Il existe de nombreuses techniques de mouture suivant les échelles de production et les types et qualités de farine de maïs que lon 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 quun bref aperçu de la technologie des appareils à cylindres. Nous nexaminerons pas non plus les méthodes de mouture utilisées dans les foyers; en effet, dans les régions rurales, les femmes sadressent de plus en plus à des moulins à façon ou communautaires pour se consacrer à des activités plus productives.
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 dhydroxyde de sodium et de calcium; cette méthode de cuisson alcaline du grain de maïs entier sappelle la nixtamalisation. Ce traitement détache le son et lopercule terminal que lon peut facilement éliminer, en même temps que tout excès alcalin, par simple lavage. A ce stade, le grain légèrement ramolli peut être moulu à létat humide dans un moulin mécanique à meules métalliques pour obtenir de la pâte à tortillas (masa). Lorsquon 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 dêtre 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 dautres céréales et dépices telles que la muscade et la cannelle. Le grillage du maïs en renforce larôme et le rend plus digestible, grâce à la gélatinisation de lamidon. On retarde également, de cette manière, le processus de rancissement, en rendant inactifs les enzymes de la farine. La durée de conservation du produit sen trouve prolongée.
Il existe deux techniques principales de mouture: dans lune, le grain est moulu directement sans avoir subi de traitement préalable; dans lautre, 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 dobtenir 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 lénergie 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 |
Jusquà 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)* |
Débit horaire moyen par kW (kg) |
67 |
74 |
80 (v)* |
Débit horaire moyen (kg) |
27-270 |
148-11 100 |
32-1 200 (v)* |
v*: Meules verticales
h*: Meules horizontales
Certains moulins à meules métalliques de faible capacité peuvent avoir recours à lénergie animale ou éolienne. Certaines machines peuvent être couplées à la prise de force dun 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 dinstallation et leur échelle de production, être soit des moulins artisanaux, soit des moulins industriels.
Le choix du type de moulin est déterminé, dordinaire, par les préférences locales, léchelle de production envisagée et le type de produit. Les moulins à meules métalliques sont extrêmement répandus dans certaines régions dAfrique 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 daliments 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. Léventail des produits varie généralement, dun moulin à lautre, en fonction des besoins du marché. Le taux dextraction des produits transformés secs est de lordre 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 quune 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 dordinaire pour obtenir de lhuile, alors que le son est utilisé pour lalimentation 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 lannexe III), a récemment mis au point un petit appareil à cylindres qui est livré clés en mains pour la production dun 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 quévoqués, car ils nentrent pas dans le cadre de ce dossier.
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 lune au-dessus de lautre sur un axe commun. Ils sont couramment utilisés sur les hauts plateaux dAfrique orientale, dans lHimalaya et dans les Andes qui comptent beaucoup de torrents rapides. La figure 26 présente la coupe transversale dun moulin à meules actionné à leau.
Tableau 9
Produits dérivés du maïs dégermé
Rendement et composition (valeurs courantes)
Produits dégermés* |
Rendement de mouture |
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 lintermédiaire dun arbre vertical en bols; cette meule tourne à une vitesse denviron 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 dalimentation (dont lorifice de sortie a un diamètre de 15 cm environ) au centre de la meule supérieure dont la rotation lentraîne 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. Lécartement des meules peut être réglé au moyen dun simple coin, ce qui modifie la pression de mouture et permet dobtenir 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)
Dans les moulins à meules métalliques (que lon 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 lintérieur dun carter (figure 28). La machine elle-même est montée sur un bâti (acier spécial, fonte aciérée, etc.) ou sur un socle. Lun des disques est fixe, lautre 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 dun tracteur.
Le disque mobile tourne à une vitesse de lordre de 600 t/mn. Le grain sortant dune trémie est amené par une vis sans fin dans lintervalle qui sépare les deux meules; lécartement de celles-ci peut être modifié selon la finesse de mouture désirée. Les meules portent des rainures destinées à faciliter le cisaillement et lécrasement 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 dun moteur électrique de 4 kW peut moudre approximativement 270 kg de grain par heure. Dans certaines régions dAmérique centrale et dAfrique occidentale (par exemple au Nigéria), les moulins à meules métalliques sont utilisés pour le broyage humide du maïs. Dans ce cas, les constructeurs recommandent dordinaire 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 dautres importent des moulins complètement équipés. Les figures 29 à 32 illustrent quatre modèles construits dans des pays en développement ou des pays industrialisés.
Les broyeurs à marteaux utilisés dans les pays en développement pour la mouture sèche du maïs-grain sont souvent importés dEurope ou des Etats-Unis. A lheure 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 dénergie extérieure, moteur électrique ou diesel, généralement. Certains modèles peuvent aussi être couplés à la prise de force dun 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 larbre moteur et équipés de marteaux tournent à lintérieur dun 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 dalimentation 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 kWConstruit par:
Rajan Universal Exports Pvt. Ltd.
(Inde)Source: ITDG (1985)
Débit horaire maximal: 100 kgPuissance 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 kgDébit 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. Lalimentation est assurée par une trémie placée au-dessus de la chambre de broyage.
Dans les broyeurs à marteaux, les grains sont écrasés lorsquils 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. Limpact des grains les uns contre les autres contribue à leur fragmentation. La mouture reste dans la chambre de broyage jusquà ce quelle 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 dindication, le débit horaire par kW est de lordre de 74 kg pour du maïs contenant 16 pour cent deau 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.
Dans les moulins à meules de pierre de type classique, le maïs en grains est déversé dans une trémie tronconique ou pyramidale doù 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. Lune des meules est fixée à la paroi de la chambre de broyage, lautre étant solidaire dun arbre entraîné par une source dénergie extérieure (moteur électrique ou diesel ou prise de force dun tracteur). La figure 38 représente la section dun moulin à axe horizontal.
Le maïs sortant de la trémie passe par un trou aménagé au centre de la meule fixe et pénètre dans linterstice 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 dune 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 dêtre changés. Une soufflante propulse la semoule ou la farine dans un cyclone muni dune trémie densachageDébit horaire: 90-1 100 kg
Puissance requise: 6 - 45 kWConstruit 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 dun 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 dune 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 dun 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 dun 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 dun moulin à meules verticales est de 80 kg/kW, alors quil peut atteindre 107 kg/kW pour des meules horizontales de grand diamètre. Les débits horaires moyens des moulins à meules de pierre séchelonnent 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 dabrasif naturel agglomérées par du ciment ou un autre matériau approprié. Dautres composants, tels que lémeri, 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 doxychlorure de magnésium). Le carbure de silicium vitrifié ou qui a subi un traitement thermique aura une durée de vie accrue.
Les meules sont entourées dordinaire dun 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 lusage local ou lexportation 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.
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 dénergie que les broyeurs à marteaux lorsquon 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 kWConstruit par:
Etablissements A. Gaubert
(France)
Diamètre des meules: 400 mm
Débit horaire: 230 - 270 kg
Puissance requise: 4,5 - 5,2 kWConstruit par:
Dandekar Brothers
(Inde)Source: ITDG (1985)
Moulin équipé de meules de 300 mm de diamètre en carbure de silicium aggloméré et dun 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 dun 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 kWConstruit 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 kgConstruit par:
ABC Hansen A/S
(Danemark)
Lexploitation 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 nexistent 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.
Un entretien régulier simpose si lon 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 dusure excessive, on peut rendre à certains marteaux en acier leur forme initiale en les rechargeant par soudage. Si lon utilise un matériau approprié, lextrémité rechargée peut être plus résistante et par conséquent plus durable que la pièce dorigine. Les pierres naturelles, quant à elles, susent plus rapidement que les pierres artificielles et doivent être retournées ou remplacées plus régulièrement; elles sont cependant moins coûteuses à lachat. Il convient de souligner que la durée de vie des organes de broyage (marteaux ou meules) peut être prolongée si lon élimine les corps étrangers dorigine minérale (les fragments de pierre et de métal et le sable, par exemple) avant de procéder à la mouture du grain.
Les appareils à cylindres ont, par rapport aux moulins et aux broyeurs que lon 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 la mentionné au chapitre 1, la durée de conservation des farines quils 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 dun 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 lintérieur de la cloche transparente qui surmonte la machine, commande automatiquement la vanne dadmission 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 leau facilite le blutage qui suit. Lemploi de dispositifs pneumatiques pour lalimentation de la machine et pour lembrayage et le débrayage des cylindres permet déliminer tous les composants électriques et décarter ainsi tout risque dexplosion.
Sources: Bühler (Suisse), OCRIM (Italie)
Nettoyage
Cette opération a pour but de séparer du maïs, par criblage et aspiration, les corps étrangers dorigine végétale, animale ou minérale. Un aimant incorporé dans le crible assure la séparation magnétique des fragments métalliques. Un dispositif dépierrage (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;
- dhumidifier le germe en vue de le rendre plus résistant et plus facile à séparer;
- de désagréger le son de manière à ce quil soit plus facile à séparer;
- dhumidifier lalbumen avant broyage, afin dobtenir le maximum de grits et le minimum de farine.
En général, le conditionnement est réalisé dans un mélangeur-transporteur par apport de vapeur ou deau chaude, afin de donner au grain une teneur en eau de 14 à 22 pour cent environ. La teneur en eau de lalbumen naugmente que légèrement, car le grain ne reste que peu de temps dans le dégermeur. On peut également tremper le grain dans de leau froide; cette pratique est fréquente dans les pays en développement où la mise en place et lexploitation dinstallations de production de vapeur coûtent cher. Si lon 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 deau, 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 lune 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 dalbumen, et des particules plus fines (farine, son et germe).
Il peut être nécessaire, lorsque le grain a été conditionné à la vapeur ou à leau chaude, de sécher les particules avant de poursuivre. Lorsque le maïs a été traité à leau froide, sa teneur en eau est inférieure et le produit peut être transformé dès sa sortie du dégermeur. Les petites usines, dune capacité de 2 t/h, par exemple, peuvent pratiquer le dégermage sec. Tout en permettant la production économique dune 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 davantages (consommation dénergie, 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 lalbumen pendant la transformation ainsi quune production de grits fins.
Autres opérations
Quelle que soit la méthode de dégermage adoptée, lalbumen, 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 lhuile) et les fragments dalbumen (qui seront broyés).
Lalbumen 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 lalbumen sont aspirés lors du passage au convertisseur. Par blutage et purification, les fragments dalbumen 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
Cest au stade de lensachage que les appareils à cylindres offrent une plus grande souplesse lorsquil sagit 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-doeuvre) (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 densachage sont brièvement décrits ci-dessous:
Ensachage manuel
Lensachage manuel comprend la pesée du produit, louverture 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 déquipement se limitent à lachat de sièges pour les ensacheurs, dune table de travail, de chariots pour le transport du produit des trémies à laire densachage, de balances de type simple et de pelles. Si léquipement est peu dispendieux, les coûts de main-doeuvre, par contre, sont relativement élevés.
Ensachage automatique
Les opérations réalisées sur une chaîne densachage entièrement automatique sont les mêmes que celles que lon vient de décrire pour le procédé manuel. Le matériel nexige aucune intervention humaine. Les besoins directs en main-doeuvre 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 dêtre présentés et retirés automatiquement comme dans le procédé précédent. Les besoins de main-doeuvre sont denviron deux travailleurs par poste. Toutes les autres opérations se déroulent de la même manière que dans lensachage entièrement automatique.