Production de Farine de Maïs à Petite Échelle (CTA - ILO - WEP, 1990, 140 p.) CHAPITRE 4. TECHNIQUES DE MOUTURE DU MAIS (introduction...) 4.1. Prétraitement du maïs destiné à la mouture 4.2. Description des techniques de mouture 4.3. Moulins à eau 4.4. Moulins à meules métalliques ou à meules de pierre et broyeurs à marteaux 4.4.1. Moulins à meules métalliques 4.4.2. Broyeurs à marteaux 4.4.3. Moulins à meules de pierre (naturelle ou artificielle) 4.4.4. Rendements comparés des moulins à meules et des broyeurs à marteaux 4.4.5. Maintenance des moulins et broyeurs à moteur 4.5. Appareils à cylindres

Production de Farine de Maïs à Petite Échelle (CTA - ILO - WEP, 1990, 140 p.)

CHAPITRE 4. TECHNIQUES DE MOUTURE DU MAIS

Il existe de nombreuses techniques de mouture suivant les échelles de production et les types et qualités de farine de maïs que l’on veut obtenir. Les installations les plus modestes sont destinées aux ménages (mortiers et pilons, petits moulins à bras), alors que les plus Importantes utilisent en général des appareils à cylindres. Pour les échelles de production intermédiaires, on se sert de moulins à meules de pierre ou à meules métalliques ou encore de broyeurs à marteaux. Ce dossier portant essentiellement sur la production à petite échelle, nous insisterons sur ces dernières techniques et ne donnerons qu’un bref aperçu de la technologie des appareils à cylindres. Nous n’examinerons pas non plus les méthodes de mouture utilisées dans les foyers; en effet, dans les régions rurales, les femmes s’adressent de plus en plus à des moulins à façon ou communautaires pour se consacrer à des activités plus productives.

4.1. Prétraitement du maïs destiné à la mouture

En général, le maïs non traité, égrené et séché est simplement transformé en semoule ou en farine pour la préparation de produits traditionnels. Certains de ceux-ci exigent toutefois un traitement préalable du maïs.

En Amérique centrale et en Amérique du Sud, le maïs sert souvent, dans les ménages comme dans le commerce, à la préparation de galettes sans levain, les “tortillas”. Avant la mouture, le grain est bouilli pendant 15 à 20 minutes dans une solution alcaline d’hydroxyde de sodium et de calcium; cette méthode de cuisson alcaline du grain de maïs entier s’appelle la nixtamalisation. Ce traitement détache le son et l’opercule terminal que l’on peut facilement éliminer, en même temps que tout excès alcalin, par simple lavage. A ce stade, le grain légèrement ramolli peut être moulu à l’état humide dans un moulin mécanique à meules métalliques pour obtenir de la pâte à tortillas (“masa”). Lorsqu’on désire des tortillas fraîches, la “masa” est formée et culte sur place. Oh peut aussi, après avoir procédé au même traitement alcalin et à un rinçage, faire sécher le grain légèrement ramolli dans un four à pétrole ou électrique, le moudre dans un broyeur à marteaux, le conditionner et le commercialiser sous forme de farine instantanée pour tortillas. Ce prétraitement confère au produit final un goût caractéristique très apprécié et augmente la valeur nutritive du maïs.

Les grains de maïs peuvent aussi être légèrement grillés avant d’être moulus. En Amérique centrale, une boisson ou un brouet local particulièrement apprécié - le pinol ou pinolillo - est un mélange de farine complète de maïs grillé (moulue dans un broyeur à marteaux), de fèves de cacao grillées et d’autres céréales et d’épices telles que la muscade et la cannelle. Le grillage du maïs en renforce l’arôme et le rend plus digestible, grâce à la gélatinisation de l’amidon. On retarde également, de cette manière, le processus de rancissement, en rendant inactifs les enzymes de la farine. La durée de conservation du produit s’en trouve prolongée.

4.2. Description des techniques de mouture

Il existe deux techniques principales de mouture: dans l’une, le grain est moulu directement sans avoir subi de traitement préalable; dans l’autre, on le soumet à certains traitements avant la mouture. La première méthode donne la farine complète, qui contient le son et le germe, alors que la seconde permet d’obtenir toute une gamme de produits, y compris des farines partiellement ou totalement dégermées.

La production de farine complète est réalisée selon le premier procédé dans trois types de moulins ou de broyeurs: des moulins à meules métalliques, des moulins à meules de pierre et des broyeurs à marteaux. La production de ces moulins varie de 25 kg/h pour les moulins à meules à plus de 10 000 kg/h pour certains broyeurs à marteaux de grande capacité. Les principales caractéristiques techniques de ces trois types de moulins ressortent du tableau 8. Ils peuvent tous être entraînés par l’énergie hydraulique ou par des moteurs diesels ou électriques entre autres.

Tableau 8
Données techniques relatives à quelques types de moulins et broyeurs

	Type de machine
Caractéristiques	Moulins à meules métalliques	Broyeurs à marteaux	Moulins à meules de pierre
Vitesse de rotation (tours/mn)	600	Jusqu’à 3 600	600-800
Puissance du moteur électrique (kW)	0,4-4	2-150	0,4-15
Diamètre des meules (cm)	25	-	20-56 (v)* 61-71 (h)*
Débit horaire moyen par kW (kg)	67	74	80 (v)* 87-107 (h)*
Débit horaire moyen (kg)	27-270	148-11 100	32-1 200 (v)* 35-1 600 (h)*

v*: Meules verticales
h*: Meules horizontales

Certains moulins à meules métalliques de faible capacité peuvent avoir recours à l’énergie animale ou éolienne. Certaines machines peuvent être couplées à la prise de force d’un tracteur. La farine complète peut être tamisée pour en éliminer les gros morceaux de son et de germe. Ces machines peuvent être dotées de dispositifs pour le nettoyage du grain et son tamisage. Les moulins à eau sont, pour la plupart, des moulins artisanaux, alors que les autres moulins ou broyeurs à moteur peuvent, selon leur lieu d’installation et leur échelle de production, être soit des moulins artisanaux, soit des moulins industriels.

Le choix du type de moulin est déterminé, d’ordinaire, par les préférences locales, l’échelle de production envisagée et le type de produit. Les moulins à meules métalliques sont extrêmement répandus dans certaines régions d’Afrique occidentale (au Cameroun, au Ghana, au Nigéria et en Sierra Leone, par exemple), alors que les broyeurs à marteaux sont couramment utilisés en Afrique orientale (Kenya, Malawi, République-Unie de Tanzanie). Les moulins à meules de pierre pour la mouture sèche du maïs prédominent en Amérique centrale et en Amérique du Sud, dans le sous-continent indien, en Afrique du Nord et au Moyen-Orient. Les broyeurs à marteaux sont surtout utilisés pour la production d’aliments moulus destinés aux animaux, notamment en Afrique occidentale, en Indonésie et en Amérique centrale.

La seconde technique de mouture est utilisée avec les appareils à cylindres, où le maïs subit une série de prétraitements (nettoyage, conditionnement, dégermage, blutage, réduction, etc). Ces moulins produisent un certain nombre de produits destinés à diverses préparations alimentaires. La composition de quelques-uns de ces produits et les rendements correspondants des opérations de mouture sont indiqués au tableau 9. L’éventail des produits varie généralement, d’un moulin à l’autre, en fonction des besoins du marché. Le taux d’extraction des produits transformés secs est de l’ordre de 80 pour cent. En général, la plus grande partie de la production est composée de grits dégraissés ou de farines de première qualité délipidées ayant une teneur en matières grasses inférieure à 1 pour cent, tandis qu’une petite partie est constituée par des farines de moindre qualité ayant une teneur en matières grasses comprise entre 1 et 2 pour cent, les sous-produits (le germe et le son) constituant les 20 pour cent restants. Le germe est traité d’ordinaire pour obtenir de l’huile, alors que le son est utilisé pour l’alimentation animale.

La capacité de production des appareils à cylindres modernes varie entre 48 et 300 tonnes de maïs par 24 h (soit 2000 à 12500 kg/h). On trouve cependant quelques installations plus petites dont la production se limite à 7-9 tonnes de maïs par 24 h (soit 300 - 400 kg/h). Le Central Food Technological Research Institute, en Inde (voir l’annexe III), a récemment mis au point un petit appareil à cylindres qui est livré clés en mains pour la production d’un petit nombre de produits dérivés du maïs, en particulier dans les régions rurales. Les plans détaillés de cet appareil peuvent être obtenus, pour une somme modique, auprès de cette institution.

Les sections qui suivent fournissent des informations techniques sur les moulins à meules de pierre ou à meules métalliques et sur les broyeurs à marteaux. Les appareils à cylindres ne seront qu’évoqués, car ils n’entrent pas dans le cadre de ce dossier.

4.3. Moulins à eau

Les moulins à eau sont essentiellement des moulins à meules de pierre entraînées par le courant. Une section distincte (4.4.3) sera consacrée aux moulins à meules de pierre fonctionnant au moyen de moteurs diesels ou électriques.

Les moulins à eau de type classique comportent deux meules horizontales, plates, circulaires, situées l’une au-dessus de l’autre sur un axe commun. Ils sont couramment utilisés sur les hauts plateaux d’Afrique orientale, dans l’Himalaya et dans les Andes qui comptent beaucoup de torrents rapides. La figure 26 présente la coupe transversale d’un moulin à meules actionné à l’eau.

Tableau 9
Produits dérivés du maïs dégermé Rendement et composition (valeurs courantes)

Produits dégermés*	Rendement de mouture (pour cent)	Plage habituelle des particules (mm)	Humidité	Lipide	Fibres	Cendres	Protéines
			------------------ (pour cent) ------------------
Grits en flocons	12	3,4-5,8	14	0,7	0,4	0,4	8,4
Gruau grossier	15	1,4-2,0	13	0,7	0,5	0,4	8,4
Gruau moyen	23	0,65-1,4	13	0,8	0,5	0,5	8,0
Semoules	3	0,30-0,65	12	1,2	0,5	0,6	7,6
Farines	4	moins de 0,2	12	2,0	0,7	0,7	6,6

* Obtenus par des procédés fournissant une série de produits. Le rendement et la composition des produits dépendent des spécifications fixées dans chaque cas.

Le courant (débit minimal égal à 500 l/s environ) fait tourner une roue à aubes en bois qui entraîne la meule supérieure par l’intermédiaire d’un arbre vertical en bols; cette meule tourne à une vitesse d’environ 120 t/mn sur la meule inférieure qui est fixe (James, 1982; Temple, 1974; Ndambuki, 1981) (figure 27). Le grain est distribué par une trémie d’alimentation (dont l’orifice de sortie a un diamètre de 15 cm environ) au centre de la meule supérieure dont la rotation l’entraîne vers la périphérie pendant la mouture. Des rainures taillées dans les meules favorisent le mouvement du grain; leur profondeur décroît progressivement du centre vers la périphérie, le maïs étant ainsi moulu en granules de plus en plus fins. La mouture est recueillie dans une rigole externe. L’écartement des meules peut être réglé au moyen d’un simple coin, ce qui modifie la pression de mouture et permet d’obtenir des farines de textures diverses.

Les moulins à eau courants, équipés de meules de 75 cm de diamètre environ, produisent de 25 à 50 kg de farine par heure, selon le degré de finesse désiré et la vitesse de rotation des meules, elle-même fonction du débit liquide.

Les moulins à eau peuvent être construits par les artisans locaux à partir de matériaux trouvés sur place. Quant aux meules elles-mêmes, elles peuvent être soit fabriquées et taillées sur place, soit importées.

Source: Temple (1974)

4.4. Moulins à meules métalliques ou à meules de pierre et broyeurs à marteaux

4.4.1. Moulins à meules métalliques

Dans les moulins à meules métalliques (que l’on désigne, parfois aussi, sous les noms de moulins à disques ou moulins à plateaux), la mouture est réalisée par deux disques métalliques parallèles logés à l’intérieur d’un carter (figure 28). La machine elle-même est montée sur un bâti (acier spécial, fonte aciérée, etc.) ou sur un socle. L’un des disques est fixe, l’autre étant entraîné par une courroie reliée à un moteur électrique (0,4 -4 kW) ou à un moteur diesel (11 - 19 kW). Il existe aussi des modèles qui peuvent être branchés sur la prise de force d’un tracteur.

Le disque mobile tourne à une vitesse de l’ordre de 600 t/mn. Le grain sortant d’une trémie est amené par une vis sans fin dans l’intervalle qui sépare les deux meules; l’écartement de celles-ci peut être modifié selon la finesse de mouture désirée. Les meules portent des rainures destinées à faciliter le cisaillement et l’écrasement des grains. On peut utiliser des meules ayant des reliefs variés et produire ainsi des farines de différentes textures. La production horaire des moulins à meules métalliques dépend de la finesse de mouture désirée, de la variété du grain et de sa teneur en humidité. Les moulins électriques ont un débit horaire de 67 kg par kW environ. Ainsi, un moulin équipé d’un moteur électrique de 4 kW peut moudre approximativement 270 kg de grain par heure. Dans certaines régions d’Amérique centrale et d’Afrique occidentale (par exemple au Nigéria), les moulins à meules métalliques sont utilisés pour le broyage humide du maïs. Dans ce cas, les constructeurs recommandent d’ordinaire des meules à cannelures plus fines que celles qui sont utilisées pour le broyage à sec.

Quelques pays en développement fabriquent des moulins à meules métalliques équipés de moteurs importés, alors que d’autres importent des moulins complètement équipés. Les figures 29 à 32 illustrent quatre modèles construits dans des pays en développement ou des pays industrialisés.

4.4.2. Broyeurs à marteaux

Les broyeurs à marteaux utilisés dans les pays en développement pour la mouture sèche du maïs-grain sont souvent importés d’Europe ou des Etats-Unis. A l’heure actuelle, cependant, un nombre grandissant de ces pays se sont mis à construire des broyeurs de qualité généralement satisfaisante.

Modèles et capacités de production varient selon les constructeurs. Ces broyeurs sont généralement en fonte; leur arbre, horizontal, est entraîné par une source d’énergie extérieure, moteur électrique ou diesel, généralement. Certains modèles peuvent aussi être couplés à la prise de force d’un tracteur. La puissance des moteurs électriques varie entre 2 et 150 kW, selon la taille et le modèle de broyeur.

Un ou plusieurs rotors montés sur l’arbre moteur et équipés de marteaux tournent à l’intérieur d’un carter (figure 33); la vitesse de rotation peut atteindre 3 600 t/mn. Les marteaux sont soit fixes (en fonte), soit articulés (acier chromé à 1 pour cent); leur nombre est compris entre 1 et 32.

Diamètre des meules: 260 mm
Vitesse de rotation: 500-1000 t/mn
Puissance requise: 2,6-5,2 kW
(selon vitesse)
Débit horaire: 60-200 kg
Poids: 150 kg (sans moteur)

Construit par:
Etablissements Champenois
(France)

Un mécanisme à ressort assure le débrayage des meules si une matière dure pénètre dans la machine. Le dispositif d’alimentation à secousses est réglable.
La machine convient à différentes céréales.
Son débit horaire peut atteindre 180 kg de produit sec avec un moteur de 3-3,7 kW

Construit par:
Rajan Universal Exports Pvt. Ltd.
(Inde)

Source: ITDG (1985)

Débit horaire maximal: 100 kg

Puissance requise: 0,7 - 1,5 kW
(moteur électrique ou à essence)

Construit par:
R. Hunt and Co. Ltd.
(Royaume-Uni)

Source: ITDG (1985)

Poids: 105 - 340 kg

Débit horaire: 300 - 1 100 kg

Puissance requise: 3,7 - 11 kW

Construit par:
ABC Hansen A/S
(Danemark)

Source: ITDG (1985)

Une grille semi-circulaire est disposée à la partie inférieure de la chambre de broyage. Le maïs doit être broyé assez fin pour que la mouture puisse passer à travers la grille; il existe différentes grilles pour les diverses sortes de farines. L’alimentation est assurée par une trémie placée au-dessus de la chambre de broyage.

Dans les broyeurs à marteaux, les grains sont écrasés lorsqu’ils frappent les marteaux, la grille métallique et le carter de la chambre de broyage, alors que, dans les moulins à meules, les grains sont cisaillés. L’impact des grains les uns contre les autres contribue à leur fragmentation. La mouture reste dans la chambre de broyage jusqu’à ce qu’elle soit assez fine pour traverser la grille.

Le débit varie selon la puissance du moteur, la dimension des trous de la grille, la teneur en eau du maïs et la variété de maïs à laquelle on a affaire. A titre d’indication, le débit horaire par kW est de l’ordre de 74 kg pour du maïs contenant 16 pour cent d’eau et avec une grille à trous de 3 mm de diamètre. Dans les modèles plus puissants (plus de 5 kW), la reprise du produit broyé se fait par un ventilateur qui assure également son refroidissement et celui du broyeur. Dans les modèles plus petits (puissance inférieure à 5 kW), le produit est extrait par gravité à la base du broyeur.

Les figures 34 à 37 représentent divers broyeurs à marteaux.

4.4.3. Moulins à meules de pierre (naturelle ou artificielle)

Dans les moulins à meules de pierre de type classique, le maïs en grains est déversé dans une trémie tronconique ou pyramidale d’où il est admis dans la chambre de broyage par un clapet. Dans certains modèles, un dispositif à secousses et une grille retiennent les grosses impuretés. La mouture des grains se fait par cisaillement entre deux meules à surface plate, de même diamètre et de même nature. L’une des meules est fixée à la paroi de la chambre de broyage, l’autre étant solidaire d’un arbre entraîné par une source d’énergie extérieure (moteur électrique ou diesel ou prise de force d’un tracteur). La figure 38 représente la section d’un moulin à axe horizontal.

Le maïs sortant de la trémie passe par un trou aménagé au centre de la meule fixe et pénètre dans l’interstice qui sépare les deux meules. Les grains sont broyés par le frottement de la meule rotative contre la meule fixe et chassés vers la périphérie. Les meules peuvent avoir un axe de rotation vertical ou horizontal. Le type vertical, illustré à la figure 38, est le plus courant.

Selon la puissance de la machine, les meules sont en pierre naturelle (grès, silex) ou artificielle (émeri, corindon, carbure de silicium, bakélite vitrifiée, etc.).

Broyeur conçu pour être entraîné par un moteur diesel d’une puissance de 7-15 kW. Son débit est fonction de la puissance du moteur; 11 peut atteindre 150 kg/h avec un moteur de 7 kW et 400 kg/h avec un moteur de 15 kW.

Construit par:
Brown and Clapperton Ltd.
(Malawi)

Source: Commonwealth Secretariat (1981)

Petit broyeur conçu pour être entraîné par un moteur de 3,7 à 5,2 kW. Il est équipé de marteaux réversibles, de grilles et de paliers hermétiques. Son débit horaire moyen est de 180 kg.

Construit par:
Brown and Clapperton Ltd.
(Malawi)

Source: Commonwealth Secretariat (1981)

Ce broyeur, spécialement adapté à la mouture, existe en quatre modèles. Ses marteaux sont réversibles et peuvent être utilisés sur leurs quatre faces avant d’être changés. Une soufflante propulse la semoule ou la farine dans un cyclone muni d’une trémie d’ensachage

Débit horaire: 90-1 100 kg
Puissance requise: 6 - 45 kW

Construit par:
Manik Engineers
(République-Unie de Tanzanie)

Source: ITDG (1985)

Il existe trois modèles de ce broyeur, spécialement conçu pour la mouture du maïs. Les marteaux sont réversibles. Une soufflante montée à la sortie de la chambre de mouture achemine le produit vers la trémie d’un cyclone. Le modèle ND20, le moins puissant, peut être entraîné par un moteur de 9-19 kW. Le modèle ND30 a un débit deux fois supérieur; il est équipé d’une grille spéciale qui renvoie au broyeur, pour y être broyées une nouvelle fois, les particules trop grossières. Il peut être entraîné par un moteur de 12 kW. Le modèle GM40 est spécialement conçu pour être accouplé à la prise de force d’un tracteur.

Débits horaires: 200 - 950 kg

Construit par:
Ndume Products Ltd.
(Kenya)

Source: ITDG (1985)

Le diamètre des meules est variable; il dépend des modèles et de leur importance. En raison de leur poids et de la difficulté à les caler en position verticale, les meules verticales ont un diamètre inférieur (20 -56 cm) à celui des meules horizontales (61 - 71 cm). On trouve cependant, chez certains fabricants, des meules verticales de 71 et 81 cm de diamètre et des meules horizontales de 30 et 41 cm. Dans les moulins à meules horizontales, les grains sont chassés vers la périphérie par la force centrifuge, alors que la pesanteur accélère leur chute dans les moulins à meules verticales.

La puissance des moteurs électriques des moulins à meules de pierre varie de 0,4 à 15 kW, selon le débit du moulin et le diamètre des meules. La puissance détermine la vitesse de rotation des meules, comprise entre 600 et 800 t/mn; les meules plus petites tournent plus vite que les plus grandes. Pour un moulin à meules de pierre horizontales de type courant, la vitesse maximale de rotation ne dépasse pas 400 - 500 t/mn avec des meules d’un diamètre supérieur à 61 cm.

Le débit de mouture est fonction de la puissance du moteur, de la vitesse de rotation et du diamètre des meules, de la variété de maïs et du degré de finesse désiré. Le débit horaire moyen d’un moulin à meules verticales est de 80 kg/kW, alors qu’il peut atteindre 107 kg/kW pour des meules horizontales de grand diamètre. Les débits horaires moyens des moulins à meules de pierre s’échelonnent donc de 33 à 1 600 kg selon la puissance du moteur, le diamètre et la position (verticale ou horizontale) des meules, le type de maïs et la finesse désirée.

Les meules peuvent être fabriquées en:

- pierre naturelle;

- particules d’abrasif naturel agglomérées par du ciment ou un autre matériau approprié. D’autres composants, tels que l’émeri, le corindon, le grès ou le silex, peuvent être ajoutés à la masse;

- abrasif artificiel (carbure de silicium ou corindon artificiel ou mélange de ces deux matériaux agglomérés par un ciment d’oxychlorure de magnésium). Le carbure de silicium vitrifié ou qui a subi un traitement thermique aura une durée de vie accrue.

Les meules sont entourées d’ordinaire d’un carter métallique. Elles sont striées pour faciliter le cisaillement des grains et leur migration vers la périphérie des meules.

Le carter de la plupart des moulins à meules de pierre est en fonte; certains modèles ont encore un encoffrement de bois.

De nombreux pays en développement fabriquent des moulins à meules de pierre pour l’usage local ou l’exportation vers des pays voisins; les moteurs, par contre, sont souvent importés.

Les figures 39 à 43 présentent divers types de moulins à meules de pierre fabriqués dans des pays industrialisés ou des pays en développement.

4.4.4. Rendements comparés des moulins à meules et des broyeurs à marteaux

Il ressort des données qui précèdent que les broyeurs à marteaux sont les mieux adaptés aux moutures fines. Les moulins à meules métalliques consomment en général davantage d’énergie que les broyeurs à marteaux lorsqu’on veut obtenir une mouture fine, en particulier lorsque les grains de maïs ont une forte teneur initiale en eau.

Diamètre des meules (émeri-corindon): 200 mm
Vitesse de rotation: 450 t/mn
Débit horaire: 100-200 kg
Puissance requise: 0,75 - 1,5 kW

Construit par:
Etablissements A. Gaubert
(France)

Diamètre des meules: 400 mm
Débit horaire: 230 - 270 kg
Puissance requise: 4,5 - 5,2 kW

Construit par:
Dandekar Brothers
(Inde)

Source: ITDG (1985)

Moulin équipé de meules de 300 mm de diamètre en carbure de silicium aggloméré et d’un réglage par vis de la finesse de mouture.

Débit horaire: 100 - 350 kg

Puissance requise: 2,6 - 3,7 kW

Construit par:
Renson Landrecies S.a.r.l.
(France)

Source: ITDG (1985)

Moulin à meules verticales en corindon vitrifié d’un diamètre compris entre 250 et 300 mm.
Vitesse de rotation: 700-800 t/mn
Distribution à secoueur réglable par levier.
Volant de réglage de la finesse de mouture.
Le modèle illustré (Mll V) comprend un adaptateur pour prise de force.

Débits horaires: 150-300 kg (selon modèle)
Puissance requise: 2,2 - 3,7 kW

Construit par:
Etablissements Tixier Frères
(France)

Diamètre des meules: 300, 400 ou 500 mm (selon modèle)
Vitesse de rotation: 525-750 t/mn
Puissance requise: 1,5 - 11 kW
Débit horaire: 100 - 700 kg
Poids (avec moteur électrique): 170 - 450 kg

Construit par:
ABC Hansen A/S
(Danemark)

L’exploitation des moulins à meules métalliques semble donc devoir être plus onéreuse. Pour améliorer le rendement des moulins à meules métalliques, on peut piler ou aplatir le grain avant la mouture; cette opération est superflue avec les broyeurs à marteaux.

Les broyeurs à marteaux de grande capacité sont équipés de soufflantes qui refroidissent les pièces de la machine et la mouture produite. Ces équipements n’existent en général ni dans les moulins à meules métalliques, ni dans les moulins à meules de pierre. Toutefois, comme une élévation de la température du maïs moulu peut réduire sa valeur nutritive et sa durée de conservation, les constructeurs de meules recommandent de ne pas dépasser la vitesse optimale de rotation de plus de 25 pour cent.

4.4.5. Maintenance des moulins et broyeurs à moteur

Un entretien régulier s’impose si l’on veut que ces machines conservent un bon rendement. Toutes les pièces mobiles, en particulier, seront périodiquement lubrifiées (chaque semaine, par exemple).

Nombre de meules et de marteaux sont réversibles et peuvent être utilisés un certain temps avant de devoir être affûtés, retaillés ou remplacés, selon les cas. En général, les marteaux doivent être affûtés chaque semaine et les meules métalliques, toutes les trois à quatre semaines. En cas d’usure excessive, on peut rendre à certains marteaux en acier leur forme initiale en les rechargeant par soudage. Si l’on utilise un matériau approprié, l’extrémité rechargée peut être plus résistante et par conséquent plus durable que la pièce d’origine. Les pierres naturelles, quant à elles, s’usent plus rapidement que les pierres artificielles et doivent être retournées ou remplacées plus régulièrement; elles sont cependant moins coûteuses à l’achat. Il convient de souligner que la durée de vie des organes de broyage (marteaux ou meules) peut être prolongée si l’on élimine les corps étrangers d’origine minérale (les fragments de pierre et de métal et le sable, par exemple) avant de procéder à la mouture du grain.

4.5. Appareils à cylindres

Les appareils à cylindres ont, par rapport aux moulins et aux broyeurs que l’on vient de décrire dans les sections précédentes, une production supérieure (exception faite des petits appareils à cylindres fabriqués en Inde). La gamme de leurs moutures est aussi plus étendue. Comme on l’a mentionné au chapitre 1, la durée de conservation des farines qu’ils produisent est beaucoup plus longue que celle des farines sortant des moulins traditionnels, puisque les premières sont dégermées.

La figure 44 représente, schématiquement, la coupe d’un appareil moderne à quatre cylindres.

La figure 45, quant à elle, expose la séquence des opérations dans une installation de mouture à cylindres. Ces opérations sont les suivantes:

- nettoyage;
- conditionnement par mouillage;
- décorticage, dégermage;
- calibrage et aspiration;
- broyage;
- blutage, purification et aspiration; et
- ensachage.

Elles sont décrites succinctement ci-dessous.

Un dispositif sensible, situé à l’intérieur de la cloche transparente qui surmonte la machine, commande automatiquement la vanne d’admission au passage du produit. Les cylindres de mouture, cannelés ou lisses, sont en fonte spéciale. Ils sont équipés de racloirs à couteaux et de brosses autoréglables. Leur refroidissement par l’eau facilite le blutage qui suit. L’emploi de dispositifs pneumatiques pour l’alimentation de la machine et pour l’embrayage et le débrayage des cylindres permet d’éliminer tous les composants électriques et d’écarter ainsi tout risque d’explosion.

Sources: Bühler (Suisse), OCRIM (Italie)

Nettoyage

Cette opération a pour but de séparer du maïs, par criblage et aspiration, les corps étrangers d’origine végétale, animale ou minérale. Un aimant incorporé dans le crible assure la séparation magnétique des fragments métalliques. Un dispositif d’épierrage (humide ou sec) est offert en option par certains constructeurs.

Conditionnement par mouillage

Le maïs doit être ensuite conditionné avant de subir un dégermage. Le conditionnement a pour but:

- de désagréger les grains;
- d’humidifier le germe en vue de le rendre plus résistant et plus facile à séparer;
- de désagréger le son de manière à ce qu’il soit plus facile à séparer;
- d’humidifier l’albumen avant broyage, afin d’obtenir le maximum de grits et le minimum de farine.

En général, le conditionnement est réalisé dans un mélangeur-transporteur par apport de vapeur ou d’eau chaude, afin de donner au grain une teneur en eau de 14 à 22 pour cent environ. La teneur en eau de l’albumen n’augmente que légèrement, car le grain ne reste que peu de temps dans le dégermeur. On peut également tremper le grain dans de l’eau froide; cette pratique est fréquente dans les pays en développement où la mise en place et l’exploitation d’installations de production de vapeur coûtent cher. Si l’on veut obtenir une teneur en eau constante de 15 pour cent environ, la durée de trempage peut atteindre 16 h. Le maïs subit ensuite un second trempage de 10 à 20 minutes pour lui ajouter 1 à 2 pour cent d’eau, ce qui augmente la résistance du son et du germe. On peut aussi, avant de passer au second trempage, tremper le maïs pendant 4 à 5 h pour que sa teneur en eau se stabilise autour de 16 pour cent.

Dégermage

Le dégermage, qui inclut le décorticage, est l’une des opérations clés de la mouture dans les appareils à cylindres. Il se fait en général par attrition. Le son est enlevé par frottage, le germe détaché ou excisé et le grain cassé en deux ou plusieurs morceaux lors de son passage dans le dégermeur. On obtient ainsi deux groupes distincts de matières: des particules plus grosses, principalement des morceaux d’albumen, et des particules plus fines (farine, son et germe).

Il peut être nécessaire, lorsque le grain a été conditionné à la vapeur ou à l’eau chaude, de sécher les particules avant de poursuivre. Lorsque le maïs a été traité à l’eau froide, sa teneur en eau est inférieure et le produit peut être transformé dès sa sortie du dégermeur. Les petites usines, d’une capacité de 2 t/h, par exemple, peuvent pratiquer le dégermage sec. Tout en permettant la production économique d’une vaste gamme de grits et de farines, le dégermage sec permet également de séparer le germe et le son du maïs. Il offre un certain nombre d’avantages (consommation d’énergie, entretien et conditionnement réduits). En outre, il ne requiert aucune infrastructure pour la production de vapeur et le séchage des produits finis. Toutefois, il peut être nécessaire de conditionner les grains entiers pour porter leur teneur en eau à 15 pour cent environ et éviter ainsi une cassure de l’albumen pendant la transformation ainsi qu’une production de grits fins.

Autres opérations

Quelle que soit la méthode de dégermage adoptée, l’albumen, le son et le germe sont ensuite blutés, aspirés et triés afin de retirer le son (qui entre dans la préparation de produits alimentaires pour animaux), le germe (dont on extrait de l’huile) et les fragments d’albumen (qui seront broyés).

L’albumen est broyé dans un convertisseur à cylindres; on obtient ainsi des farines dégermées de première qualité. Les restes de germe ou de son adhérant à l’albumen sont aspirés lors du passage au convertisseur. Par blutage et purification, les fragments d’albumen dégermés et moulus sont triés en divers produits pour répondre aux goûts des consommateurs locaux. Selon la méthode de dégermage adoptée, il peut être nécessaire de sécher les produits finis pour que leur teneur en eau (12-14 pour cent, en général) favorise une bonne conservation.

Ensachage

C’est au stade de l’ensachage que les appareils à cylindres offrent une plus grande souplesse lorsqu’il s’agit de choisir entre un procédé manuel ou un procédé mécanisé. Le degré de mécanisation dépend du produit à ensacher, de la dimension des sacs et du coût des intrants (matériel et main-d’oeuvre) (Uhlig et Bhat, 1979),

On a le choix entre trois procédés: manuel, semi-automatique et automatique. Ces procédés peuvent être utilisés indifféremment par les grands et les petits moulins. Toutefois, les dépenses en équipement et en personnel seront étudiées avec soin en fonction de la quantité de produit à ensacher. Les ensacheuses entièrement automatiques fonctionnent au-dessous de leur capacité, même dans les grands moulins.

Ces trois procédés d’ensachage sont brièvement décrits ci-dessous:

Ensachage manuel

L’ensachage manuel comprend la pesée du produit, l’ouverture du sac et son remplissage, le tassement du contenu, la mise en forme et la fermeture du sac; chacune de ces opérations requiert un travailleur. Les dépenses d’équipement se limitent à l’achat de sièges pour les ensacheurs, d’une table de travail, de chariots pour le transport du produit des trémies à l’aire d’ensachage, de balances de type simple et de pelles. Si l’équipement est peu dispendieux, les coûts de main-d’oeuvre, par contre, sont relativement élevés.

Ensachage automatique

Les opérations réalisées sur une chaîne d’ensachage entièrement automatique sont les mêmes que celles que l’on vient de décrire pour le procédé manuel. Le matériel n’exige aucune intervention humaine. Les besoins directs en main-d’oeuvre se limitent, dans ce cas, à un surveillant par poste de travail.

Ensachage semi-automatique

Dans ce procédé, les sacs sont mis en place à la main sous la goulotte de remplissage au lieu d’être présentés et retirés automatiquement comme dans le procédé précédent. Les besoins de main-d’oeuvre sont d’environ deux travailleurs par poste. Toutes les autres opérations se déroulent de la même manière que dans l’ensachage entièrement automatique.