Review

New approach for the elucidation of the phenomena involved in the operation of vegetable oil extraction presses^☆

Nouvelle approche pour l’élucidation des phénomènes régissant le fonctionnement des presses à huile végétale

Terres Inovia, DTVG, Pessac, France

^* Correspondence: p.carre@terresinovia.fr

Received: 24 June 2021
Accepted: 28 November 2021

Abstract

In a context where the search for naturalness, the need to reduce the carbon footprint and the development of a decentralized crushing sector are intensifying, mechanical extraction is a technology that is regaining major importance for the industry. The performance of this technique remains far below what is desirable, while the understanding of the main phenomena involved in screw presses remains insufficient. This article, after a brief presentation of the state of the art of this discipline, presents a new model centered on the notions of pressure generation and plasticity. According to this approach, plasticity can account for parameters such as the water and oil content of oilseeds, their temperature, and their possible dehulling. Plasticity in turn would explain both the compressibility of the cake and its ability to resist the thrust of the screws, and consequently to generate pressure or to creep or flow backward depending on the geometry of the screw and the cage. The model must also incorporate the notions of compression velocity, friction, and the complexity of the interactions between these parameters and the impact of the succession of screw segments and cone rings. It has been built on observation and experience and gives an understanding of the need to work simultaneously on the conditioning and geometry of the presses to achieve improved performance in terms of energy, efficiency, and reduction of the temperatures experienced by the proteins and oils

Résumé

Dans un contexte où la recherche de naturalité, le besoin de réduire l’empreinte carbone et le développement d’un secteur de la trituration décentralisée s’intensifient, l’extraction mécanique est une technologie qui retrouve une importance majeure pour l’industrie. Les performances de cette technique restent très en deçà du souhaitable alors que la compréhension des phénomènes en jeu dans les presses à vis reste insuffisante. Cet article, après une présentation succincte de l’état de l’art de cette discipline, présente un nouveau modèle centré sur les notions de génération de pression et de plasticité. Selon cette approche, la plasticité permet de rendre compte de paramètres tels que la teneur en eau et en huile des matières oléagineuses, leur température, et leur éventuel décorticage. La plasticité à son tour expliquerait à la fois la compressibilité du gâteau et sa capacité à résister à la poussée des vis, et, par conséquent, à générer de la pression où à fluer vers l’avant ou refluer en fonction de la géométrie de la vis et de la cage. Ce modèle doit également intégrer les notions de vitesse de compression, de friction ainsi que la complexité des interactions entre ces paramètres et de l’impact de la succession des éléments de vis et des bagues de restriction. Il a été bâti sur l’observation et l’expérience et permet de comprendre la nécessité de travailler en même temps sur le conditionnement et la géométrie des presses pour atteindre des performances améliorées en termes d’énergie, de rendement et de réduction des températures subies par les protéines et les huiles.