FR2574632A1 - Procede d'extraction de la pulpe de manioc par voie humide, notamment pour preparer de la farine ou de la semoule de manioc et dispositif de mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

PROCEDE D'EXTRACTION DE LA PULPE DE MANIOC PAR VOIE HUMIDE. LE PROCEDE COMPREND LES ETAPES SUCCESSIVES SUIVANTES:-DEPELLICULAGE DES RACINES DE MANIOC FRAICHES;-LAMINAGE GROSSIER;-LAMINAGE FIN;-TAMISAGE;-BROYAGE ET AFFINAGE AVEC APPORT D'EAU EVENTUEL;-FABRICATION DE LA FARINE OU DE LA SEMOULE DE MANIOC.

Description

L'invention concerne un traitement des racines de manioc en vue d'en extraire la pulpe.

La pulpe d'une racine de manioc est protégée par deux écorces : le suber ou écorce externe et l'écorce interne appelée souvent phelloderme. Elle comprend en outre, en son centre, un cordon fibreux. Au cours de la transformation du manioc, il est nécessaire d'éliminer partiellement ou totalement les deux écorces et le cordon central pour ne conserver que la partie riche en amidon du cylindre central. Le suber ou écorce externe qui représente 1 à 3% du poids total de la racine se desquame plus ou moins selon les variétés. Il est séparable du reste par grattage. L'écorce interne se sépare du cylindre central au niveau du cambium par arrachage. Elle représente de 8 à 18% du poids total de la racine. Dans une racine à maturité, cette couche interne a généralement de 2 à 5 mm d'épaisseur.

i'epluchagc manuel du manioc est rclativement facile mais necessite une main d'oeuvre abondante car ce travail doit être fait le plus vite possible en raison des altérations physico-chimiques rapides après la récolte. Au-delà de 24 heures, le manioc s'épluche mal. L'épluchage manuel n'est acceptable que pour des productions artisanales de faible capacité. C'est pourquoi, pour des capacités plus importantes, on a cherché à mécaniser l'épluchage. Plusieurs procédés d'épluchage ont été proposés qui n'ont jamais donné satisfaction, soit parce que le travail était mal fait, soit et surtout parce que les pertes à l'extraction étaient très élevées et conduisaient à des prix de revient excessifs.

Par ailleurs, les exigences en matière d'épluchage et de défibrage diffèrent selon l'objectif visé
- s'il s'agit d'extraire l'amidon, seule l'élimination du suber (première écorce) est indiquée.

L'élimination de la fibre centrale est inutile et celle du phelloderme est discutable car dans les amidonneries d'une certaine importance, il devient rentable de récupérer l'amidon qu'il contient
- s'il s'agit de produire de la farine panifiable, l'élimination préalable de la première écorce est indispensable en raison de la nécessité d'éliminer tout risque de points noirs ; l'élimination du phelloderme est liée généralement aux disponibilités en source d'énergie.

- pour certains gari où la présence de fibres est recherchée, seule l'élimination préalable des deux écorces est nécessaire. Celle du cordon fibreux et des fibres ne l'est pas
- s'il s'agit de produire un gari premier choix etwde l'attiéké, l'élimination préalable des deux écorces et du cordon fibreux est indispensable.

Il apparait donc que lorsque l'on parle "d'épluchage", il faut bien préciser ce que l'on cherche à éliminer - sinon ce que l'on dit n'a pas de sens en particulier sur les rendements, pertes et capacités.

C'est pourquoi il est préférable de parler
- de dépelliculage pour la première écorce,
- d'épluchage pour la deuxième écorce,
- de défibrage pour le cordon fibreux.

L'extraction de la pulpe résulte des trois opérations précédentes.

Le but de la présente invention est de fournir un procédé pour réaliser industriellement l'extraction de la pulpe, avec une consommation d'énergie réduite et un rendement amélioré, notamment en ce qui concerne l'élimination du cordon central, le pourcentage de phelloderme dans le produit final ne-dépassant pas
15% en poids du phelloderme total de la matière brute.

On y parvient, selon l'invention, en soumettant la racine de manioc fraîche, c'est-à-dire non déshydratée, aux opérations suivantes
- dépelliculage mécanique par frottement avec complément manuel éventuel,
- laminage grossier pour provoquer l'éclatement de la racine en respectant le phelloderme et le cordon central, ce qui fournit des morceaux grossiers compatibles avec un laminage fin subséquent,
- laminage fin qui fournit un mélange de morceaux de pulpe broyés, de plaques de phelloderme non broyées et de fragments de cordon fibreux non broyés,
- tamisage des constituants de ce mélange pour séparer par effet de forme et de dimension le phelloderme et le cordon,
- broyage et affinage du tamisat avec apport d'eau éventuel.

Pour la production de farine, la pulpe affinée fraiche ainsi obtenue est soumise à une séparation d'eau puis à un séchage.

Le meilleur bilan énergétique du procédé par rapport à un procédé dans lequel on sèche avant broyage, tient au fait que le séchage n'intervient que sur le produit affiné alors qu'un séchage avant tamisage consomme de l'énergie pour sécher des impuretés qui seront éliminées ensuite et qui auront donc été séchées en pure perte. Cette économie d'énergie peut représenter l'énergie nécessaire à sécher environ 10 à 15% du phelloderme.

Selon l'invention, la séparation d'eau et le séchage sont,de préférence réalisés selon l'un ou l'autre des deux processus suivants
Dans un processus, la pulpe est pressée, séchée puis broyée. Le jus recueilli au pressage est filtré pour récupérer l'amidon.

Dans une variante, la pulpe est broyée, soumise à une décantation centrifuge puis séchée, ce qui permet une dessication plus poussée avant séchage et améliore encore le bilan énergétique du procédé. En outre, il est plus facile de broyer à l'état humide et on sèche plus rapidement le produit broyé.

Outre la préparation de farines de manioc et de manioca, le procédé de l'invention convient pour préparer des semoules de manioc comme l'attieké et le gari.

Pour préparer de l'attieké, on soumet la pulpe affinée à une fermentation avant de séparer l'eau par l'un ou l'autre des processus indiqués ci-dessus, on la soumet à un roulage après décantation ou après pressage, et on la soumet à une cuisson avant séchage.

Pour préparer le gari, on opère comme pour l'attiéké mais le produit cuit est "torréfié".

On décrira ci-après, plus en détails, le procédé-de l'invention, en se référant aux figures du dessin joint.

La figure 1 est un schéma du procédé de l'invention et d'un dispositif pour sa mise en oeuvre
La figure 2 montre schématiquement les moyens de laminage grossier et dè laminage fin utilisés dans le dispositif
La figure 3 est une coupe longitudinale d'un tamis utilisé dans le dispositif, et
Les figures 4 et 5 sont des coupes du tamis de la figure 3 par les plans A-A et B-B respectivement.

Un avantage du procédé de la présente invention est qu'il permet d'utiliser des racines toutvenant car il convient même pour des racines dont le diamètre est inférieur à 30 mm.

La racine est soumise d'abord à un dépelliculage.

Le dépelliculage est réalisé de préférence par frottement des racines les unes contre les autres et contre les parois dans un tambour rotatif, de préférence sous une aspersion d'eau qui lave les racines et assure l'élimination des particules de suber. Les résultats dépendent de nombreux paramètres
- l'état de fraîcheur du manioc: sur un manioc frais, la pellicule se détache facilement par frottement, tandis que sur un manioc de plus de 24heures, elle adhère plus fortement.

- la variété du manioc : certaines variétés de manioc sont plus faciles à dépelliculer que d'autres
- l'age du manioc : on note que le vieillissement des racines augmente la solidité et l'adhérence de la première écorce
- la forme du manioc : certaines variétés sont moins polymorphes que d'autres et leurs formes plus régulières -l'absence de concavités et de déformation (sillons - protubérances, etc..) facilite le dépelliculage
- la présence de chocs : il faut faire éclater la première écorce par des chocs afin de la décoller et de former des lambeaux pendants à partir desquels un arrachage final par frottement et jets d'eau sera possible
- la présence de frottements vigoureux mais non abrasifs
- la présence de jets d'eau dont l'énergie est suffisante pour détacher et entraîner les lambeaux de première écorce
- la vitesse de rotation du tambour qui conditionne le nombre et l'intensité des chocs et la vigueur du frottement ;
- le taux de chargement qui conditionne la vigueur des frottements et l'intensité des chocs ;
- le temps de séjour dans le tambour qui conditionne le degré de dépelliculage
- l'absence de fer en contact pour prévenir la formation de ferrocyanure bleu.

L'expérience montre qu'en raison de la polymorphie du manioc, il est inutile de vouloir dépelliculer à 100%. Sinon, il en résulte des pertes importantes.

A la sortie du dépelliculeur, les racines dépelliculées sont inspectées, éventuellement parées (afin de supprimer les parties apparentes impropres), équeutées, puis lavées. C'est alors que commence vdritablement l'opération d'extraction de la pulpe.

A la sortie du dépelliculeur, la racine dépelliculée est acheminée vers un broyeur à cylindre cannelé qui effectue un laminage grossier. L'expérience prouve que ce prébroyage respecte davantage le phelloderme et le cordon central pour des raisons d'anisotropie de résistance.

Ce laminage éclate bien la racine mais laisse pratiquement intacts des morceaux entiers de phelloderme et le cordon fibreux central. Ce dernier n'est jamais plus gros que l'écartement entre le cylindre et la contreplaque (ou deuxième cylindre) et, une fois le manioc broyé, qu'elle que soit sa position à l'introduction, il se présentera dans une position tangente à la surface en contact.

Quant au phelloderme, trois cas se produisent : ou bien il se présente à plat dans l'introduction auquel cas il sera compressé mais non broyé ou bien présente avec une certaine inclinaison et il sera mis à plat au cours du broyage -ou bien il se présente perpendiculaire et il sera brisé puis mis à plat. En fait, le troisième cas se produit très rarement car le manioc ayant une section transversale arrondie (la section longitudinale ne présente pas de difficulté) et il n'y aura jamais que des parties à plat ou inclinées.

Un deuxième laminage sur cylindre grenaillé (pour éviter le dérapage) assure une mouture plus fine et achève de décoller la pulpe qui adhère au phelloderme et au cordon fibreux.

Un premier tamisage permet de séparer par différence de forme les morceaux de cordon fibreux et les morceaux de phelloderme de la pulpe broyée plus finement.

Un deuxième broyage plus fin suivi d'un affinage permet d'éliminer les derniers morceaux de phelloderme et de fibres indésirables.

L'élimination du phelloderme est assurée au seuil minimal requis de 85% ; la pulpe affinée destinée à la fabrication de farine, d'attiéké ou de gari contient au plus 2 % de phelloderme, cette valeur étant considérée (après détermination expérimentale pour tests de consommation) comme n'ayant aucune influence négative sur l'appréciation des consommateurs en ce qui concerne la qualité des produits finis obtenus.

La figure 2 montre schématiquement le dispositif de laminage.

L'installation comprend un dispositif de laminage grossier 2 et un dispositif de laminage fin 3 portés par un bâti 4.

Le dispositif de laminage grossier est situé à la partie supérieure du bâti 4. Il comprend un cylindre 5 dont le diamètre est de l'ordre de 400 mm, qui est entraîné en rotation autour d'un axe horizontal 6 par des moyens approprie (non représentés) dans le sens de la flèche F. Le cylindre 5 est muni à sa périphérie d'une pluralité de cannelures longitudinales 7 régulièrement réparties. Il est disposé endessus d'une contreplaque 8, de forme arquée concave, dont l'écartement avec la surface extérieure du cylindre 5 décroît progressivement dans le sens de la flèche F.

L'extrémité 9 de la contreplaque 8 est située en-dessous de l'axe 6, à peu près à l'aplomb de celui-ci. Au niveau de cette extrémité, l'écartement e1 entre la contreplaque et le bord des cannelures 7 est minimal. Cet écartement est avantageusement réglable dans un intervalle compris entre 10 et 25 mm t il est par exemple de 15 mm.

Le dispositif de laminage fin 3 est disposé à la partie inférieure du bâti 4, au-dessous de l'extrémité 9 de la contreplaque 8. Il comprend une paire de cylindres 10,11 à axes 12,13. Ces derniers sont parallèles à l'axe 6 et situés tous deux dans un plan horizontal commun. Les cylindres 10,11 sont entraînées en rotation, en sens contraires, suivant les flèches G et H (respectivement) par des moyens appropriés. Ils sont avantageusement identiques et de me me diamètre que le cylindre 5 (400 mm). Il sont légèrement écartés l'un de l'autre de manière à former un passage vertical étroit, dont la largeur e2 est avantageusement réglable dans un intervalle de 0,5 à 3 mm ; cet écartement est par exemple de 1 mm.

L'installation est complétée par un capot 14 qui recouvre partiellement le cylindre 5 du c8té opposé à la contreplaque 8, de barres 15 équipées de brosses de raclage 16 qui sont en contact avec le dessous des cylindres 10,11 et d'un bac récepteur 17.

Les racines dépelliculées, parées et
lavées sont introduites en vrac dans la partie supérieure
gauche de l'installation, sur la contreplaque 8. Ils
sont entraînés vers le bas et vers la droite, suivant
la flèche A, par les cannelures en mouvement 7. Ce
laminage grossier écrase bien la racine (et notamment la
pulpe) mais laisse pratiquement intacts des morceaux
entiers de phelloderme et le cordon fibreux central. Ce
dernier n'est jamais plus gros que l'écartement e1 et,
une fois le manioc broyé, quelle que soit sa position
initiale à l'introduction, il se présentera dans une
position tangente à la surface-en contact.

Arrivé d l'extrémité 9 de la contreplaque 8, le manioc grossièrement laminé et broyé tombe par gravité selon la flèche B entre les deux cylindres en rotation 10,11. Il y est soumis à un laminage. fin, le grenaillage des cylindres évitant le dérapage des produits et assurant leur entraînement dans le passage vertical étroit de largeur e2 qui sépare les deux cylindres. On notera la présence du capot 14 qui sert d'arrêtoir pour empêcher qu'après le laminage grossier certaines racines ne s'échappent en dehors de la zone d'entrée des cylindres du laminage fin.

Le laminage fin assure une mouture plus fine et achève de décoller la pulpe qui adhère au phelloderme et au cordon fibreux. Les produits laminés tombent dans le bac récepteur 17 (flèche C).

Ces produits sont ensuite acheminés à un dispositif de tamisage. Dans une réalisation préférée, ce dispositif est constitué par un tamiseur cylindrique à pente réglable, à grille fixe et à pales rotatives (figures 3-5), dont la maille de tamis est de l'ordre de 15 mm. Ce tamisage permet de séparer par différence de forme les morceaux de cordon fibreux et les morceaux de phelloderme de la pulpe broyée plus finement. De préférence, le tamis est légèrement incliné, l'entrée 19 des produits dans le tamis étant située en partie haute sensiblement sur la moitié de la longueur du tamis, la sortie 20 du tamisat se faisant sur toute la longueur du dessous du tamis ; le refus du tamis est évacué à l'extrémité basse 21 du tamis.

Ensuite, on procède à un broyage fin des produits restants et, en présence d'eau, à un affinage sous forme de tamisage fin, qui permet d'éliminer les derniers morceaux de phelloderme et de fibres indésirables.

La pulpe fraîche ainsi obtenue est ensuite traitée, éventuellement après fermentation, selon l'un ou l'autre des deux processus décrits précédemment, à savoir par pressage, éventuellement roulage, séchage et broyage ou par broyage, éventuellement roulage, décantation centrifuge, cuisson et séchage, de manière à obtenir de la farine de manioc, de l'attiéké ou, après torréfaction de celui-ci, du gari.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'extraction de la pulpe de manioc par voie humide, dans lequel on soumet la racine de manioc fraiche dépelliculée aux opérations suivantes

- laminage grossier de la racine dépelliculée

pour provoquer l'éclatement de la racine

en respectant le phelloderme et le cordon

central,

- laminage fin pour obtenir un mélange de

morceaux de pulpe broyés, de plaques de

phelloderme et de fragments de cordon

fibreux,

- tamisage du mélange pour recueillir les

morceaux de pulpe broyés,

- broyage et affinage du tamisat avec

apport d'eau éventuel.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet la pulpe affinée à une séparation d'eau puis à un séchage pour la production de farine.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pulpe affinée est pressée, séchée puis broyée.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pulpe affinée est broyée, soumise à une décantation centrifuge puis séchée.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet la pulpe affinée à une fermentation, puis à une séparation d'eau, en vue de préparer de l'attiéké.

6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on sépare l'eau par décantation, caractérisé en ce qu'après décantation on soumet la pulpe à un roulage et en ce qu'avant séchage on la soumet à une cuisson.

7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on sépare l'eau par pressage, caractérisé en ce qu'après pressage, on soumet la pulpe à un roulage, et en ce qu'avant séchage on la soumet à une cuisson.

procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'on fait suivre la cuisson d'une torréfaction pour préparer le gari.

9. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, pour réaliser,le laminage grossier, un cylindre cannelé (5) rotatif, disposé au-dessus d'une contreplaque (8) de forme arquée, la contreplaque déterminant avec le cylindre un intervalle dégressif dans lequel on fait passer Les racines pour provoquer leur éclatement.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité (9) de la contreplaque

(8) est située en-dessous du cylindre (5) à peu près a l'aplomb de l'axe du cylindre.

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'écartement W1) ) entre la contreplaque (8) et le bord des cannelures (7) du cylindre (5) est compris entre 10 et 25 mm à l'extrémité inférieure de la contreplaque.

12. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend, pour réaliser le laminage grossier, un couple de cylindres horizontaux (10,11) contrarotatifs, formant entre eux un passage vertical étroit dans lequel on fait passer le produit du laminage grossier.

13. Dispositif selon la revendication 12, ,caractérisé en ce que ledit passage vertical a une largeur comprise dans la gamme 0,5-3 mm.

14. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à8, caractérisé en ce qu'il comprend, pour réaliser ledit tamisage, un tamiseur cylindrique à pente réglable, à grille fixe et à pales rotatives.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la maille du tamis est de l'ordre de 15 mm.