Pressoir à Olives : Différence entre versions

Version du 26 septembre 2013 à 09:56

Introduction - Problématique

Voir le Préambule général.

• N’est a priori concerné par le presse-olives open source envisagé ici initialement que le tout petit producteur, ie moins de 300 kg par an.

Le pressoir envisagé initialement ici est typiquement destiné à la consommation d’une famille. (Cette clientèle n’est pas celle qui fait vivre les moulins. Les moulins sont avant tout là pour le traitement des grosses quantités).

• Le présent document "Introduction" sera normalement suivi par au moins 1 autre document "Questions" et au moins un document "Mise en Oeuvre" (au moins 2 pistes techniques semblent en effet d'ores et déjà possibles) --Vincent du 04 20 janvier 2012 à 10:22 (CET)

Solutions existantes

• Passage au moulin : estimation du coût = 50% de la récolte (+ les déplacements + le compost) + obligation de ramasser de grandes quantités en une seule fois

• Pressoirs du commerce : 50 litres 1200 euros en 2011

Il ne semble pas y avoir de grande offre commerciale pour un pressoir tel qu’envisagé ici. Il existe bien des pressoirs à fruits (pommes, raisins, etc), mais a priori ils ne sont pas adaptés à un fruit dur comme l’olive. En 2011, on trouve des pressoirs à fruit 12 litres pour 110 euros.

Liens :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Extraction_de_l%27huile_d%27olive

http://fr.wikipedia.org/wiki/Moulin_%C3%A0_huile

et comme d’habitude, google est une mine.

Un pressoir open-source DIY, pourquoi ?

Quelques considérations en vrac :

• il existe de nombreuses formes anciennes de pressoir à olives. Les techniques employées étaient évidemment dépendantes des matériaux disponibles à l’époque ainsi que des sous-ensembles préfabriqués également disponibles.

En 2011, on dispose de matériaux et de sous-ensembles qui n’existaient pas anciennement, peut-être cela permettrait-il de construire un pressoir DIY efficient ? A noter que cette remarque oriente déjà plutôt vers les anciens types de pressoir, mais modernisés / revampés.

• Le passage au moulin coûte 50% de la récolte (coût qui n’a cessé d’augmenter. En 1945, ce coût (estimation) était de 10%). (En France, il y a des milliers d’oliviers non-récoltés du fait des coûts de récolte et de pressage.)

Ceci pour dire qu’un pressoir DIY n’a pas besoin de viser le même rendement technique qu’un pressoir industriel. Même si un pressoir DIY n’extrayait que 50% d’huile, il resterait finalement aussi rentable qu’un passage au moulin. (Ce qui n’est pas une raison pour ne pas chercher à atteindre de bons rendements).

• Nous assistons aujourd’hui à une course effrénée aux brevets. Dans tous les domaines. Course pas toujours bénéfique au plus grand nombre.

Concevoir en open source et publier plans et schémas, c’est aussi prendre date et se prémunir de revendications de propriété intellectuelle ultérieures sur les dispositifs concernés. Il vaut peut-être mieux prendre certaines dispositions tant qu’il est encore temps et que tout n’est pas verrouillé. Les paysans qui seront taxés pour ressemer leurs propres semences s’en rendent compte aujourd’hui.

Voir aussi le paragraphe Intérêts

Spécificités de l'usage individuel

Un pressoir à olives utilisé individuellement, ie pour de petites quantités, n'a pas les mêmes contraintes qu'un pressoir de moulin qui doit débiter, rapidement, des quantités importantes. On est là aussi complètement dans une problématique de centralisation/grosses quantités=engorgement contre décentralisation/petites quantités=souplesse.

Le pressoir de moulin privilégiera ainsi plutôt des solutions techniques de fonctionnement continu, sans interruption pour charge/décharge (chargement d'olives/déchargement d'olives compressées).

Le pressoir individuel n'a pas cette contrainte.

(Ce qui n'empêche en rien de rechercher quand même des solutions techniques performantes).

Intérêts du pressage et du pressoir individuel

1. garantie de fraicheur maximale : permet le pressage "à la carte", à mesure de la cueillette,
2. garantie d’avoir l’huile de ses propres olives ! même pour petites quantités (impossible au moulin)
3. maitrise totale du process de pressage. L’utilisateur fait comme il veut : adaptation du process à la qualité du fruit (hygrométrie, etc),
   • Il triture, ou pas, avant. (important)
   • Il chauffe (ou pas) à son goût. (important)
   • Il presse rapidement ou doucement, (important)
   • fractionnement du process à la carte, eg 1° pression légère, mise du broyat de coté, puis 2° pression sur le restant. (important) Impossible au moulin pour de petites quantités.
4. souplesse du planning de cueillette
5. suppression du coût du moulin (50% de la récolte !),
6. suppression de(s) déplacement(s) au moulin,
7. récupération du moût (pour compost)
8. pressage éventuels d’autres fruits

Cahier des charges général

• assemblage / démontage facile, voire transport facile
• assemblage de pièces standards, pas trop coûteuses,
• versatilité : pouvoir réaliser des variations (forks) facilement,
• indépendance entre la presse elle-même et les sources de pression
• versatilité : pouvoir changer, voire rajouter facilement des sources d'énergie de pression différentes sur l’installation
• encombrement réduit. Ce n’est sans doute pas un critère indispensable, mais on peut espérer que les matériaux d’aujourd’hui et les sous-ensembles disponibles aujourd’hui permettent de remplacer certaines des solutions pesantes et encombrantes des pressoirs anciens (?)
• presse à froid : chauffage minimal, aussi bien exogène que endogène
• polyvalence : pouvoir presser autre chose que des olives

On notera que le fait de traiter de petites quantités (<300 kg) supprime certaines contraintes propres aux "grosses" machines. Dans un moulin qui doit traiter plusieurs tonnes d’olives, les machines qui fonctionnent "en continu", doivent pouvoir à tout instant presser simultanément plusieurs kilos ou dizaines de kilos. Un modèle réduit de machine industrielle ne conviendrait pas à un moulin, mais pourrait suffire à un particulier.

Le cahier des charges ci-dessus se veut très général (presque un catalogue de voeux pieux !).

Ce cahier des charges deviendra plus technique selon les pistes de solutions qui émergeront.

Considérations physiques

Mouflage

• Pour une force donnée, au plus la surface d’application est petite, au plus la pression est élevée (voir eg les enclumes de diamant).

Cette considération oriente plutôt vers une forme de pressoir où la partie où se réalise l’écrasement serait petite.

A l’extrême limite, si on traite olive par olive, il n’y a pas besoin d’une pression très élevée pour extraire l’huile.

• Pour une source de pression donnée, il existe des mécanismes de démultiplication / levier / mouflage, capables de démultiplier la pression (ou traction) initiale.

Ces mécanismes sont certainement intéressants pour un système open source. Ces mécanismes peuvent éventuellement être déjà directement intégrés dans le sous-ensemble moteur, eg treuil de bateau. ex : treuil manuel : quotient de transmission (rapport pignon) 4:1 ET 8:1

Considérations pratiques quant au matériel

Mécanismes capables de produire de la pression :

• treuil de bateau, manuel à manivelle ou motorisé. ex : petit treuil manuel à manivelle à 15 euros, traction 500kg. ex : treuil électrique 100 euros, traction 5000 kg
• sangle de camionneur : problème de capacité du tambour
• barre acier levier.
• rouleaux genre presse papier (machine à faire des pâtes)

A noter que les presses cellules à enclumes de diamant (DAC) (mécanismes capables de produire les plus hautes pressions existantes ... sont fabriqués avec vis + bras de levier) http://www.uec.ac.jp/research/activity/seminar/aas2010/eng/abst/sl10.html http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-cellule-diamant.xml http://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_%C3%A0_enclumes_de_diamant

La vis est probablement un des systèmes de démultiplication les plus efficaces qui soit. En effet, on a un pas de vis fixe d'un coté, mettons 2 mm de hauteur par tour (ex = gros boulons pour poteaux edf) ... et on peut choisir le périmètre du cercle d'effort très largement.
Avec eg une barre de 1m de long enfichée perpendiculairement sur la tête de vis, un tour complet fera 2.PI.R = 3.14 mètres.
Et cela pour un abaissement de 2mm = 0.002 mètre.
Le rapport de démultiplication est donc de plus de 1500 !
Système dit "vérin manuel vis-écrou" (http://fr.academic.ru/dic.nsf/frwiki/1723210). Pas facile de trouver mieux aussi simplement.
Avec système de clé à cliquet.

http://study.urfu.ru/view/aid/8922/1/index.files/french/grammar/Phrase.files/phrase_exe_4/index.htm

Considérations quant au pressage et à l'extraction de l’huile

filtre

(Considérations empiriques, mais pas uniquement)

1. la trituration (excès) est plutôt néfaste
2. une température trop élevée est plutôt néfaste
3. les 2 points précédents militent plutôt pour un pressage statique et lent.

Un pressage lent s’accommode bien d’une production de pression manuelle (pas forcément besoin de motorisation).

Position/agencement/dimension des sorties de l'huile

1. L'évacuation de la partie liquide, qui doit se frayer un chemin à travers les olives en cours d'écrasement est a priori l'une des difficultés.
2. Au plus il y a d'olives, au plus cela est difficile (mais cela dépend évidemment de la forme dans laquelle les olives sont compressées, et entre autres du ratio entre surface externe et volume)
3. Là aussi la vitesse du process entre en jeu. Si on laisse plus de temps à l'huile pour percoler, il y a moins de difficultés que s'il faut que ça aille vite.
4. Le choix de la grille de filtration (ou autre dispositif) est certainement aussi important

• Pendant l'écrasement des olives, comment se répartit l'huile qui sort des olives écrasées ?

Est-ce qu'elle monte ? est-ce qu'elle descend ? est-ce qu'elle se répartit uniformément ? Est-ce que cela dépend de la vitesse du process ?

• Une particule de matière sèche dans un récipient rempli d'huile d'olive, elle descend ?

A priori, oui. En effet, une olive plongée dans un récipient rempli d'huile d'olive se met à couler immédiatement (et rapidement). La simple gravité et la différence de densité entre l'huile et la matière sèche devrait (?) donc suffire pour provoquer une ségrégation en 2 phases. Le fait que l'ensemble soit ou non sous pression ne change normalement rien.
D'après http://fr.wikipedia.org/wiki/Olive une olive contient 18.5% d'huile + 55.2% d'eau + 26.3% de matière sèche. Il s'agit d'un résultat moyen sur 60 variétés françaises d'olives. Un petit test sur 6 oliviers différents montre que l'olive coule dans l'eau, coule dans l'huile, et que l'huile surnage dans l'eau. Tout ça quasi instantanément. La ségrégation de ces 3 composants par gravité devrait donc fonctionner.
Ces considérations militent a priori pour une sortie des liquides (eau + huile) situé au-dessus de la sortie de la matière sèche. Il y a même probablement intérêt à positionner la sortie de matière sèche tout en bas et la sortie des liquides tout en haut (?).

Sortie par le haut, via des tuyaux verticaux transparents et coniques à la base (pour que les particules solides puissent redescendre) ?

• La première chose qui sort lors du pressage, c'est l'air entre les olives.
• La matière qui constitue une olive est fibreuse (?).

Analyse du système de Dave Hakkens

• http://www.davehakkens.nl/work/wind_oil/
• http://www.davehakkens.nl/arquitectura/
• http://www.davehakkens.nl/blog/wp-content/uploads/2013/09/big.jpg
• http://www.davehakkens.nl/presskit/windoil.zip (dossier de presse, avec images grand format)

Ce système se veut multi-fruits : noix, noisettes, amandes, graines de lin, tournesol, sésame, potiron, etc. Il semble y avoir une olive dessinée parmi les graines, mais en fait ça doit être une graine de potiron plutôt.

Bases du système

D'après cette page et la vidéo et les images qu'elle contient, on comprend les bases de son système :

• une éolienne classique
• un réducteur de vitesse en sortie = grand engrenage en plastique

Le réducteur réduit la vitesse, mais surtout il démultiplie la force de triturage

• un simple entonnoir haut pour l'alimentation en fruits
• un tritureur constitué d'un tuyau (semble en cuivre) d'environ 2/3 cm de diamètre avec
  • une mèche intérieure qui semble être une simple mèche à bois (de gros diamètre) un peu longue
  • Sortie basse pour les résidus solides. Cette sortie s'enfiche en bas du tuyau (avec une petite vis latérale pour l'empêcher de se barrer). On peut présumer qu'il y a différents diamètres de sortie selon les fruits triturés.
  • Entrée des fruits environ 8 cm au dessus du bas
  • Sortie huile (il y a visiblement un opercule percé). Il s'agit d'un point important. C'est en effet probablement l'accumulation/compression de résidus en partie basse qui empêche l'huile de sortir par le bas. La hauteur de cette sortie ainsi que le dimensionnement (nombre, diamètre) des opercules sont sûrement des paramétrages délicats.

Points intéressants

• simplicité globale, simplicité des composants
• encombrement du pressoir/tritureur
  • réduit
  • puisque réduit => volume traité faible => bon ratio entre force disponible appliquée sur le volume traité
• capacité à modifier facilement le système => on doit pouvoir tester pas mal de configurations
• la démultiplication de la force de triturage. Démultiplication par vis = un des systèmes les plus efficaces
• utilisation de la gravité
• pas de chauffage exogène
• l'emploi de cuivre = pas de souci coté alimentaire
• on doit pouvoir remplacer l'éolien par autre chose assez facilement
• le système réalise l'alimentation en continu des pressoirs professionnels actuels à vis
• la lenteur du système doit faciliter la percolation de l'huile. Puisque la lenteur donne du temps à la percolation, moins de force est requis. On échange du temps contre de la force.
• la lenteur réduit aussi le chauffage endogène (friction plus lente = température moins élevée)

Si on lit attentivement les critères requis ici même, on s'aperçoit que ce système semble TOUS les satisfaire !

Problèmes potentiels, améliorations, etc

• La vidéo montre un pressage idéal ... il y a fort à parier que la réalité diffère un peu.
• Sauf erreur, ce système n'a pas été testé sur des olives, or la caractéristique des olives est précisément la dureté des noyaux (mais ce n'est sans doute pas non plus un problème rédhibitoire). Le concepteur du système est en Hollande, ceci peut aussi expliquer pourquoi pas de tests avec des olives.
• Il faut s'assurer que la mèche tritureuse ne frotte pas contre les parois internes du tube en cuivre, sinon risque de pollution de l'huile. Ajout de bague(s) en plastique sur la mèche ? (on ne voit rien de tel sur les illustrations).

• alimentation par pyramide inversée en plastique transparent + tuyau transparent, pour bien visualiser la dynamique
• séparer le réservoir d'alimentation de l'axe de rotation
• pouvoir jouer sur la longueur du tube par ajouts de pièces
• tuyau d'eau filetés en acier => versatilité facile
• jeu d'opercules de sortie d'huile pour utiliser le plus adapté
• la sortie d'huile peut sans difficulté faire l'objet de filtrages supplémentaires
• pour les tests on peut envisager d'utiliser une perceuse montée sur colonne en mode rotation lente (?). Attention cependant, vitesse lente + mèche de gros diamètre est une combinaison qui peut faire chauffer excessivement certaines perceuses.

Inclinaison tube/vis

On peut penser à jouer sur l'inclinaison du tube/mèche, mais la ségrégation est a priori optimale pour la position verticale. J'écris volontairement a priori, car l'excellent document http://www.atelier-du-lys.com/img/skins/AXIA_DESCRIPTIF.pdf montre un système à tube/vis horizontal. Mais pour ce système, c'est peut-être le fort diamètre (~10cm) qui permet l'horizontalité.

La position verticale est probablement la meilleure pour la ségrégation ... sous réserve que le milieu soit libre (d'où l'intérêt (entre autres) d'un fort diamètre). Or, avec un système tube/vis, le milieu est exigu, avec beaucoup de frottement. La résistance à la traversée de la matière sèche, compactée, peut constituer une force bien plus importante que la gravité.

Un intérêt éventuel de l'horizontalité est de permettre a priori de caser des sorties de liquide sur toute la longueur du tube (comme une flûte). Les liquides ne sont donc jamais très loin d'une sortie, la distance qu'ils ont à parcourir est raccourcie, le risque de blocage/bourrage est diminué.

Fixation de la mèche sur l'axe de rotation

... ça dépend de la mèche. Mais a priori, il faut plutôt employer une mèche de fort diamètre.

• • Mèche avec base de gros diamètre => forage d'un trou central, puis filetage de ce trou ? (pas facile)
  • Mèche avec base de petit diamètre (comme sur les illustrations) => filetage externe et ajout d'un cylindre fileté pour l'accouplement
  • Si la longueur de la mèche le permet, on peut aussi tout simplement employer un mandrin de récupération.
  • le plus simple : un tuyau acier dont le diamètre interne est le diamètre de la mèche, et percé d'un ou plusieurs petits trous filetés à son extrémité. On enfiche la mèche dedans sur toute sa partie lisse, jusqu'au niveau de la partie non-lisse. Il suffit alors de visser un boulon dans un trou pour bloquer la mèche.

Système VA1

• Il s'agit d'un système non-continu, à utiliser tel quel (avec des olives), ou avec du résidu issu d'un autre système.
• Le contenant serait un tube acier de gros diamètre, ~10cm, de manière à pouvoir traiter au moins 5 litres simultanément.

Cylindres possibles pour un volume de 5 litres :

• Longueur = 100 cm et Diamètre intérieur = 8 cm
• Longueur = 64 cm et Diamètre intérieur = 10 cm

De tels tubes se trouvent dans les magasins de matériel d'irrigation. L'épaisseur est cependant conséquente ... pas facile à travailler/percer.

Par ailleurs, s'il y a un collecteur interne au tube, cela diminue d'autant le volume utile.

On peut partir

Sortie des liquides

On peut imaginer plein de systèmes pour la sortie des liquides :

1. un tube intérieur collecteur axial et percé d'autant de trous que nécessaire sur tout son long.

Mais pas facile alors de voir/contrôler ce qui se passe. (mais est-ce bien nécessaire ?). Sans doute la moins mauvaise solution.

1. le tube principal (contenant) en position horizontale et percé comme une flûte. Le perçage n'est sans doute pas une mince affaire vu l'épaisseur des tubes de fort diamètre.
2. comme précédemment, mais avec un tube intérieur positionné en haut. Mais ça complique tout le reste.
3. le tube principal (contenant) en position verticale et la surface d'appui percée de trous multiples. Problème potentiel, les liquides en bas de tube doivent traverser toute la colonne de matière compactée pour sortir.

• l'application de la pression pourrait se faire via un système de câble mouflé. Ce câble mouflé pourrait

Documentation

• http://fr.wikipedia.org/wiki/Olive
• http://www.davehakkens.nl/work/wind_oil/
• http://www.atelier-du-lys.com/img/skins/AXIA_DESCRIPTIF.pdf Pressoir industriel moderne (détails techniques)
• http://www.lemoulindelafare.fr/images/huile-olive-pressoir2.jpg Filtre
• http://hackaday.com/2013/03/13/briquette-press-for-rocket-stove-fuel presse DIY pour briquettes (vidéo 14')
• http://home.fuse.net/engineering/ewb_project.htm
• http://forums.beyond.ca/showthread/t-239375.html 4 tonnes de poussée
• http://www.vintageprojects.com/machine-shop/press-shop-2-ton.html

On trouve pas mal de projets intéressants avec google "diy press"

Contributeur(s)

(Il suffit de cliquer sur le bouton signature dans l'éditeur)

--Vincent du 04 14 janvier 2012 à 11:02 (CET) : Premier jet du projet

Voili, voilou.

Tous ajouts, commentaires, corrections, à ce premier jet sont bienvenus.