Savoir-faire · Ingrédient
Fabrication de la glycérine végétale : un dixième de l'huile, qu'on ne sait purifier qu'en le distillant sous vide
Toute huile végétale contient de la glycérine, liée à ses acides gras. Pour l'obtenir, on coupe ce lien, on récupère une eau chargée de glycérine, puis on la concentre et on la distille. Ce qui sort de la colonne est un liquide incolore, sirupeux, pur à plus de 98 %.
La glycérine, ou glycérol, est un alcool à trois fonctions, miscible à l'eau, employé comme additif alimentaire sous le numéro E 422. Elle naît presque toujours comme coproduit : de la fabrication des acides gras, du savon ou du biodiesel. Sa fabrication est surtout une épuration.
Cette page remonte en amont de nos ateliers. La glycérine nous arrive prête à l'emploi : nos extraits de plantes fraîches sont préparés sur une base d'eau, de glycérine végétale et de miel. Les conditions décrites ici viennent de la littérature et des données transmises par l'industrie à l'EFSA.
LA MATIÈRE
Huiles et graisses végétales
Environ 10 g de glycérol pour 100 g de corps gras hydrolysé.
LE GESTE CLÉ
La distillation sous vide
Le glycérol bout à 290 °C ; sous vide, il distille vers 160 à 180 °C.
LE REPÈRE
Au moins 98 %
La teneur minimale en glycérol exigée de l'additif E 422, sur produit anhydre.
Deux idées reçues
Non, la glycérine végétale n'est pas une huile. Une huile ne se mélange pas à l'eau ; la glycérine s'y mélange en toutes proportions. La glycérine est ce qui reste de l'huile quand on en a détaché les acides gras.
Et non, une glycérine issue du biodiesel n'est pas une glycérine de second rang. Depuis 2023, la définition réglementaire de l'additif E 422 le dit en toutes lettres : le glycérol est obtenu uniquement à partir d'huiles et de graisses végétales, soit directement, soit à partir de la glycérine brute coproduite par le biodiesel, et il subit une épuration comprenant une distillation. Les critères de pureté sont les mêmes pour toutes.
Le procédé, en huit étapes
Les titres du schéma mènent chacun au détail de l'opération, plus bas.
Des triglycérides : trois acides gras sur un glycérol.
Le glycérol pèse environ 10 % de la masse.
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Hydrolyse à 250-260 °C et 5-6 MPa, saponification ou transestérification.
Le glycérol est libéré.
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Eaux glycérineuses, lessives de savonnerie ou glycérine brute.
Une phase lourde, riche en eau et en impuretés.
↳ Écartés ici : les acides gras, le savon ou les esters méthyliques (biodiesel), qui suivent leur propre chaîne.
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Neutralisation ou acidification, décantation, filtration.
Retrait du méthanol quand il y en a.
↳ Écartés ici : savons convertis en acides gras, sels précipités, méthanol.
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D'une solution à environ 15 % à une glycérine brute à environ 80 %.
Sous vide partiel.
↳ Écartée ici : l'eau, en grande quantité.
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Vide poussé, vers 160 à 180 °C, bien au-dessous des 290 °C d'ébullition.
C'est ici, et seulement ici, que la glycérine brute devient glycérine raffinée.
↳ Écartés ici : les sels, les matières organiques lourdes et les polyglycérols, qui restent en pied de colonne.
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Charbon actif de qualité alimentaire, échange d'ions selon les lignes.
Filtration finale.
↳ Écartés ici : traces colorées et odorantes, ions résiduels.
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Teneur ≥ 98 % sur anhydre, eau ≤ 5 %, acroléine ≤ 3 mg/kg.
La glycérine végétale, prête à expédier.
Les deux premières étapes appartiennent à d'autres industries. Une seule change la nature du produit : la distillation sous vide, qui sépare le glycérol de tout ce qui ne s'évapore pas avec lui. Avant elle, on a une glycérine brute ; après elle, une glycérine qui peut devenir additif alimentaire.
Chaque étape en détail
ÉTAPE 1
Réception des huiles et graisses végétales
Les huiles et graisses végétales sont faites surtout de triglycérides. Le bilan de l'hydrolyse publié dans la littérature donne l'ordre de grandeur : 100 g de corps gras et 6,1 g d'eau donnent 95,7 g d'acides gras et 10,4 g de glycérol. La glycérine ne représente donc qu'un dixième environ de la matière de départ. Pour l'additif E 422, seule l'origine végétale est admise depuis 2023.
ÉTAPE 2
Coupure des triglycérides
Trois voies coexistent. L'hydrolyse, ou « fat splitting » : l'eau et le corps gras circulent à contre-courant dans une colonne, à 250-260 °C sous 5 à 6 MPa, sans catalyseur. La saponification : une base, soude ou potasse, transforme le corps gras en savon et libère le glycérol. La transestérification : le méthanol et un catalyseur transforment l'huile en esters méthyliques, le biodiesel, et la glycérine en est le coproduit.
ÉTAPE 3
Séparation de la phase glycérineuse
L'hydrolyse laisse des « eaux glycérineuses » à environ 15 % de glycérol. La savonnerie laisse des lessives où l'on a mesuré de 6 à 16 % de glycérol et 10 à 12 % de sel. Le biodiesel laisse une glycérine brute très variable : les analyses publiées vont de 14 à 87 % de glycérol, avec du méthanol, de l'eau, des savons et des sels.
ÉTAPE 4
Épuration chimique
On neutralise la base restante et l'on acidifie : les savons redeviennent des acides gras, qui se séparent par décantation, et une partie des sels précipite. Dans les essais publiés, une acidification à l'acide phosphorique, à un pH de 1 à 4, porte la glycérine de biodiesel à 93-96 %. Le méthanol, volatil, est retiré par chauffage et détente.
ÉTAPE 5
Concentration par évaporation
L'eau s'évapore bien avant le glycérol. Sous vide partiel, on la chasse sans surchauffer le produit : les eaux glycérineuses, à environ 15 %, deviennent une glycérine brute à environ 80 %.
ÉTAPE 6 — L'ÉTAPE CLÉ
Distillation sous vide
À pression atmosphérique, le glycérol bout à 290 °C et se décompose. Sous vide poussé, il s'évapore vers 160 °C selon les données industrielles transmises à l'EFSA ; un brevet décrit un évaporateur à couche mince à 165-180 °C sous 10 à 20 mbar, pour une glycérine titrant 99,8 à 99,9 % et un rendement de 90 à 95 %. Les sels et résidus lourds restent au fond.
ÉTAPE 7
Décoloration et finition
La glycérine distillée est décolorée et désodorisée au charbon actif de qualité alimentaire, puis filtrée. Certaines lignes ajoutent des résines échangeuses d'ions, qui retiennent les sels encore dissous : dans les essais publiés, cette technique seule atteint jusqu'à 99,4 % de glycérol.
ÉTAPE 8
Contrôle, conditionnement et stockage
Le lot est comparé aux critères de pureté de l'E 422 : teneur, eau, cendres, composés chlorés, 3-MCPD, acroléine, métaux. La glycérine attire l'humidité de l'air : elle se conditionne en contenants étanches, fûts, conteneurs ou citernes, bien fermés, et se garde à l'abri de l'humidité.
Ce que coûte le procédé
Le premier coût est la faible part de départ : un corps gras ne rend qu'environ 10 % de sa masse en glycérol. Côté biodiesel, la règle d'usage est la même : environ 10 kg de glycérine brute pour 100 kg de biodiesel, et cette glycérine ne titre, selon une revue, que 50 à 55 % à la sortie.
Le deuxième est l'eau à évaporer. Faisons le calcul pour l'exemple : 100 kg d'eaux glycérineuses à 15 % contiennent 15 kg de glycérol. Pour les amener à 80 %, il faut en retirer environ 81 kg d'eau, soit plus de cinq kilos d'eau par kilo de glycérol. Toute cette eau doit être chauffée pour partir.
Le troisième est la chaleur tenue au plus juste. Selon le brevet cité, le glycérol commence à perdre de l'eau, à se décomposer et à polymériser vers 180 °C. Le rendement décrit est de 90 à 95 %.
Le paradoxe du biodiesel. Une partie de la glycérine mondiale a longtemps été fabriquée par synthèse, à partir du propylène. Puis le biodiesel a produit tant de glycérine que des usines de glycérine de synthèse ont fermé, faute de débouchés, dès le milieu des années 2000. On en est venu à faire l'inverse : fabriquer à partir de glycérine végétale des produits chimiques qu'on tirait autrefois du propylène.
Pourquoi la glycérine se distille et se mélange à l'eau
La glycérine, propane-1,2,3-triol pour les chimistes, est une petite chaîne de trois carbones qui porte trois groupes hydroxyle, les mêmes « OH » que ceux de l'eau et de l'alcool. Ils s'accrochent entre eux et à l'eau par des liaisons hydrogène : tout son comportement en découle.
Elle est miscible à l'eau et hygroscopique : elle capte l'humidité de l'air. Elle est sirupeuse, parce que ses molécules se retiennent entre elles. Elle est lourde : sa densité relative est d'environ 1,26. Et elle bout tard, à 290 °C, une température où elle se décompose en dégageant des fumées d'acroléine, corrosives. Pour la distiller, il faut abaisser la pression, donc la température d'ébullition. Les sels, eux, ne s'évaporent pas : c'est ce qui rend la distillation si efficace pour les séparer.
Le paradoxe de l'acroléine. La même chaleur qui permettrait de séparer la glycérine de ses impuretés est celle qui la dégrade. Le règlement européen a d'ailleurs ajouté en 2023 une limite propre à cette impureté : 3 mg/kg au plus dans l'E 422. Le vide est la condition pour purifier sans abîmer.
Brute, technique, raffinée : qualités et dénominations
Ce qui sépare les qualités, c'est le degré d'épuration et le texte qui les encadre.
| Qualité | Où elle s'arrête dans le procédé | Usage |
|---|---|---|
| Glycérine brute | Après séparation ou concentration ; titre très variable, sels, eau, méthanol possibles | Matière première à raffiner ; valorisations non alimentaires. |
| Glycérine technique | Épurée, parfois distillée, sans viser les critères alimentaires | Usages industriels. |
| Glycérol E 422 | Distillé et fini ; origine végétale uniquement ; ≥ 98 % sur anhydre | Additif alimentaire. |
| Glycérol et glycérol à 85 % | Qualités des pharmacopées ; le second est un mélange de glycérol et d'eau | Pharmacie. |
Végétale, animale, de synthèse
Chimiquement, le glycérol est la même molécule, qu'il vienne du suif, d'une huile ou du propylène.
Pour l'alimentation, la question est tranchée depuis le règlement (UE) 2023/1329 : l'E 422 ne peut provenir que d'huiles et de graisses végétales, directement ou via la glycérine du biodiesel.
Glycérine et agriculture biologique
Le règlement d'exécution (UE) 2021/1165 liste les additifs admis dans les denrées biologiques. Le glycérol E 422 y figure, avec des conditions : d'origine végétale et issu de la production biologique.
Ses emplois sont limités : extraits de plantes et arômes, où il sert de solvant et de support, humectant des capsules molles, enrobage des comprimés.
Ce que la glycérine apporte à une recette
Solvant et humectant
Le comité mixte FAO/OMS d'experts des additifs la classe comme humectant, solvant, agent de texture et plastifiant. Dans un extrait de plantes, elle sert de solvant et de support ; ailleurs, elle retient l'eau.
Stockage
Récipient bien fermé, à température ambiante : la glycérine absorbe l'eau de l'air, ce qui en abaisse la teneur. Pure, elle a un point de fusion de 18 °C.
Étiquetage
Elle figure dans la liste des ingrédients comme « glycérol » ou « E 422 », précédé de sa fonction. Au-delà de 10 % de polyols ajoutés, la mention « une consommation excessive peut avoir des effets laxatifs » est obligatoire. Avec plus de deux fonctions alcool, la glycérine entre dans la définition réglementaire des polyols.
Pour la suite, voir la fabrication des teintures mères, qui présente aussi nos extraits glycérinés.
Où retrouver la glycérine chez nous
Nous ne vendons pas de glycérine en l'état. Vous la retrouvez dans nos extraits de plantes fraîches, les E.F.G.M. ou « extraits fluides glycérinés miellés » : ils sont préparés sur une base d'eau, de glycérine végétale et de miel, avec un alcool de l'ordre de 14,5 à 16 % du volume, et présentés en flacons de 250 ml. Certains de nos complexes de plantes fraîches, en 500 ml, relèvent de la même famille.
Voir les extraits de plantes fraîches
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Sources
- Règlement (UE) 2023/1329 de la Commission du 29 juin 2023 modifiant le règlement (UE) n° 231/2012 (spécifications du E 422) — définition (origine végétale, distillation) et critères de pureté.
- EFSA, groupe FAF, « Follow-up of the re-evaluation of glycerol (E 422) as a food additive », EFSA Journal, 2022 — procédés décrits par l'industrie.
- EFSA, groupe ANS, « Re-evaluation of glycerol (E 422) as a food additive », EFSA Journal, 2017 — réévaluation de l'additif.
- JECFA (FAO/OMS), évaluations du glycérol (INS 422) — fonctions technologiques.
- Règlement d'exécution (UE) 2021/1165 de la Commission du 15 juillet 2021, annexe V, partie A — conditions d'emploi du E 422 dans les denrées biologiques.
- Règlement (UE) n° 1169/2011, annexe I (définition des polyols), annexe III, point 2.4 (mention sur les polyols au-delà de 10 %), annexe XIV (coefficient énergétique des polyols).
- Tan H. W., Abdul Aziz A. R., Aroua M. K., « Glycerol production and its applications as a raw material: a review », Renewable and Sustainable Energy Reviews, 27, 2013 — bilan de l'hydrolyse, teneurs des phases glycérineuses, échange d'ions.
- Kumar L. R., Yellapu S. K., Tyagi R. D., Zhang X., revue sur la variabilité de la glycérine brute, Bioresource Technology, 2019 — composition et épuration de la glycérine brute.
- Wang W.-C., Turner T. L., Stikeleather L. F., Roberts W. L., « Exploration of process parameters for continuous hydrolysis of canola oil, camelina oil and algal oil », Chemical Engineering and Processing, 2012 — hydrolyse continue sans catalyseur.
- Israel A. U., Obot I. B., Asuquo J. E., « Recovery of glycerol from spent soap lye by-product of soap manufacture », E-Journal of Chemistry, 2008 — lessives de savonnerie.
- Oliveira et al., « Improvement of the crude glycerol purification process derived from biodiesel production waste sources through computational modeling », Sustainability, 14(3), 2022 — neutralisation, retrait du méthanol, distillation sous vide.
- Brevet US 4 655 879, « Glycerol distillation process », 1987 — conditions de distillation, pureté, rendement.
- OIT/OMS, Fiche internationale de sécurité chimique ICSC 0624, Glycérol — propriétés physiques.
- « Glycerin surplus », Chemical & Engineering News, 84(6), 2006 — glycérine de synthèse et biodiesel.
- Fiches produit Crystal Gourmet — extraits et complexes de plantes fraîches.
Les conditions opératoires citées sont celles de la littérature scientifique publiée ; chaque fabricant a les siennes.
Voir aussi : la fabrication de l'alcool végétal · la fabrication de l'huile de colza · la fabrication de la lécithine de tournesol · la fabrication des teintures mères · tous nos savoir-faire. Nous sommes toujours disponibles au 06 66 45 88 96.