Valorisation et Transformation de Figue de Barbarie - FSNV
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Matiére : Conf. Biol. Et V.P. Master 2 : ( BVP )
Valorisation et Transformation de Figue de Barbarie
Présentation du projet :
Le projet a pour objet la valorisation des dérivés de cactus (Opuntia ficus indica) sous
forme de produits à haute valeur ajoutée et la mise en application des travaux de
recherche afin de contribuer à la création d’emplois dans le milieu rural.
La production de l'huile de cactus (Opuntia ficus indica) et d'autres dérivés du cactus
peut procurer aux populations et notamment aux femmes rurales des revenus attractifs
pour peu qu'elles participent à la filière de la récolte des produis initiaux jusqu’à
l’emballage des produits finis.
Étude de marché :
Aperçu sur le marché de figue de Barbarie :
- Les qualités nutritives de ce fruit,
- Les besoins du marché de l’exportation,
- Les régions de Souk-Ahras, de Tébessa et de Bejaïa constituent les principales
régions de production de ce fruit,
- En plus de ses usages gastronomiques la figue de Barbarie est plus de plus utilisée
dans l’industrie pharmaceutique, agro-alimentaire et cosmétique.
La marche agro-alimentaire et l’exportation
- L’agro-alimentaire en Algérie occupe la deuxième place en termes de production et
de valeur ajoutée.
- Dés 2004, la production a progresse de plus de 40% alors que le taux de la valeur
ajoutée s’est stabilisé pendant les cinq dernières années 27% de la production.
- L’union européenne demeure le marché le plus privilège avec l’Italie comme premier
client : 42 % des exportations, l’Espagne (14 %) et la France (13 %). Ainsi, les
exportations agroalimentaires ont atteint en 2008 la valeur de 854 millions d’euros.
Parmi les produits agroalimentaires algériens, l’huile d’olive et les dattes Deglet
Ennour.
L’évolution du marché et de concurrence :
Sur la scène nationale il n’y a pas une grande concurrence cependant il y’a que une
société « Eurl Douce de Kabylie » qui produise dans ce domaine.
Eurl Douce de Kabylie : est une société installée à Amizour de wilaya de Bejaïa qui
produise l’huile de graine de figue de Barbarie.
Sur la scène internationale, les entreprises leader de ce marché de produit sont les
entreprises marocaines et tunisiennes, elles se spécialisent dans la fabrication d’huile,
jus et confiture de figue de Barbarie, leurs forces est dues essentiellement aux milliers
d’hectares de cactus. Il y’a aussi des entreprises mexicaines spécialisées dans la
production d’huile des grains de figue de Barbarie mais son influence essentielle est sur
le marché local et le marché américain et canadien.
Les produits :
1) Huile de graines de figue de Barbarie :
C’est une huile obtenue par première pression à froid des graines de figue de Barbarie et
sans aucun traitement chimique. Sa richesse exceptionnelle en vitamine E et en stérol lui
confère une aptitude hors de commun à protéger la peau contre les radicaux libre les
analyses ont montré aussi que cette huile est riche en acides gras essentiels (AGE) (Fig
01). Ces substances sont précieuses car elles aident à lutter contre le dessèchement
cutané, à améliorer l'hydratation, à ralentir le processus de vieillissement de la peau et à
prévenir la formation des rides. Ne pas confondre l’huile de graine de figue de barbarie
avec le macérât huileux de Figuier de Barbarie, moins cher mais également moins actif.
Figure 1 : Huile de graines de figue de
Barbarie.
2) Farine de graine de figue de Barbarie
La farine de graine d’Opuntia ficus indica contient 16.5 % de protéines et 48 % de
fibres cette farine est utilisée en agroalimentaire grâce à sa haute valeur nutritive (fig
02). En cosmétique et grâce a sa richesse en acides gras essentiels, stérols et vitamine E
cette poudre et utilisée comme exfoliant, anti-âge et antioxydante, elle est aussi utilisée
pour produire une macération précieuse.
Figure 2 : Farine de graine de figue de Barbarie
3) Pulpe de figue de Barbarie
La figue de Barbarie est un fruit juteux et parfumée à l’arôme floral subtil. Elle possède
une saveur douce et délicatement sucrée. Elle se distingue de la pulpe des autres fruits
par une teneur très élevée en fibres, de l'ordre de 4 à 5 g pour 100 g de produit. Nous
mettons cette pulpe à la disposition des industriels pour la confection de confitures, les
jus et les sorbets (fig 3).
Figure: 3 Pulpe de figue de barbarie.
4) Fleurs sèches de figue de barbarie
La fleur de figue de Barbarie est très riche en minéraux tels que le potassium, le
calcium, le magnésium, le fer et le zinc (fig 04). Les recherches ont montré que les
fleurs de figue de barbarie ont les propriétés suivantes : Diurétique, Traitement naturel
de l’hypertrophie, bénigne de la prostate, vermifuge, Astringent, anti-inflammatoire,
anti hémorroïdaire.
Figure 4 : Fleurs sèches de figue de barbarie.
5) Poudre des cladodes de figue de barbarie
La déshydratation à basse température permet l’évaporation de la quasi-totalité de l’eau
contenue dans les cladodes : avec 10 kg de nopal frais nous produisons 01 kg de poudre
avec les mêmes qualités organoleptiques. Le cladodes est reconnue pour sa richesse en
fibre, en pectine et en mucilage. Les propriétés de poudre sont Coupe-faim naturel, anti-
sucre, anti-graisse, anti-inflammatoire, facilite le transit intestinal (Fig05).
Figure 5 : Poudre des cladodes de figue de barbarie.
Étude techniques
La collecte et disponibilité de la matière première
La figue de Barbarie est un fruit très disponible en Algérie est surtout dans la région du
Souk-Ahrass et Tebessa. Aussi bien dans la région de Bejaïa. En Algérie il y’a plus que
120 000 hectares de cactus.
La distribution : Il y’a plusieurs distributeurs de ce fruit dans toutes les régions de
l’Algérie. Les agriculteurs qui ont aussi leur matériel de transports. Le prix de ce fruit
est compris entre 2 à 5 dinars. En effet dans la période d’été (Juin-Octobre) le fruit est
disponible en grand quantité et dans toutes les régions.
L’extraction de l’huile de figue de Barbarie selon la variété et la maturité du fruit, la
période de récolte, le climat et le terroir, les figues de Barbarie contiennent environ 50%
de jus et de 3 à 4% de graines. Les graines contiennent de 5 à 7% d'une huile rare et
précieuse, qu'il est possible d'extraire pour moitié environ par pressage à froid, ce qui
conduit à un rendement en huile d'environ 3% par rapport au poids des graines. Il faut
donc traiter environ 800 kg de figues pour obtenir 1 litre d'huile, un chiffre toutefois
variable en fonction des paramètres précités mais aussi de la performance des
équipements mis en œuvre et du traitement réservé aux graines.
Séparation des graines de figue de Barbarie
La séparation des graines de la pulpe de figue de barbarie est une tâche compliquée,
pouvant être réalisée de différentes manières selon les quantités à traiter et le mode de
valorisation des différents composants du fruit.
✓ Épluchage manuel et valorisation de la pulpe
Le moyen le plus économique pour isoler les graines consiste à réaliser un épluchage
manuel des figues et de traiter la pulpe avec un dépulpeur mécanique. Les figues,
préalablement lavées dans des bassines à l'aide d'un nettoyeur haute-pression de type
Kärscher puis égouttées, sont tout d'abord épluchées manuellement, puis la pulpe est
ensuite introduite dans la trémie supérieure. Comme l'écorce constitue environ la
moitié du poids du fruit, en partant de deux tonnes de figues par jour, on obtient
environ une tonne de pulpe.
Á l'aide de cet appareil, on peut traiter efficacement 100 kg de pulpe de figue par
heure, soit environ 1 tonne sur une journée de travail de 8 à 10 heures. Après
changement du tamis, on repasse les graines mélangées avec de l'eau pour les laver et
obtenir ainsi des graines parfaitement nettoyées. Ce second passage des graines, plus
rapide, est effectué en dehors du temps de travail journalier d'épluchage des figues ( fig
06).
Figure 6 : Un dépulpeur manuel
✓ Séparation automatique des graines sans valorisation de la pulpe
Si l'objectif est de réaliser le pressage des graines afin d'en extraire l'huile, sans valoriser
les autres composants du fruit, on utilisera un dispositif permettant de broyer les figues
entières sans endommager les graines et de séparer les graines du broyat ainsi formé,
pour un coût restant très abordable (fig 07).
Figure 7 : Broyeur centrifuge
Les figues sont triées manuellement sur la grille, puis lavées dans la trémie
d'alimentation (dont l'eau est renouvelée par une alimentation externe et débordement de
la cuve). Le tapis élévateur à tasseau entraîne les fruits vers l'alimentation du broyeur.
Le broyeur centrifuge est équipé d'un rotor qui projette les fruits vers un stator à
perforations de grande dimension permettant de les déchiqueter en morceaux grossiers.
Les figues déchiquetées s'écoulent dans la trémie d'alimentation du dépulpeur
automatique. Cet appareil, d'une capacité nominale de 1000 kg par heure, permet par
conséquent de traiter de grandes quantités fruits avec un minimum d'interventions
manuelles.
Du fait de la capacité de traitement de la machine, les étapes suivantes devront être
dimensionnées en conséquence. Il faut toute fois bien prendre en compte que les figues
étant broyées toutes entières, le mélange de pulpe et d'écorce broyées ne peut être
valorisé en alimentation humaine, et qu'une fois l'huile extraite des graines, on obtient à
partir d'une tonne de figue environ 1 kg d'huile pour 999 kg de déchets (broyat +
tourteau).
✓ Traitement automatique des figues avec valorisation de la pulpe
En dernier lieu, les figues peuvent être traitées avec une ligne automatique d'une
capacité de traitement moyenne de 750 kg/h de figues, telle que représentée ci-dessous.
Cette chaîne est constituée d'une trémie de réception et lavage (A.1), d'un tapis de
brossage (A.2), suivi d'un élévateur (A.3), ce dernier servant à alimenter en figues
entières un ensemble de dispositifs spécifiques (A.4 - A.6) permettant de les séparer en
leurs trois composants : pulpe, écorce, et graines. La pulpe est recueillie dans une cuve
tampon (A.7), transformée en confiture dans une boule de concentration (A9), la
confiture produite étant ensuite transférée vers une cuve de stockage (A.10), l'ensemble
étant piloté par une armoire de contrôle automatique de la ligne. Bien entendu, la
production de confiture est une option parmi d'autres, la pulpe de figue pouvant être
transformée en jus, nectar, mélasse, etc... Mais dans ce cas des équipements différents
de ceux présentés dans le schéma ci-dessous peuvent s'avérer nécessaire.
Figure 8 : Chaine de traitement automatique des figues avec valorisation de la
pulpe
Séchage des graines à froid par air déshydraté
La maîtrise de l'extraction de l'huile fait appel au savoir faire de l'exploitant, notamment
pour ce qui concerne le séchage des graines. Le taux d'humidité des graines est de
l'ordre de 30% lorsque celles-ci sont fraichement extraites du fruit. Afin d'optimiser le
rendement d'extraction, il convient de réduire leur taux d'humidité à environ 15%. Des
graines trop sèches et trop dures ne donneront aucune huile lors du pressage, ce qui
pourra le cas échéant être mis sur le compte des équipements, et notamment de la
performance de la presse. Des essais de séchage sur les graines permettront d'optimiser
la durée et les conditions de séchage afin d'optimiser l'extraction de l'huile. Une fois ces
paramètres définis, il convient aussi de procéder au séchage des graines dans de bonnes
conditions de reproductibilité.
Figure 9 : un séchoir à froid de graines de figue de Barbarie. Traditionnellement, les graines sont séchées par exposition solaire sur des bâches posées à même le sol, ce qui n'est pas une solution idéale du point de vue de la reproductibilité, ni pour ce qui concerne les conditions d'hygiène compte-tenu des risques multiples de contamination. L'utilisation d'un four de séchage traditionnel peut d'autre part faire courir le risque d'une dégradation de l'huile contenue dans les graines en raison d'une température excessive. La solution innovante que nous préconisons consiste à utiliser un séchoir à froid fonctionnant à une température maximum de 35 à 40°C avec de l'air déshydraté par une pompe à chaleur, ce qui permet de préserver toutes les propriétés des graines et l'huile précieuse qu'elles contiennent. Caractéristiques techniques du séchoir à froid Capacité de chargement : environ 40-45 kg de graines Dimensions externes: 850x600x1150(h) mm Fournis avec 6 caissettes de dimensions : 600x400x70(h) mm Puissance installée: 3 kWh (240 V / 50 Hz) Température maximum: 35-40°C Capacité d'évaporation: 1 Litre par heure environ Consommation électrique: 1,2 kWh
Grâce à ce modèle de séchoir à froid, et dans l'hypothèse du traitement de deux tonnes
de figues par jour, il est donc possible de sécher l'ensemble de la production journalière
en deux cycles journaliers. Des modèles de capacité supérieurs sont également
disponibles si nécessaire. Si la figue est traitée en plus grande quantité à l'aide des lignes
automatiques présentées ci-dessus et que des quantités de graines plus importantes sont
obtenus (par exemple de 300 à 400 kg de graines pour 10 tonnes de figues traitées par
jour), des modèles de séchoirs à air froid déshydraté de plus grandes capacités sont
également disponibles.
Séparation de l'huile des graines
Les graines de la figue de Barbarie sont assez dures et difficiles à presser en raison d'un
taux d'huile très faible. Des analyses indépendatantes de la concentration totale en huile
des graines de figue de barbarie ont fourni des valeurs de respectivement 99 et 136
grammes d'huile par kg de graines (soit d'environ 10 à 13,5% d'huile en poids).
Figure 10 : Une presse à froid de l’huile de figue de Barbarie.Séparation de l'huile par presse à vis Traditionnellement, l'huile est extraite à l'aide de presses à vis spéciales. Pour y parvenir, et selon la quantité de graine à presser, nous préconisons deux modèles de presse à vis en version à une seule ou à deux têtes, de construction robuste en acier inoxydable, pour le pressage de graines très dures, telles que les graines de la figue de barbarie, les presses sont équipées de moteurs puissants procurant plus de puissance d’entrainement, ainsi que de vis et tamis spéciaux pour graines dures, mais dans tous les cas la capacité de pressage est limitée à environ 5 kg de graines par tête. Des presses de plus grandes dimensions ne sont en aucun cas adaptées au pressage des graines de figue en raison des pressions de pressage très élevées requises, et par conséquent nous ne les proposons pas. La quantité d'huile extraite dépendra grandement de la température de pressage, car plus la température de la tête sera élevée, plus le taux d'extraction sera important, mais moins les propriétés naturelles de l'huile seront préservées en raison des phénomènes de dégradation thermo-oxydative. Lors du traitement d'une tonne de figues, si l'on estime à 35 kg la quantité de graines fraîches obtenues. Suite au séchage cette quantité est réduite à environ 30 kg de graines sèches. La presse mono tête est donc en principe suffisante pour la plupart des situations, puisqu'elle peut presser en 12 heures environ 60 kg de graines, soit la quantité issue du traitement de 2 tonnes de figues fraiches après séchage, ce qui permet l'obtention d'environ 2,5 litres d'huile. Lors du traitement des figues sur des lignes automatiques, il faudra bien entendu recourir à la version de presse à deux têtes en deux ou trois exemplaires afin d'atteindre la capacité de pressage requise. Tableau I: Données techniques des presses à vis (pressage des graines de figue de barbarie) Version Monotête Bi-tête Puissance du moteur 3,0 kWh 5,5 kWh Vitesse de vis 15-70 tours par minute 15-70 tours par minute Dimensions (L x l x H) : 480 x 480 x 620 mm 480 x 480 x 620 mm Poids 120 kg environ 200 kg environ Capacité de pressage 5 kg/h environ 10 kg/h environ * en 10 heures › 50 kg › 100 kg * en 20 heures › 100 kg › 200 kg
Stockage de l'huile
L'huile en attente de filtration doit être conservée à l’abri de la lumière, dans des
récipients imperméables, incassables (car il serait dommage de gaspiller une huile aussi
précieuse), et sans risque de contamination par des additifs contenus dans des matières
plastiques par exemple, ou la rouille et les dépôts pouvant se former sur le serti de
bidons métalliques standard.
Pour cette raison, nous suggérons l'utilisation de récipients métalliques soudés en acier
inoxydable 304, à bords intérieurs lisses sans rétention. Ces bidons, d'une contenance
de 5 L, 10 L ou 15 L, sont munis d'un robinet en acier inox 3/8 et d'un couvercle
vissant jointé, et peuvent également être fournis avec un trépied métallique de support.
En cas de remplissage partiel, on veillera à remplacer l'air de l'intérieur du bidon par un
manteau de gaz inerte tel que de l'azote ou de l'argon afin d'éviter l'oxydation de l'huile.
Clarification de l'huile de figue de barbarie
Compte-tenu de sa valeur, la clarification de l'huile ne peut tolérer des pertes résultant
de filtres en papier qui devront être remplacés à intervalles régulier. D'autre part la
filtration sur filtre papier peut faire courir le risque d'une contamination par des résidus
de chlore utilisé lors du blanchiment du papier filtre. Pour cette raison, nous proposons
l'utilisation d'un filtre-presse à cellule avec filtres en tissus réutilisables.
Caractéristiques techniques du filtre-presse à cellule
Nombre de plaques: 10
Dimensions des plaques: 200x200 mm
Matériau des plaques: acier inoxydable 304 + Polypropylène
Plaques fournies avec filtres en tissus réutilisables spéciaux pour huiles végétales
Surface de filtration par plaque: 0,64 m2
Volume de la cellule: 6 litres (0,6 litre par plaque)
Débit de la pompe à vis excentrique: max. 0,3 m3/h
Fermeture: mécanique
Filtre de sécurité: cartouche de 20″, 1µm nominal
Fourniture incluant: contrôle de la pression; connecteur électrique CEKON 400V;
La filtration de l'huile permet de séparer les matières solides contenues dans l'huile, qui
seront isolées sous forme d'une boue compacte. Cette boue peut être repassée dans la
presse à vis afin d'en isoler son contenu résiduel en huile.Figure 11: Un filtre à l’huile de figue de Barbarie
Conditionnement de l'huile
La phase finale consiste à conditionner l'huile en bouteilles ou flacons, et pour ce faire,
compte-tenu des faibles quantités, nous suggérons l'utilisation d'une remplisseuse à
dépression et niveau constant avec bec inox. Hygiénique et économique, cette
remplisseuse peut être utilisée à l'aide de différents kits d'adaptation aux divers formats
et diamètres de flacons.
Figure 12 : Une remplieuses de l’huile de figue de Barbarie.Étude financières :
Tableau I I : Estimation de la capacité de production d’usine pendant 7 ans.
Année MP/Tonne Production Production Production
huile /Litre farine/kg pulpe/kg
2015 70/t 70/L 840kg 35000kg
2016 100 /t 100/L 1200kg 50000kg
2017 150 /t 150/L 1800kg 75000kg
2018 175 /t 175/L 2100kg 87500kg
2019 200 /t 200/L 2400kg 100000kg
2020 230 /t 230/L 2760kg 115000kg
2021 260 /t 260/L 3120kg 130000kg
Rendement économique
1 Tonne de figue de Barbarie ----35 kg de graines ---- 30 kg de graines déshydrate
❖ Huile : 30 kg des graines ------ un litre d’huile
❖ Farine : Après l’extraction d’huile------ 12 kg de farines
❖ Pulpes : un tonne de figue de barbarie ---- 500 kg de pulpe
Nous avons pris l’hypothèse suivante pour la 1ère année :
➢ production de 70 litres de l’huile et en prévoie une augmentation chaque année
de 15%.
➢ production de 840 kilogramme de la farine on prévoie une augmentation de 15%
chaque année.
➢ Production de 35000 kilogramme de pulpe, on prévoie une augmentation de
15% chaque année.
Prenant l'hypothèse du traitement de 2 tonnes de figues de barbarie par jour, soit
environ 10 heures de fonctionnement du dépulpeur mécanique à la cadence de 1000
kg/h de pulpe, sur une période de 120 jours, on obtient de manière estimative :
• 7200 kg de graines
• 240 litres d'huileEn termes financiers, les coûts et les frais dans les pays du Maghreb seraient approximativement les suivants : • Prix de la tonne de figues : 150 € • Coûts salariaux mensuels : 2000 € Sur la base d'un prix de vente directe au consommateur en petits flacons de 600 € par litre, nous pouvons donc estimer le rendement économique de l'activité comme suit : • Prix de vente par litre : 600 € • Revenus bruts : 201600 € • Revenus nets : 157600 € De ce montant, il faut néanmoins encore déduire le coût du flaconnage. Dans le cadre de la vente en vrac, le prix d'une huile de qualité se situe en 2013 entre 300 et 400 € par litre, un niveau de prix auquel cette activité de production de l'huile de figue de barbarie reste très lucrative, surtout si les autres composants du figuier et des figues sont également valorisé.
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