Procédé d'abrasion de grains, notamment de blé dur
Le rendement de la production de semoule de qualité provenant de la mouture du blé dur est à l'heure actuelle notablement inférieur à celui de la production de farine par mouture de blé tendre.
Cette différence de rendement est due au fait que, lorsqu'on broie du blé dur de la manière traditionnelle, on recueille des grains de semoule dits vêtus qui comportent des morceaux d'écorce. Les grains, séparés par sassage, sont ensuite divisés, ce qui provoque la formation de farine mélangée d'amandes et d'enveloppes qu'il n'est plus possible de retirer, la densité et l'aptitude à la fragmentation des diverses couches étant identiques.
On sait que, dans un grain de blé, l'albumen (farine ou semoule) est entouré d'une série de couches de composition et de dureté différentes parmi lesquelles on distingue, notamment, le péricarpe (épiderme, épicarpe et endocarpe), l'enveloppe ou test, la couche nucellaire et la couche aleuronique. Cette dernière couche constitue un sous-produit intéressant, car elle contient une proportion notable de protéines. Lors du broyage du blé dur par les procédés habituels, on obtient des morceaux de couche aleuronique ou d'enveloppe auxquels adhèrent des grains de semoule qu'il est impossible de séparer ensuite sans perte supplémentaire.
On peut éliminer une grande partie des couches de certains grains, qui sont extérieures à l'albumen, en soumettant ces grains à une abrasion, en une seule opération, préalablement à leur broyage. Mais ce procédé n'est pas applicable tel quel aux grains de blé dur.
On a également proposé de conditionner les grains de blé dur en les agitant vivement après les avoir humidifiés, de façon que l'humidité pénètre dans les couches épidermiques et ramollisse les pellicules de liaison des différentes couches. Les grains sont ensuite agités rapidement de façon à détacher les enveloppes extérieures de l'amande. Mais ce procédé, qui est mis en oeuvre en continu, ne permet d'enlever qu'environ 3,7 0/o du poids initial des grains, alors que les couches extérieures à l'albumen d'un grain de blé dur représentent 15 O/o de ce grain. Ce procédé ne permet donc pas d'enlever la totalité des couches extérieures, notamment la couche aleuronique. Le broyage ultérieur de grains dépouillés entraîne encore une perte sensible de semoule.
La présente invention a pour objet un procédé de nettoyage par abrasion de grains comportant une enveloppe, qui permet au contraire de retirer cette enveloppe pratiquement complètement, sans casser les grains.
Ce procédé est applicable non seulement au blé dur, mais encore à tout grain comportant une enveloppe en plusieurs couches comme le blé tendre, l'avoine, le riz, le maïs ou l'orge.
Le procédé selon l'invention, dans lequel on humidifie les grains, est caractérisé en ce qu'on procède à l'abrasion par charges successives, par projections répétées de ces grains contre une surface abrasive jusqu'à ce que la couche d'enveloppe désirée ait été retirée, et qu'on sépare ensuite cette couche.
Lorsqu'un grain rencontre la surface abrasive, un éclat d'enveloppe est détaché du grain sous l'effet du choc. Le processus se poursuit jusqu'à ce que le grain soit finalement débarrassé de son enveloppe, pratiquement en totalité. On peut ainsi retirer d'une charge de grains jusqu'à l20/o d'issues ou même davantage sans que les grains soient cassés.
I1 y a avantage à projeter les grains contre la surface abrasive à une vitesse comprise entre S m/s et 50 m/s et à diriger ces grains sur cette surface de façon que l'angle d'attaque sur cette dernière soit compris entre 4 et 600. L'expérience montre en effet que les résultats les meilleurs sont obtenus si ces conditions sont réalisées. Il y a également avantage à ce que la surface abrasive soit garnie de grains noyés dans une surface de support et faisant saillie par rapport à cette surface, d'une distance comprise entre 0,1 et 2 mu.
Dans un mode de réalisation avantageux, on procède à l'abrasion de chaque charge en plusieurs étapes, en humidifiant la charge lors de chaque étape et en retirant des grains, après chaque étape, la partie abrasée. On peut ainsi retirer successivement les diverses couches de l'enveloppe, en particulier la couche aleuronique qui constitue le sous-produit le plus intéressant et qu'on n'avait pu isoler jusqu'à présent en grandes quantités.
Le procédé peut, par exemple, comporter trois étapes principales de façon que le péricarpe soit retiré au cours des deux premières et la couche aleuronique au cours de la troisième. Ces trois étapes sont, de préférence, suivies d'une quatrième étape de sécurité, destinée à enlever les dernières traces de la couche aleuronique.
Ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, les grains doivent être humidifiés lors de l'abrasion. La proportion d'eau à ajouter aux grains est, de préférence, telle que le taux d'humidité moyen des grains abrasés soit compris entre 12,5 et 18,5 o/o. Lorsqu'on procède à l'abrasion en plusieurs étapes, la proportion d'eau ajoutée lors de chaque étape va de préférence en décroissant de la première à la dernière, le taux d'humidité final étant compris entre les limites indiquées ci-dessus.
On peut, par exemple, ajouter aux grains, lors de la première étape, une proportion d'eau comprise entre 2 et 8 O/o en poids, et ajouter à ces grains, lors de la dernière étape, une proportion d'eau comprise entre 0,5 et 3,5 o/o en poids, la proportion d'eau ajoutée lors de la ou des étapes intermédiaires étant inférieure à celle ajoutée lors de la première étape et au moins égale à celle ajoutée lors de la dernière.
L'abrasion doit être effectuée de manière que le pourcentage de grains brisés soit le plus faible possible.
Ce pourcentage doit être inférieur à environ 0,5 o/o lors de la première étape, il peut atteindre environ 0,5 à 1 o/o au cours de la deuxième étape, 1 à 2 oxo au cours de la troisième étape, plus de 3 o/o à la quatrième étape. En effet, la vitesse à laquelle les grains sont projetés sur la surface abrasive, donc leur énergie cinétique, doit aller en croissant d'une étape à l'autre, sauf éventuellement pour la quatrième, du fait que les couches internes à enlever sont plus adhérentes que les couches externes.
De toute façon, la discontinuité des opérations d'abrasion est un facteur permettant de réduire à une valeur minimale la perte de rendement, car on peut récupérer le faible pourcentage de grains brisés avant que ces grains soient entièrement pulvérisés. L'augmentation de vitesse doit être au moins de 10 0/o d'une étape à l'autre.
La durée de chaque étape peut être déterminée en mesurant la puissance nécessitée par l'abrasion, par exemple par un ampèremètre, lorsque la machine utilisée pour assurer l'abrasion est entraînée par un moteur électrique. On constate, en effet, lors d'une étape d'abrasion, que cette puissance croît, passe par un palier et décroît; cette décroissance est due à la présence des produits abrasés qui viennent s'appliquer sur la matière abrasive et entre les grains eux-mêmes, en diminuant l'efficacité de cette matière abrasive. L'étape doit être arrêtée avant que la puissance ait décru notablement.
Pour assurer l'abrasion, on utilise de préférence une machine comportant une cuve dont la paroi interne est revêtue d'une substance abrasive et dans laquelle sont disposées des pales tournantes dirigées vers le haut de la cuve. La vitesse de rotation optimale de ces pales est déterminée en fonction de la vitesse à donner aux grains, elle-même déterminée comme indiqué précédemment.
En fin de traitement, on obtient un grain débarrassé de ses enveloppes extérieures, notamment de sa couche aleuronique, et qui comporte des amorces de rupture allant de la périphérie au sillon, ce qui facilite son broyage ultérieur.
On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans lequel:
La fig. 1 est une vue en coupe de la machine.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un grain de blé.
La fig 3 est un diagramme du procédé.
A la fig. 1, la machine comprend une cuve 1 qui possède à sa partie supérieure une ouverture de chargement pouvant être obturée par un couvercle 2 et, à sa partie inférieure, une ouverture de déchargement pouvant être obturée par un couvercle 3. Dans la cuve 1, sont disposées des pales de propulsion 4 fixées à un arbre 4a monté à rotation dans un bâti 5 et entraîné par une poulie 6, celle-ci étant elle-même entraînée, par l'intermédiaire d'une courroie, par un moteur électrique non représenté. Les pales 4 sont inclinées par rapport à la verticale de façon que leur face tournée vers l'avant, compte tenu du sens de mouvement, soit dirigée vers le haut de la cuve, l'inclinaison de ces pales étant, de préférence, comprise entre 5 et 450.
Ces pales 4 sont recouvertes d'un revêtement à la fois souple et élastique qui permet de rendre minimal l'effet brisant des chocs contre les grains à traiter.
La paroi interne de la cuve 3 est revêtue d'une matière abrasive. Cette matière dépend de la graine à traiter. Pour une petite graine, elle doit présenter un faible relief, alors que pour des tubercules le relief peut être important; pour des grains de blé dur, ce relief peut être de quelques fractions de millimètre à deux millimètre. Si la contamination, infime mais existante, des grains traités par la matière abrasive risque d'altérer la qualité des grains, il faut tenir compte de la nature de la matière abrasive; par exemple, pour le blé dur, dont un des critères de pureté, après élimination des enveloppes, est la teneur en cendres, on utilise de préférence un revêtement organique, par exemple de résine polyester, sur des éléments de silice calibrés (microbilles de verre).
Lorsque les pales 4 sont entraînées en rotation, elles projettent vers le haut sur la paroi interne de la cuve les grains qui y sont contenus. Chaque grain vient ainsi frapper la partie supérieure de la paroi de la cuve, frotte le long de cette paroi et, quand sa vitesse devient insuffisante, retombe vers le fond de la cuve, sur les grains en circulation sur ce fond, pour être finalement repris par une pale.
Comme on le voit à la fig. 2, un grain de blé est muni d'un sillon et comporte une partie intérieure 7, dite albumen ou endosperme, dont le broyage donne de la farine ou de la semoule, suivant qu'il s'agit de blé tendre ou de blé dur. Cet albumen est entouré d'une série de couches qui, à partir de l'extérieur, sont l'épiderme 8, l'épicarpe 9, l'endocarpe 10, ces trois couches constituant le péricarpe externe,
le test ou enveloppe
EMI3.1
Adjonction <SEP> d'eau <SEP> Adjonction <SEP> d'eau <SEP> Adjonction <SEP> d'eau <SEP> Toute <SEP> l'eau <SEP> Traitement <SEP> conditionnement
<tb> à <SEP> chaque <SEP> étape <SEP> à <SEP> chaque <SEP> étape <SEP> à <SEP> chaque <SEP> étape <SEP> Traitement <SEP> à <SEP> sec <SEP> ajoutée <SEP> au <SEP> début <SEP> eau-blé <SEP> 1 <SEP> h <SEP> avant <SEP> action
<tb> <SEP> Produit <SEP> récupérés
<tb> sur <SEP> extrait <SEP> sec <SEP> Vitesse <SEP> minimale <SEP> Vittese <SEP> maximale
<tb> Vitese <SEP> croissante <SEP> constante <SEP> constante <SEP> Vitesse <SEP> croissante <SEP> Vitesse <SEP> croissante <SEP> Vitesse <SEP> croissante
<tb> <SEP> % <SEP> Cendres <SEP> % <SEP> Cendres <SEP> % <SEP> Cendres <SEP> % <SEP> Cendres <SEP> % <SEP> Cendres <SEP> % <SEP> Cendres
<tb> Issues <SEP> récupérées <SEP> 12 <SEP> % <SEP> 5,10% <SEP> 3,92% <SEP>
4,17% <SEP> 11,65% <SEP> 5,20% <SEP> 2,70% <SEP> 2,96% <SEP> 7,35% <SEP> 4,89% <SEP> 5,10% <SEP> 4,45%
<tb> <SEP> Blé <SEP> cassé <SEP> récupéré <SEP> 3,35% <SEP> 2,60% <SEP> 1,96% <SEP> 2,60% <SEP> 9,65% <SEP> 2,60% <SEP> 1,18% <SEP> 2,60% <SEP> 5,55% <SEP> 2,60% <SEP> 4,25% <SEP> 2,60%
<tb> <SEP> Blé <SEP> mondé <SEP> 84,45% <SEP> 1,29% <SEP> 94,12% <SEP> 1,69% <SEP> 78,70% <SEP> 1,29% <SEP> 96,12% <SEP> 1,80% <SEP> 87,10% <SEP> 1,52% <SEP> 90,65% <SEP> 1,60%
<tb> <SEP> Bilan <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81%
<tb> <SEP> Blé <SEP> départ <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81% <SEP> 100 <SEP> % <SEP> 1,81%
<tb> 11,
la couche nucellaire 12 et la couche aleuronique 13.
Dans le scutellum 14 se trouvent le germe 15 et le radicule 16. Le pourcentage moyen en poids de l'albumen est d'environ 82,5 o/o.
Pour traiter le blé dur contenu dans un bac 17 (fig. 3) on introduit ce blé dans la cuve 1 de façon que celle-ci ne soit pas complètement à moitié remplie; on place, par exemple, 50 à 75 kg de blé dans la cuve, si celle-ci a une contenance de 200 litres, et 125 à 200 kg si elle a une contenance de 500 litres. En même temps que le blé, on introduit une quantité d'eau représentant environ 3 % en poids. On fait alors tourner les pales de la cuve 1 pendant trois minutes à une vitesse d'environ 265 t/mn dans le cas d'une cuve de 200 litres, et de 210 t/mn dans le cas d'une cuve de 500 litres. Le rayon des pales 4 étant d'environ 270 mm dans le cas d'une cuve de 200 litres, et de 550 mm dans le cas d'une cuve de 500 litres, la vitesse donnée aux grains est respectivement de 10,5 m/s et de 12,1 m/s.
Le blé débarrassé de sa couche externe péricarpienne est envoyé, par l'intermédiaire d'un silo 18, à un séparateur à air 19 qui permet de séparer du blé les germes et quelques graines cassées qui sont envoyés au broyeur, la plus grande partie du péricarpe et une faible fraction de la couche aleuronique qui est envoyée dans un plansichter 20.
Le blé prénettoyé est envoyé dans un deuxième bac 17a, puis introduit de nouveau dans la cuve 1 ou dans une cuve la analogue en même temps qu'une quantité d'eau égale à environ 2 % en poids du blé. On fait tourner les pales de la cuve la pendant trois minutes à environ 350t/mn dans le cas d'une cuve de 200 litres, ou à environ 260t/mn dans le cas d'une cuve de 500 litres.
Le grain traité comporte des amorces de rupture allant de la périphérie au sillon. Puis le blé est envoyé, par l'intermédiaire d'un silo 18a, à un séparateur à air 19a qui sépare du blé un faible pourcentage de grains cassés et de grosse semoule qui est envoyé au broyeur, encore un peu de péricarpe, et un peu de couche aleuronique envoyé au plansichter 20.
Le blé passe ensuite dans un troisième bac 17b et est introduit dans une cuve lb en même temps qu'une quantité d'eau égale environ à 1,3 % en poids du blé.
On fait tourner les pales de la cuve lb pendant trois minutes à une vitesse d'environ 400 t/mn pour la cuve de 200 litres, et d'environ 300t/mn pour la cuve de 500 litres.
Après traitement, le blé est envoyé dans un séparateur à air l9b par l'intermédiaire d'un silo 18b. Le blé cassé et la grosse semoule sont envoyés au broyeur; les sous-produits constitués en majeure partie de couche aleuronique sont envoyés au plansichter 20 par l'intermédiaire d'un calibreur 21b. Le blé traité passe dans un dispositif de brossage 22b de façon à être débarrassé de la poussière de couche aleuronique qui est extrêmement grasse et collante, très riche en cendres, et qui contaminerait le blé.
Enfin, le blé brossé est envoyé dans un quatrième bac 17c et introduit dans une cuve lc en même temps qu'une quantité d'eau égale à environ 0,5 à 1 0/o en poids du blé. On fait tourner les pales de la cuve lc pendant trois minutes à environ 500 t/mn pour la cuve de 200 litres, et à environ 350 t/mn pour la cuve de 500 litres.
Après ce traitement final, le blé passe dans un silo
18c et dans une boîte à cascade 19c, est nettoyé dans un dispositif de brossage 22c et est recueilli dans un silo 23 d'où il sera par la suite envoyé au broyeur de tête.
Lors du broyage, on constate que la puissance nécessaire est inférieure à celle exigée pour broyer un blé non traité; la puissance ainsi économisée compense celle nécessitée par l'abrasion.
On a donné (page 3) le résultat d'essais comparatifs effectués respectivement, comme il vient d'être indiqué, c'est-à-dire en ajoutant de l'eau à chaque étape et en augmentant la vitesse de rotation des pales à chaque étape, en ajoutant de l'eau à chaque étape, mais en faisant tourner les pales à leur vitesse minimale, en ajoutant de l'eau à chaque étape, mais en faisant tourner les pales à leur vitesse maximale, sans ajouter d'eau et en augmentant la vitesse de rotation des pales à chaque étape, en ajoutant toute l'eau lors de la première étape et en augmentant la vitesse de rotation des pales à chaque étape, et enfin en ajoutant toute 1 eau aux grains une heure avant la première étape et en augmentant la vitesse de rotation à chaque étape.
L'examen de ce tableau montre que le procédé décrit permet de récupérer 12 0/o d'issues, la proportion du blé cassé n'étant que de 3,55 o/o ; la teneur en cendres du blé mondé montre que toute l'enveloppe a été pratiquement retirée. Ce résultat n'est obtenu que lorsque, à chaque étape, il y a adjonction d'eau et augmentation de la vitesse donnée aux grains. En particulier, si on ajoute de l'eau à chaque étape, mais en donnant aux grains une vitesse constante, la proportion d'issues récupérées n'est que 3,920/o à faible vitesse, mais à grande vitesse la proportion de blé cassé s'élève à 9,65 0/o.
D'un autre côté, si on augmente la vitesse donnée aux grains à chaque étape en ajoutant toute l'eau en début de la première étape, la proportion d'issues récupérées n'est que 7,35 0/o pour une proportion de blé cassé s'élevant à 5,55 O/o; la teneur en cendres du blé mondé montre que ce blé contient encore une certaine partie de l'enveloppe extérieure.
En résumé, le procédé décrit: - augmente le rendement en semoule d'au moins 3 O/o; - augmente la capacité des broyeurs avec diminution
corrélative des frais de fabrication; permet de sélectionner une partie des germes entiers; - permet, par calibrage des issues, d'obtenir des par
ties provenant de la couche aleuronique et compor
tant de 10 à 20 oxo de matière grasse extractive; permet d'extraire des protéines nobles et de la cel
lulose des tourteaux épuisés; - améliore la qualité des semoules et des pâtes grâce à
l'élimination plus complète des protéines de la cou
che aleuronique et des enzymes, en particulier amy
lase et protéase dont elles sont riches.
Method of abrasion of grains, especially durum wheat
The yield of the production of quality semolina from the milling of durum wheat is at present considerably lower than that of the production of flour by the milling of soft wheat.
This difference in yield is due to the fact that, when durum wheat is crushed in the traditional way, so-called coated semolina grains are collected which contain pieces of bark. The grains, separated by sassage, are then divided, which causes the formation of mixed flour of almonds and husks which can no longer be removed, the density and the fragmentation ability of the various layers being identical.
We know that, in a grain of wheat, the albumen (flour or semolina) is surrounded by a series of layers of different composition and hardness among which we distinguish, in particular, the pericarp (epidermis, epicarp and endocarp), the 'envelope or test, the nucellar layer and the aleuronic layer. This last layer constitutes an interesting by-product, because it contains a significant proportion of proteins. During the grinding of durum wheat by the usual methods, pieces of aleuronic layer or shell are obtained to which semolina grains adhere which it is impossible to separate afterwards without additional loss.
A large part of the layers of certain grains, which are external to the albumen, can be removed by subjecting these grains to abrasion, in a single operation, prior to their grinding. But this process is not applicable as it is to the grains of durum wheat.
It has also been proposed to condition the grains of durum wheat by shaking them vigorously after having moistened them, so that the moisture penetrates into the epidermal layers and softens the binding films of the different layers. The grains are then stirred quickly so as to detach the outer shells of the kernel. However, this process, which is carried out continuously, only makes it possible to remove about 3.7% of the initial weight of the grains, while the outer layers of the albumen of a durum wheat grain represent 15 O / o of this grain. This process therefore does not make it possible to remove all of the outer layers, in particular the aleuronic layer. The subsequent grinding of skinned grains still results in a significant loss of semolina.
The present invention relates to a method for cleaning grains by abrasion comprising an envelope, which on the contrary makes it possible to remove this envelope practically completely, without breaking the grains.
This process is applicable not only to durum wheat, but also to any grain comprising an envelope in several layers such as soft wheat, oats, rice, corn or barley.
The method according to the invention, in which the grains are moistened, is characterized in that the abrasion is carried out by successive loads, by repeated projections of these grains against an abrasive surface until the covering layer desired has been removed, and then separate this layer.
When a grain meets the abrasive surface, a shell chip is detached from the grain under the effect of the impact. The process continues until the grain is finally stripped of its husk, almost entirely. Up to 120% or more can be removed from a grain load without breaking the grains.
It is advantageous to project the grains against the abrasive surface at a speed between S m / s and 50 m / s and to direct these grains onto this surface so that the angle of attack on the latter is between 4 and 600. Experience shows that the best results are obtained if these conditions are met. It is also advantageous that the abrasive surface is lined with grains embedded in a support surface and protruding from this surface by a distance of between 0.1 and 2 mu.
In an advantageous embodiment, the abrasion of each load is carried out in several steps, by humidifying the load during each step and by removing grains, after each step, the abraded part. It is thus possible to successively remove the various layers of the envelope, in particular the aleuronic layer which constitutes the most interesting by-product and which has not been able to be isolated until now in large quantities.
The method may, for example, have three main steps such that the pericarp is removed during the first two and the aleuronic layer during the third. These three steps are preferably followed by a fourth safety step, intended to remove the last traces of the aleuronic layer.
As previously indicated, the grains must be moistened during abrasion. The proportion of water to be added to the grains is preferably such that the average moisture content of the abraded grains is between 12.5 and 18.5 o / o. When the abrasion is carried out in several stages, the proportion of water added during each stage preferably decreases from the first to the last, the final humidity level being between the limits indicated above.
It is possible, for example, to add to the grains, during the first step, a proportion of water of between 2 and 8 O / o by weight, and to add to these grains, during the last step, a proportion of water of between 0.5 and 3.5 o / o by weight, the proportion of water added during the intermediate stage (s) being less than that added during the first stage and at least equal to that added during the last stage.
Abrasion must be carried out in such a way that the percentage of broken grains is as low as possible.
This percentage should be less than about 0.5 o / o in the first step, it can reach about 0.5 to 1 o / o in the second step, 1 to 2 oxo in the third step, more of 3 o / o at the fourth stage. In fact, the speed at which the grains are projected onto the abrasive surface, and therefore their kinetic energy, must increase from one step to another, except possibly for the fourth, because the internal layers to be removed are more adherent than the outer layers.
In any case, the discontinuity of the abrasion operations is a factor which makes it possible to reduce the loss of yield to a minimum value, since the small percentage of broken grains can be recovered before these grains are completely pulverized. The speed increase must be at least 10 0 / o from step to step.
The duration of each step can be determined by measuring the power required by the abrasion, for example by an ammeter, when the machine used to ensure the abrasion is driven by an electric motor. It is observed, in fact, during an abrasion step, that this power increases, goes through a plateau and decreases; this decrease is due to the presence of abraded products which are applied to the abrasive material and between the grains themselves, reducing the effectiveness of this abrasive material. The step must be stopped before the power has significantly decreased.
To ensure abrasion, a machine is preferably used comprising a tank whose internal wall is coated with an abrasive substance and in which are arranged rotating blades directed towards the top of the tank. The optimum speed of rotation of these blades is determined as a function of the speed to be given to the grains, itself determined as indicated above.
At the end of the treatment, a grain is obtained free of its outer envelopes, in particular of its aleuronic layer, and which comprises rupture initiators extending from the periphery to the groove, which facilitates its subsequent grinding.
A machine for implementing the method according to the invention has been described below, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which:
Fig. 1 is a sectional view of the machine.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a grain of wheat.
Fig 3 is a diagram of the process.
In fig. 1, the machine comprises a tank 1 which has at its upper part a loading opening which can be closed by a cover 2 and, at its lower part, an unloading opening which can be closed by a cover 3. In the tank 1, are disposed propulsion blades 4 fixed to a shaft 4a rotatably mounted in a frame 5 and driven by a pulley 6, the latter itself being driven, via a belt, by an electric motor, not shown. The blades 4 are inclined relative to the vertical so that their face facing forward, taking into account the direction of movement, is directed towards the top of the tank, the inclination of these blades being, preferably, between 5 and 450.
These blades 4 are covered with a coating which is both flexible and elastic which makes it possible to minimize the effect of breaking impacts against the grains to be treated.
The inner wall of the tank 3 is coated with an abrasive material. This material depends on the seed to be treated. For a small seed, it must have a low relief, while for tubers the relief can be important; for grains of durum wheat, this relief can be from a few fractions of a millimeter to two millimeters. If the contamination, minimal but existing, of the grains treated by the abrasive material risks altering the quality of the grains, the nature of the abrasive material must be taken into account; for example, for durum wheat, for which one of the purity criteria, after removal of the husks, is the ash content, an organic coating is preferably used, for example of polyester resin, on calibrated silica elements (glass microspheres ).
When the blades 4 are driven in rotation, they project the grains contained therein upwards onto the internal wall of the tank. Each grain thus hits the upper part of the wall of the tank, rubs along this wall and, when its speed becomes insufficient, falls back to the bottom of the tank, on the grains circulating on this bottom, to be finally taken up. by a blade.
As seen in fig. 2, a grain of wheat is provided with a groove and has an inner part 7, called albumen or endosperm, the grinding of which gives flour or semolina, depending on whether it is soft wheat or durum wheat . This albumen is surrounded by a series of layers which, from the outside, are epidermis 8, epicarp 9, endocarp 10, these three layers constituting the outer pericarp,
the test or envelope
EMI3.1
Addition of <SEP> of water <SEP> Addition of <SEP> of water <SEP> Addition of <SEP> of water <SEP> Any <SEP> water <SEP> Treatment <SEP> conditioning
<tb> to <SEP> each <SEP> step <SEP> to <SEP> each <SEP> step <SEP> to <SEP> each <SEP> step <SEP> Processing <SEP> to <SEP> sec <SEP > added <SEP> to <SEP> start <SEP> wheat-water <SEP> 1 <SEP> h <SEP> before <SEP> action
<tb> <SEP> Product <SEP> recovered
<tb> on <SEP> extract <SEP> sec <SEP> Minimum <SEP> speed <SEP> Maximum <SEP> speed
<tb> Speed <SEP> increasing <SEP> constant <SEP> constant <SEP> Speed <SEP> increasing <SEP> Speed <SEP> increasing <SEP> Speed <SEP> increasing
<tb> <SEP>% <SEP> Ashes <SEP>% <SEP> Ashes <SEP>% <SEP> Ashes <SEP>% <SEP> Ashes <SEP>% <SEP> Ashes <SEP>% <SEP> Ashes
<tb> Issues <SEP> retrieved <SEP> 12 <SEP>% <SEP> 5.10% <SEP> 3.92% <SEP>
4.17% <SEP> 11.65% <SEP> 5.20% <SEP> 2.70% <SEP> 2.96% <SEP> 7.35% <SEP> 4.89% <SEP> 5 , 10% <SEP> 4.45%
<tb> <SEP> Wheat <SEP> broken <SEP> recovered <SEP> 3.35% <SEP> 2.60% <SEP> 1.96% <SEP> 2.60% <SEP> 9.65% <SEP> 2.60% <SEP> 1.18% <SEP> 2.60% <SEP> 5.55% <SEP> 2.60% <SEP> 4.25% <SEP> 2.60%
<tb> <SEP> Wheat <SEP> hulled <SEP> 84.45% <SEP> 1.29% <SEP> 94.12% <SEP> 1.69% <SEP> 78.70% <SEP> 1 , 29% <SEP> 96.12% <SEP> 1.80% <SEP> 87.10% <SEP> 1.52% <SEP> 90.65% <SEP> 1.60%
<tb> <SEP> Report <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1, 81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81%
<tb> <SEP> Wheat <SEP> start <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% < SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81% <SEP> 100 <SEP>% <SEP> 1.81 %
<tb> 11,
the nucellar layer 12 and the aleuronic layer 13.
In scutellum 14 are germ 15 and radicle 16. The average percentage by weight of albumen is about 82.5%.
To treat the durum wheat contained in a tank 17 (FIG. 3) this wheat is introduced into the tank 1 so that the latter is not completely half-filled; for example, 50 to 75 kg of wheat are placed in the tank, if the latter has a capacity of 200 liters, and 125 to 200 kg if it has a capacity of 500 liters. At the same time as the wheat, a quantity of water representing approximately 3% by weight is introduced. The blades of tank 1 are then rotated for three minutes at a speed of approximately 265 rpm in the case of a 200 liter tank, and 210 rpm in the case of a 500 liter tank. . The radius of the blades 4 being about 270 mm in the case of a 200-liter tank, and 550 mm in the case of a 500-liter tank, the speed given to the grains is respectively 10.5 m / s and 12.1 m / s.
The wheat stripped of its outer pericarpal layer is sent, via a silo 18, to an air separator 19 which makes it possible to separate from the wheat the sprouts and some broken seeds which are sent to the crusher, most of the grain. pericarp and a small fraction of the aleuronic layer which is sent to a plansichter 20.
The pre-cleaned wheat is sent to a second tank 17a, then introduced again into tank 1 or into a tank 1a the same at the same time as a quantity of water equal to approximately 2% by weight of the wheat. The blades of the vessel 1a are rotated for three minutes at approximately 350 rpm in the case of a 200 liter vessel, or at approximately 260 rpm in the case of a 500 liter vessel.
The treated grain has fracture initiators extending from the periphery to the furrow. Then the wheat is sent, through a silo 18a, to an air separator 19a which separates from the wheat a small percentage of broken grains and coarse semolina which is sent to the grinder, a little more pericarp, and a little aleuronic layer sent to plansichter 20.
The wheat then passes into a third tank 17b and is introduced into a tank lb at the same time as a quantity of water equal to approximately 1.3% by weight of the wheat.
The blades of the tank lb are rotated for three minutes at a speed of about 400 rpm for the 200 liter tank, and about 300 rpm for the 500 liter tank.
After treatment, the wheat is sent to an air separator 19b via a silo 18b. The broken wheat and coarse semolina are sent to the crusher; the by-products consisting mainly of an aleuronic layer are sent to the plansichter 20 via a calibrator 21b. The treated wheat passes through a brushing device 22b so as to be rid of the dust of the aleuronic layer which is extremely oily and sticky, very rich in ash, and which would contaminate the wheat.
Finally, the brushed wheat is sent to a fourth tank 17c and introduced into a tank lc at the same time as a quantity of water equal to approximately 0.5 to 10 / o by weight of the wheat. The blades of the tank 1c are rotated for three minutes at about 500 rpm for the 200 liter tank, and at about 350 rpm for the 500 liter tank.
After this final treatment, the wheat passes into a silo
18c and in a cascade box 19c, is cleaned in a brushing device 22c and is collected in a silo 23 from where it will subsequently be sent to the head mill.
During grinding, it is found that the power required is less than that required to grind untreated wheat; the power thus saved compensates for that required by abrasion.
We gave (page 3) the result of comparative tests carried out respectively, as it has just been indicated, that is to say by adding water at each stage and by increasing the speed of rotation of the blades to each stage, adding water at each stage, but rotating the blades at their minimum speed, adding water at each stage, but rotating the blades at their maximum speed, without adding water and increasing the rotational speed of the blades at each stage, adding all the water in the first stage and increasing the rotational speed of the blades at each stage, and finally adding all 1 water to the grains one hour before the first step and increasing the rotational speed with each step.
Examination of this table shows that the process described makes it possible to recover 12 0 / o of outputs, the proportion of broken wheat being only 3.55 o / o; the ash content of the hulled wheat shows that almost all of the husk has been removed. This result is only obtained when, at each stage, there is addition of water and an increase in the speed given to the grains. In particular, if we add water at each stage, but giving the grains a constant speed, the proportion of output recovered is only 3,920 / o at low speed, but at high speed the proportion of broken wheat s 'rises to 9.65 0 / o.
On the other hand, if we increase the speed given to the grains at each stage by adding all the water at the start of the first stage, the proportion of outlets recovered is only 7.35 0 / o for a proportion of broken wheat amounting to 5.55 O / o; the ash content of hulled wheat shows that this wheat still contains some part of the outer shell.
In summary, the process described: increases the semolina yield by at least 3 O / o; - increases the capacity of the shredders with decrease
correlative of manufacturing costs; allows you to select part of the whole sprouts; - allows, by calibration of the exits, to obtain
ties from the aleuronic layer and compor
so much from 10 to 20 oxo of extractive fat; allows to extract noble proteins and cel
lulose from spent meal; - improves the quality of semolina and pasta thanks to
more complete removal of protein from the neck
che aleuronics and enzymes, especially amy
lase and protease of which they are rich.