Projet H2020 OLIVE-SOUND : Réacteur à ultrasons : la solution pour un processus d'extraction d'huile d'olive en continu
- Taper Projet
- État Rempli
- Exécution 2019 -2021
- Budget alloué 1.895.856,25 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet Proyecto OLIVE-SOUND
L’UE est le principal producteur, consommateur et exportateur d’huile d’olive. On estime que 67 % de l’huile d’olive mondiale est produite dans l’UE, principalement dans les pays méditerranéens. Dans ce contexte, le projet OLIVE-SOUND, financé par l’UE, aidera les producteurs d’huile d’olive à répondre à la demande d’huile d’olive vierge (VOO) de haute qualité.
Plus précisément, il introduira un nouveau réacteur à ultrasons pour le traitement de la pâte d'olive, qui remplacera le mélangeur, rétablira la continuité et optimisera le processus d'extraction de l'EVOO. De plus, il utilise moins d’eau. L'application d'ultrasons directement sur la pâte d'olive améliore à la fois l'efficacité et la vitesse d'extraction, ce qui se traduit par un rendement supérieur de 5 % avec un temps d'extraction réduit de 70 %.
Le projet pose les bases de l'idée innovante d'appliquer la technologie américaine au secteur de l'huile d'olive, une idée développée par l'UNIBA sur la base d'expériences en laboratoire avec un TRL3 et en développant une échelle industrielle qui a permis à l'association du projet de transférer les connaissances nécessaires pour atteindre le TRL9 dans ce projet. Pour la réalisation du projet, le prototype à petite échelle de 1000 kg/h a été entièrement assemblé et expédié à Ctic Cita, où il a été testé avec différents types d'olives et différents indices de maturité, à différents niveaux de puissance (25%, 50%, 75% et 100%). En parallèle, Cedrat et Pieralisi ont défini la conception du prototype grandeur nature avec pour objectif principal d'atteindre un débit de production de 4000 kg/h basé sur un concept de 4 machines identiques très similaire à celui testé dans les installations de Ctic Cita.
La deuxième période devait être consacrée au développement et à la construction de la machine à grande échelle, atteignant un débit nominal de 4 000 kg/h, mais en raison de l'urgence internationale liée au COVID-19, certaines activités ont été retardées par rapport au plan initial. Une prolongation de la durée du projet a donc été demandée. Profitant de l'extension, le prototype de balance a également été testé au cours de la campagne 2020-2021, en ajoutant la combinaison de l'effet thermique pour consolider les résultats qui démontrent le bon fonctionnement de la machine en termes de performances, d'acides gras libres, d'indices de peroxyde, de K232, K270, de polyphénols, de composés volatils, etc. Les tests étaient très importants pour le broyage des olives vertes, ils ont donc été réalisés avant la fin de la saison des olives vertes dans un moulin à huile situé dans les Pouilles, en Italie. Dans le même temps, le marché de l’huile d’olive et le marché des huileries ont été surveillés en permanence. Tous les résultats obtenus jusqu’à présent ont été utilisés par Cedrat et Pieralisi pour le développement de l’équipement industriel final.
Au cours de la troisième période, le réacteur OLIVE-SOUND 4x a été assemblé dans l'usine de Pieralisi et ensuite expédié à Almazara del Ebro pour y être installé. La machine, à l'échelle industrielle, a été testée avec différents types d'olives, comme prévu : Arbequina, Empeltre et Picual. Ctic Cita a réalisé des échantillonnages lors des différents tests aux trois étapes de maturation traitées. Les résultats ont été analysés à l'aide d'analyses physico-chimiques et sensorielles, confirmant que l'utilisation des ultrasons permet des rendements similaires au traitement traditionnel sans affecter la qualité du produit (toutes les huiles répondent aux normes de l'UE) et en réduisant le temps de traitement. La machine OLIVE-SOUND a été présentée au 20e Symposium Scientifique et Technique qui s'est tenu à Expoliva, l'un des événements mondiaux les plus importants du secteur de l'huile d'olive. Un webinaire a été organisé entre les partenaires et les futurs clients potentiels du réacteur OLIVE-SOUND.
L'Union européenne est le leader mondial de l'extraction d'huile d'olive vierge (environ 67% de la production totale), avec près de 9 000 huileries. Ce processus mécanique se divise en trois phases principales : le broyage, le battage et la séparation. Le broyage et la séparation sont des processus continus, tandis que le mélange est un processus par lots qui devient le goulot d'étranglement de l'ensemble de l'usine. Ce problème est généralement résolu en ajoutant davantage de mélangeurs en parallèle, ce qui réduit les coûts.
Le projet Olive-Sound propose une solution rentable et innovante qui transforme le mélange traditionnel, lent et inefficace en un processus continu grâce à l'application d'ultrasons, sans compromettre la qualité du produit. Les États-Unis améliorent l'efficacité et le taux d'extraction, ce qui se traduit par des rendements plus élevés, une teneur en composés phénoliques et des caractéristiques sensorielles et nutritionnelles améliorées ainsi que la durée de conservation de l'EVOO avec les avantages attendus suivants : - Réduction du temps de traitement de 70 % - Conservation de l'énergie ayant un impact positif sur l'environnement - Rentabilité - Qualité de l'EVOO améliorée - Conformité à la réglementation de l'UE - Modulation du processus Le projet a été pensé pour traiter la pâte d'huile d'olive avec les États-Unis. Cette technologie, utilisée dans un moulin à huile d'olive, combine la meilleure et la plus rapide capacité d'extraction d'huile d'olive avec un produit EVOO final de meilleure qualité. Cette nouvelle approche permet d’augmenter la teneur en substances polyphénoliques tout en minimisant les dommages thermiques et oxydatifs. Le traitement américain de la pâte d'olive est une innovation radicale, car c'est le seul procédé qui a permis d'extraire plus d'huile, avec une teneur en polyphénols plus élevée que les techniques connues, à des coûts d'installation qui pourraient conduire à un retour sur investissement dès la première saison grâce à des quantités d'huile plus importantes avec une plus grande valeur commerciale.
Français Les étapes identifiées pour atteindre TRL9 sont : - Fabriquer une version améliorée du dernier prototype avec la forme finale - Optimiser la distribution et la configuration des transducteurs en utilisant la dynamique des fluides et la modélisation vibroacoustique - Valider l'efficacité du système et la qualité de l'huile d'olive produite à l'échelle pilote - Fabriquer la version à l'échelle - Lancer Olive-Sound sur le marché L'objectif du consortium est de mettre un produit commercial sur le marché, en prenant soin de la meilleure façon des activités de diffusion et d'exploitation.
L’huile d’olive vierge (HOV) est un produit alimentaire d’une grande importance économique stratégique pour l’UE. En tant que premier producteur mondial d'huiles d'olive extra vierges (HOVE), l'UE investit plus de 2,3 milliards d'euros par an dans des politiques visant à améliorer la qualité de l'huile d'olive et à encourager les producteurs d'huile à répondre à la demande croissante des consommateurs en HOVE de haute qualité. Le concept OLIVE-SOUND est né du besoin des producteurs d’huile d’olive de faire face au principal défi du processus actuel d’extraction de l’EVOO ; convertir l'étape longue et coûteuse de malaxage par lots de la pâte d'olive en un processus continu. OLIVE-SOUND vise à introduire un nouveau réacteur à ultrasons pour le traitement de la pâte d'olive dans un délai de 36 mois. Cela remplacera le malaxage, rétablira la continuité et améliorera le processus d'extraction de l'EVOO.
L'application d'ultrasons directement sur la pâte d'olive améliore à la fois l'efficacité et le taux d'extraction, ce qui se traduit par un rendement environ 5 % supérieur en 70 % de temps d'extraction en moins. En raison du temps d’extraction plus court et de la libération de composés antioxydants favorisés par les vagues américaines, l’huile extraite est supérieure en termes de qualité sensorielle et nutritionnelle. OLIVE-SOUND réduira la consommation d'eau ainsi que la consommation globale d'énergie, améliorant ainsi la durabilité et réduisant l'impact environnemental du processus d'extraction de l'EVOO. Pour un coût environ deux fois inférieur à celui des solutions alternatives actuelles, notre réacteur américain durable peut augmenter les marges bénéficiaires des producteurs d’huile d’olive de 4 %.
Nous avons déjà investi 1,9 million d'euros pour amener notre OLIVE-SOUND au TRL 6. L'investissement total dans OLIVE-SOUND est de 4,4 millions d'euros et le bénéfice cumulé des productions liées à OLIVE-SOUND sera de 15,3 millions d'euros. Le retour sur investissement pour OLIVE SOUND en tant que projet sera de 2,49%, donc le retour sur investissement ne sera que de 2 ans après sa commercialisation.
Une nouvelle solution extrait l’huile de la pâte d’olive grâce à la technologie ultrasonique, un développement qui pourrait rendre l’industrie de l’huile d’olive vierge plus efficace et plus rentable. En tant que leader mondial de l’extraction d’huile d’olive vierge, l’UE produit près de 67 % de l’huile d’olive mondiale. Cependant, pour répondre à la demande croissante des consommateurs en huiles d’olive vierges de haute qualité, l’Europe doit augmenter sa capacité de production. Selon Pieralisi, une entreprise italienne spécialisée dans les machines de production d’huile d’olive, cela commence par l’efficacité. « La production d'huiles d'olive vierges est un processus mécanique qui comprend trois phases clés : le broyage, le malaxage et la séparation », explique Stefano Cei, directeur technique de Pieralisi. « Bien que les étapes de broyage et de séparation soient des processus continus, le malaxage étant un processus en vrac, il devient souvent un goulot d'étranglement, ralentissant l'ensemble du processus de production. » Le malaxage consiste à battre ou à mélanger lentement les olives déjà pressées pour permettre l'ajout de petites gouttes d'huile, ce qui les rend plus faciles à séparer.
Malheureusement, ce processus peut prendre jusqu’à 40 minutes, ce qui signifie que les producteurs doivent produire moins d’huile ou acheter plus d’équipement de malaxage. « Les deux options affectent le résultat final », ajoute Cei. Avec le soutien du projet OLIVE-SOUND financé par l'UE, Pieralisi a développé une solution intermédiaire : une seule machine capable d'extraire plus d'huile en moins de temps. « Notre solution rentable et innovante transforme ce qui était autrefois un processus lent et inefficace en un processus transparent », explique Cei. Huile d'olive de qualité supérieure La technologie ultrasonique est à la base de la solution : au lieu d'utiliser le barattage, OLIVE-SOUND extrait l'huile en traitant la pâte d'olives avec des ultrasons. Plus précisément, l'équipement utilise un réacteur à ultrasons pour exécuter un processus d'extraction continu qui, grâce à sa conception compacte, peut être facilement transporté avec un chariot élévateur, réduisant encore le besoin de plusieurs équipements. « Ce qui rend cette solution si innovante, c'est non seulement sa capacité à extraire plus d'huile, mais aussi à le faire avec une teneur en polyphénols plus élevée que celle obtenue avec les techniques traditionnelles », ajoute Cei. « Cette combinaison de plus grandes quantités de pétrole avec une plus grande valeur commerciale est bénéfique pour tous les producteurs. »
Les premiers tests sont prometteurs Selon les premiers tests, le système OLIVE-SOUND peut réduire le temps de traitement jusqu'à 70 %. Cela peut également réduire la consommation d’énergie d’une usine de traitement, ce qui entraîne des économies de coûts supplémentaires. « Tout cela en continuant à produire de l’huile d’olive vierge de meilleure qualité », explique Cei. Le projet travaille actuellement au développement d’une version grandeur nature du système OLIVE-SOUND, capable de fournir un débit de 4 000 kg/heure. Une fois développé, d’autres tests seront effectués. « Bien qu'il reste encore un long chemin à parcourir avant que notre solution n'atteigne le marché, nous sommes convaincus qu'elle résoudra avec succès le problème des goulots d'étranglement dans l'industrie de la production d'huile d'olive vierge », conclut Cei.
Le développement de la technologie américaine dédiée à l'huile d'olive améliore l'état de l'art de cette technologie pour atteindre 24 kW. D'un point de vue plus large du marché, la technologie de broyage de l'huile d'olive progresse lentement, elle devrait donc arriver sur le marché comme prévu. Ce projet transforme le goulot d’étranglement du processus d’extraction de l’huile d’olive extra vierge (baladizo) en un processus continu, réduisant le temps de traitement de 70 %.
Les tests effectués au cours de la deuxième période ont confirmé les résultats obtenus avec le premier prototype. La machine a été testée à son débit nominal, obtenant un processus d'extraction continu. La haute qualité de l’huile extraite a démontré que l’application de cette technologie au processus d’extraction peut également maintenir la qualité et le rendement du produit en travaillant à des températures plus basses par rapport au processus traditionnel. Cela permettra aux clients d’économiser de l’énergie et d’obtenir un produit de meilleure qualité. La validation à l’échelle industrielle a confirmé qu’il était possible de traiter des olives à différents stades de maturité, même si un avantage n’a été constaté que dans le traitement des olives ayant l’indice de maturité le plus bas. Ce type d'olive était le seul à avoir un rendement similaire à celui du témoin traditionnel.
Cette innovation importante réduit considérablement le temps de traitement grâce à la technologie américaine, mais en aucun cas, elle ne remplace complètement l'utilisation de mélangeurs. La phase de mélange des pâtes reste cruciale pour atteindre un niveau de qualité et de performance élevé. Cette phase de mélange est considérablement réduite, résolvant ainsi le goulot d’étranglement dans le processus d’extraction de l’huile d’olive extra vierge (HOV). Cependant, cette exigence augmente actuellement le coût de l’installation industrielle. Des études supplémentaires sont nécessaires pour trouver la manière optimale et la plus efficace d’extraire l’huile d’olive, la transformant en un processus véritablement continu.
- PIERALISI MAIP SPA (PIERALISI MAIP)
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