ventilé, en couches peu épaisses ;
• réduction des délais à trois heures au maximum à partir de la livraison.

La meule est un instrument employé depuis plusieurs millénaires, qui a subi de nombreuses modifications au fil des âges. Il existe des meules anciennes de diverses dimensions, coniques cylindriques ou cylindro-coniques. Les meules modernes fonctionnent toujours selon le même principe: l'action mécanique est exercée par la rotation d'une ou plusieurs grandes roues en pierre (généralement de granit) sur la masse travaillée. Contrairement à ce que l'on pourrait penser, la libération des sucs n'est pas provoquée par l'écrasement, mais par l'action de frottement des arêtes coupantes des fragments de noyau sur la pulpe des olives. Le rôle des roues est donc de concasser les noyaux et de malaxer la masse travaillée.

Autrefois, la meule était constituée d'une seule roue actionnée au moyen d'un bras attelé à un âne ou un cheval ; elle était d'un encombrement important pour permettre le mouvement circulaire de l'animal. La meule actuelle est mue par un moteur de cinq à douze kilowatts et est de dimensions relativement limitées, d'un encombrement de 10 à 25 m². Elle se compose d'un bac à fond de granit ou d'acier et aux bords relevés et d'un ensemble de deux à six roues en granit à axe horizontal, et disposées par paires, à des écartements variant par rapport à l'axe vertical du bac. Le plan de roulement des roues est relevé de quelques millimètres par rapport au fond du bac et est réglable de manière à obtenir des fragments de noyaux de dimensions adéquates. En général le réglage du plan de roulement est adapté aux caractéristiques des noyaux de la variété d'olivier prédominante dans les environs du moulin. La meule est enfin munie de lames qui ont pour mission de racler la pâte qui adhère aux roues et d'améliorer le malaxage en repoussant la pâte sous les roues.

Le travail de la meule se fait avec une rotation lente, de douze à quinze tours par minute, et dure de vingt à quarante minutes. La quantité d'olives traitées en un cycle est de 2,5 à 3 quintaux, cette quantité donnant un volume de pâte correspondant à une charge de la presse hydraulique dans la phase d'extraction. Cette exigence s'impose moins dans le cas des installations qui recourent à d'autres systèmes d'extraction et, en général, la capacité de traitement est calculée de manière à intégrer la meule dans une installation d'extraction à cycle continu.

Pressoir à marteaux (en haut).

Les broyeurs entièrement métalliques sont les appareils préférés dans les installations modernes à cycle continu parce qu'ils intègrent parfaitement les exigences de l'automatisation. Ils se composent d'une série d'éléments métalliques tournant rapidement et munis d'arêtes vives, marteaux ou couteaux variant en nombre et en épaisseur ; leur vitesse de rotation est de 1 200 à 3 000 tours par minute. Ils sont mus par des moteurs d'une puissance de dix à quarante kilowatts. La rupture de la pulpe est causée par les chocs des dispositifs tournant à grande vitesse, et, également par l'action mécanique des fragments de noyaux. Les broyeurs à disques tournent moins rapidement. Le traitement se fait en des temps très brefs, de l'ordre de quelques secondes, et se prête bien à un fonctionnement en cycle continu avec chargement et déchargement automatisé. L'encombrement est de l'ordre de quelques mètres carrés.

Les deux systèmes présentent des avantages et des inconvénients.

Tableau de commande. Les installations modernes à cycle continu sont basées sur l'automatisation des phases avec un système de contrôle centralisé des paramètres. Les installations de ce type nécessitent au maximum deux opérateurs.

L'écrasement classique entraîne un faible degré d'émulsion ce qui permet d'obtenir des rendements qualitatifs et quantitatifs plus élevés. La qualité est en outre améliorée avec un fruité plus intense parce que les temps de traitement permettent une action plus poussée des enzymes. L'oxydation de la pâte sous l'effet de l'exposition à l'air est un phénomène négatif résultant de la méthode d'extraction employée, toutefois si la meule est intégrée dans un système à cycle continu ou semi-continu la qualité du produit est généralement élevée.

Le broyage provoque un degré d'émulsion poussé entre eau et huile, offre des rendements quantitatifs plus faibles et rend indispensable le malaxage. La qualité du produit dépend beaucoup de la température à laquelle s'effectue la phase suivante de malaxage: un compromis entre rendement et qualité est nécessaire. Les avantages résident dans l'importante capacité de traitement horaire, dans l'automatisation intégrale du processus, et dans la parfaite intégration dans une installation à cycle continu.

Les huiles obtenues sont différentes, celles extraites par les broyeurs à meules sont généralement plus douces et dotées d'un fruité peu herbacé mais néanmoins complexe ; celles extraites par les broyeurs à marteaux ou à couteaux étant plus ardentes, plus amères, au fruité plus végétal. Un dégustateur expert est en mesure de discerner une huile produite à l'aide d'une meule, d'une autre produite par un broyeur à marteaux. Un choix judicieux peut être fait en prenant en compte le potentiel organoleptique de la variété d'olivier dominante, et la perception favorable qu'ont les clients du cliché du moulin à meules.

Scourtin traditionnel en fibres de coco.

Presse hydraulique moderne.

C'est la méthode ancienne, qui sépare le moût d'huile du grignon par une filtration sous l'effet de la pression. La pression est obtenue dans une presse hydraulique ouverte en disposant la pâte d'huile en couches minces alternées avec des disques en fibre, appelés scourtins, en une tour mobile. Le dispositif utilisé pour la construction de la pile consiste en un plateau circulaire en acier au bord légèrement relevé et profilé, monté sur un chariot pour la manutention. Au centre du plateau est inséré un cylindre creux (dit aiguille) qui a pour objet de maintenir la pile en position verticale et favoriser l'écoulement du moût d'huile également le long de l'axe central de la pile.

La construction de la pile respecte un ordre standard : les scourtins sont constitués par un disque en fibre synthétique percé au centre de manière à pouvoir les enfiler sur l'aiguille. Sur le premier scourtin, posé sur le fond du plateau, on dispose une couche de pâte épaisse de 3 cm, on superpose un second scourtin et une seconde couche de pâte et ainsi de suite. Toutes les trois couches de pâte, on superpose un scourtin sans pâte et un disque d'acier afin de répartir la pression uniformément. Globalement on construit une pile formée par la superposition de 60 scourtins alternés avec 60 couches de pâte, 20 disques d'acier et 20 scourtins sans pâte. La quantité de pâte employée correspond à un lot d'olives écrasées à la meule (2,5 à 3 quintaux). Toute l'opération de chargement d'une presse se fait à la main, mais actuellement on utilise des doseuses spéciales, souvent intégrées au malaxeur. La tour est alors insérée dans la presse et soumise à une pression moyenne de l'ordre de 400 atm. Sous l'effet de la pression, le moût d'huile se sépare de la fraction solide et s'écoule du système drainant le long des parois extérieures et le long de l'aiguille et est recueilli sur le plateau. Une fois l'extraction terminées, la pile est démontée et on retire le grignon des scourtins à l'aide de machines ad-hoc.

Anciennement le scourtin était un double disque filtrant, réalisé en fibres de coco, soudé sur le bord extérieur et percé au centre. La pâte se mettait à l'intérieur du scourtin. Ce système présentait de nombreux inconvénients. Les opérations de chargement et déchargement était plutôt onéreuses, mais surtout le défaut principal résidait dans la difficulté de nettoyage des scourtins : les fibres retenaient toujours des résidus de pâte qui s'altéraient facilement sous l'effet de moisissures ou de l'oxydation et conféraient à l'huile des saveurs désagréables (goût de scourtin). Pour des raisons organisationnelles et pour améliorer les standards de qualité, les scourtins ont été totalement abandonnés et remplacés par des scourtins circulaires en fibres synthétiques.

• Avantages :
  • meilleur rendement en huile ;
  • bonne qualité des grignons ;
  • faible consommation d'eau et d'énergie ;
  • moindre quantité d'eau de végétation à éliminer.
• Inconvénients :
  • coûts de main d'œuvre élevés ;
  • charges liées à la difficulté de nettoyage des scourtins ;
  • fonctionnement en cycle discontinu ;
  • risques de dégradation de la qualité en cas de défaut de propreté des scourtins ;
  • grandes difficultés, voire impossibilité à extraire l'huile des pâtes à haute teneur en eau (début de saison et variétés à faible rendement).
  • forte charge polluante des margines.

La section des extracteurs centrifuges d'une installation à cycle continu.

Centrifugeuse horizontale à décanteur

Décanteur en fonctionnement

Phases liquides séparées par le décanteur

Schéma d'une centrifugeuse horizontale
1 = huile
2 = margines
3 = grignons

C'est une méthode de grande diffusion parce qu'elle permet de surmonter les multiples inconvénients associés à l'extraction par pression. La pâte d'huile est soumise à une centrifugation dans un tambour conique tournant sur un axe horizontal (décanteur). La centrifugation se fait à une vitesse de rotation d'environ 3 400 tours par minute. Sous l'effet des différences de poids spécifique, la centrifugation sépare deux ou trois phases. Selon les spécifications techniques, on distingue trois types fondamentaux de décanteur.

Le décanteur à trois phases est le type le plus ancien et il présente divers inconvénients. La centrifugation sépare trois fractions :

• les grignons ;
• le moût d'huile, contenant une petite quantité d'eau ;
• les margines, contenant une petite quantité d'huile.

Ce système nécessite la dilution préalable de la pâte avec de l'eau. Il présente des défauts considérables parce qu'il consomme d'importantes quantités d'eau et produit des quantités élevées de margines. L'eau a en plus une action de lavage de la pâte qui porte à l'extraction d'une grande quantité de composés phénoliques. Du fait des ajouts d'eau dans le décanteur, ce dispositif génère des margines à plus faible charge polluante, mais en plus grande quantité, ce qui rend l'élimination ultérieure plus onéreuse. Pour ces raisons, le système à trois phases est petit à petit abandonné.

Le décanteur à deux phases a été conçu pour pallier les inconvénients du système précédent. En pratique, il s'en différencie par une moindre utilisation d'eau et par un rendement en huile plus faible. La centrifugation sépare deux fractions seulement :

• les grignons et les margines ;
• le moût d'huile, contenant une petite quantité d'eau.

Ce système réduit le problème de la charge polluante parce que la quantité de phénols extraite est moindre. Il présente cependant le défaut de produire des grignons trop humides, non acceptés par les installations de retraitement à cause de sa plus faible valeur commerciale. Les grignons deviennent par conséquent un produit de rebut à éliminer sans aucune possibilité de récupération économique, le séchage étant peu adapté.

Le décanteur à deux phases et demie est le type le plus récent et il reprend les mérites des deux systèmes précédents. Le traitement nécessite l'ajout d'une quantité réduite d'eau et sépare trois fractions (grignon humide, margines, moût d'huile). L'avantage de ce système est qu'il produit une quantité moindre de margines et avec une charge polluante plus réduite. Les grignons humides ont encore une faible valeur, toutefois il est possible de les traiter par des systèmes qui permettent une récupération économique en exploitant le potentiel énergétique des grignons.

• Avantages :
  • grande capacité de traitement ;
  • moindre besoin de main d'œuvre grâce à l'automatisation et au fonctionnement en cycle continu ;
  • bonne qualité de l'huile grâce au faible degré d'oxydation et à la facilité de nettoyage ;
  • encombrement limité des installations.
• Inconvénients :
  • consommation énergétique élevée ;
  • consommation d'eau élevée ;
  • coûts d'entretien élevés à cause de l'usure à laquelle est soumis le tambour ;
  • coûts d'élimination des effluents du fait de la quantité d'eau de végétation produite et de la charge polluante plus élevée ;
  • difficultés de gestion des grignons.

La Sinolea est un dispositif intégré dans une installation spécifique à cycle continu qui se fonde sur un schéma de traitement différent des autres installations. Le principe physique à la base de la Sinolea est la différence entre la tension superficielle de l'eau et celle de l'huile : du fait de cette différence, l'huile tend à adhérer à une surface métallique plus facilement que l'eau.

La Sinolea consiste fondamentalement en une cuve contenant la pâte, issue d'un broyeur à marteaux, dans laquelle s'immerge le dispositif extracteur. Ce dernier est constitué d'une série de lames d'acier qui sont immergés dans la pâte d'huile par un mouvement alternatif régulier qui alterne les phases suivantes :

• immersion ;
• soulèvement ;
• raclage de l'huile.

À chaque cycle d'immersion, le soulèvement du dispositif fait s'égoutter l'eau de végétation sous l'effet de la gravité tandis que l'huile adhère aux surfaces métalliques. Pendant le mouvement de retour les surfaces métallique entrent en contact avec un dispositif racleur qui enlève l'huile en la faisant confluer dans un système de recueil. Ce système permet d'obtenir une huile de très haute qualité, toutefois son rendement est plutôt faible. Si c'est intéressant sur le plan économique, la pâte résiduelle peut être soumise à un second processus d'extraction par centrifugation. De cette manière, on obtient deux produits différenciés du point de vue de la qualité.

• Avantages :
  • grande qualité de l'huile ;
  • traitement à froid ;
  • automatisation du processus et intégration dans un cycle continu ;
  • main d'œuvre réduite ;
  • moût d'huile sans eau, donc ne nécessitant pas de traitements ultérieurs.
• Inconvénients :
  • rendement réduit ;
  • nécessité de combiner l'installation avec un dispositif accessoire pour la récupération de la fraction d'huile résiduelle ;
  • exposition potentielle aux processus d'oxydation à cause du plus grand contact avec l'air.

Le système Sinolea a bénéficié d'un fort engouement avant que n'apparaissent les décanteurs 2 phases. Il permettait en effet d'extraire une grande partie de l'huile avant l'adjonction d'eau lorsqu'il était couplé à un décanteur 3 phases, tout en diminuant la main d'œuvre face aux systèmes à presses, ou bien d'extraire une grande partie de l'huile avant le contact avec les scourtins (et donc en réduisant les inconvénients liés à la fermentation à l'intérieur de la masse fibreuse) pour les systèmes en couplage avec des presses. L'apparition des décanteurs 2 phases a fortement réduit l'intérêt de ce dispositif relativement lent et difficile à nettoyer.

C'est la méthode ancienne fondée sur la non-miscibilité de l'huile et de l'eau. En phase de repos, l'huile, plus légère, tend à remonter à la surface, en se séparant de l'eau. Le moût, à peine issu du pressurage, subit une première séparation qui permet d'obtenir un produit de meilleure qualité. La séparation de la quantité résiduelle nécessitait en revanche une décantation plus longue dans l'huilier dans des bacs cimentés prévus à cet effet. De manière analogue, on récupérait une quantité d'huile résiduelle de mauvaise qualité à partir des margines stockées dans les enfers, un local prévu à cet effet.

La décantation naturelle est une méthode fortement délaissée du fait qu'elle est très difficile à exploiter dans le cadre des exigences qualitatives actuelles.

L'huile à la sortie du séparateur centrifuge

La centrifugation verticale est le système employé dans toutes les installations pour séparer l'huile de l'eau. On soumet à ce processus soit le moût d'huile obtenu par pressurage ou par centrifugation horizontale, soit l'eau de végétation issue de la centrifugation horizontale.

À cet effet, on utilise des séparateurs centrifuges verticaux. Il s'agit de machines empruntée aux installations de l'industrie laitière (écrémeuses) qui effectuent la séparation en vertu d'une rotation à grande vitesse. Le séparateur centrifuge consiste en un réservoir cylindrique contenant le tambour tournant composé d'une série d'assiettes coniques perforées et superposées. Le moût d'huile, introduit par le haut entre dans le tambour est soumis à une centrifugation à 6000-7000 tours par minute. Sous l'effet de la différence de densité, l'huile et l'eau se séparent. Pendant la rotation, il se produit une accumulation de résidus solides qui sont expulsés par l'intermédiaire d'un système de sécurité automatisé (débourbage).

• (it) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en italien intitulé « Estrazione dell'olio d'oliva » (voir la liste des auteurs).

• Tassinari Giuseppe - Manuale dell'agronomo. Quinta edizione. Roma, REDA, 1976
• Vitagliano Michele - Tecnologie e trasformazioni dei prodotti agrari. Bologna, Edagricole, 2001 (ISBN 88-206-4729-X)
• Chiumenti Giuseppe - Costruzioni rurali. Bologna, Edagricole, 1987 (ISBN 88-206-2357-9)

• Moulin à huile
• Huile d'olive
• Olivier
• Marc d'olive

• (it) Récupération et valorisation des effluents agro-industriels (thèse de doctorat de l'Università degli studi di Cagliari - Sardaigne)
• (fr) Règlement n° 1019/2002 de la Commission européenne relatif aux normes de commercialisation de l’huile d’olive