Table des mati�res - Pr�c�dente - Suivante

Fiches signal�tiques de quelques produits

Fiche N� 1 - Ma�s
Fiche N� 2 - Riz
Fiche N� 3 - Mil et sorgho
Fiche N� 4 - Graines de l�gumineuses
Fiche N� 5 - Arachide
Fiche N� 6 - Cacao
Fiche N� 7 - Caf�
Fiche N� 8 - Tubercules
Fiche N� 9 - Oignon

Fiche N� 1 - Ma�s

A - G�n�ralit�s
B - Conservation
C - S�chage
D - Stockage

A - G�n�ralit�s�

Avec une production de 451 millions de tonnes, le mais est la seconde c�r�ale cultiv�e dans le monde. La plus grande zone producttrice est l'Am�rique du Nord.

Si, en Am�rique du Nord et en Europe, il est essentiellement destin� � l'alimentation animale et � l'industrie: ma�serie et amidonnerie, le ma�s reste en Am�rique du Sud un des produits de base de l'alimentation humaine. Il est �galement l'une des principales cultures vivri�res de l'Afrique intertropicale, notamment de la zone guin�enne.

L'�pi de mais est constitu� d'un axe central appel� rafle sur lequel sont fix�s les grains. L'ensemble est plus ou moins intimement recouvert par les bract�es ou spathes.

Le grain de ma�s est un caryopse (fruit) qui poss�de, comparativement aux autres c�r�ales, un gros germe (albumen: 83 %, germe: 11 %, enveloppes: 6 %).

Sa composition moyenne est la suivante:

Fig. 253: �pi de ma�s (coupe).

Fig. 254: Structure du grain de mais.

B - Conservation�

Le ma�s est un produit qui, � m�me humidit� et m�me temp�rature, respire plus que les autres c�r�ales, c'est-�-dire qu'il perd plus de mati�re s�che. La perte de 0,5 % de mati�re s�che due aux ph�nom�nes de respiration est le crit�re de d�t�rioration qui permet de fixer le temps maximal de conservation.

La figure 255 montre, par exemple, que du grain � 20 % d'humidit� et � 25� C ne doit pas �tre stock� plus de 10 jours.

Fig. 255: Isochrones de conservation du mais. (D'apr�s STEELE et SAUL, U.S.A.)

La vitesse de d�gradation peut �tre appr�ci�e de fa�on pr�cise en laboratoire en mesurant la quantit� de gaz carbonique (CO₂) d�gag�e par 100 g de grain en 24 h (cf. fig. 4 - chapitre I).

Dans une masse de grains stock�s humides, on observe un �chauffement plus ou moins rapide selon l'humidit� du produit (cf. fig. 256).

Fig. 256: �volution de la temp�rature d'une masse de ma�s-grain selon son humidit�.

Cette augmentation de temp�rature favorise le d�veloppement des moisissures, la germination, et finalement la prise en masse du lot de grains.

En Afrique, notamment dans la zone guin�enne, le ma�s pose des probl�mes de conservation surtout en fin de premi�re saison des pluies. La p�riode de r�colte, qui se situe th�oriquement pendant la petite saison s�che, est en fait souvent pluvieuse et ne permet pas un s�chage naturel suffisant des �pis. En fin de deuxi�me saison, les conditions climatiques sont plus favorables et seuls les pr�dateurs (insectes, rongeurs, etc.) sont �liminer.

C - S�chage�

I - COURBE D'�QUILIBRE AIR-MAIS

Fig. 257: Courbe d'�quilibre air-ma�s.

Pour un stockage sur une longue p�riode en zones chaudes, l'humidit� du ma�s-grain ne devra pas d�passer 13 %.

II - M�THODES DE S�CHAGE

1. S�chage naturel sur pied

Traditionnellement, les paysans ont coutume de laisser s�cher le mais sur pied plusieurs semaines apr�s qu'il ait atteint sa maturit�. Dans certaines zones (Am�rique du Sud par exemple), on cherche � am�liorer ce s�chage au champ en pratiquant le doblado qui consiste � passer une premi�re fois dans les champs pour casser les �pis. Apr�s la r�colte qui s'effectue alors sur des ma�s dont l'humidit� est inf�rieure � 20 %, les �pis sont stock�s dans des greniers a�r�s. Si cette technique permet effectivement un pr�s�chage, voire un s�chage du produit, elle pr�sente plusieurs inconv�nients:

- elle prolonge la dur�e d'occupation du sol, donc retarde la pr�paration du terrain pour une �ventuelle seconde culture,

- elle favorise l'attaque par les rongeurs, les oiseaux, l'infestation d�s le champ par les insectes et les pertes par �grenage naturel.

2. S�chage de mais en �pis

Les m�thodes traditionnelles de stockage en �pis en greniers a�r�s (Ebliva au Togo), en grappes &�pis suspendues aux arbres (Nord C�te d'ivoire), etc. permettent la finition du s�chage. Ces pratiques font cependant partie d'un syst�me n�cessitant g�n�ralement un pr�s�chage au champ.

Pour �viter les pertes li�es au s�chage sur pied, il est possible de r�colter d�s que les grains sont � maturit� (apparition du �point noir�) puis de pratiquer un s�chage en �pis. Diff�rentes techniques sont envisageables.

a) Le crib (Fig. 259)

Cette structure a d�j� �t� largement d�crite au chapitre IV, nous n'en rappellerons que quelques points:

L'emploi du crib est tr�s r�pandu en Am�rique comme en France pour le s�chage du ma�s en �pis. Le chargement s'effectue par le haut et la reprise par le bas, soit en retirant les lattes formant le plancher du crib, soit par des trappes lat�rales.

• Pour calculer les dimensions des cribs, on consid�re que 1 m� peut contenir 500 kg d'�pis humides (qui donneront 300 kg de grain � 14 %).

L'efficacit� du crib en tant que structure de s�chage est li�e � deux facteurs principaux:

• Largeur du crib

Cette donn�e est largement fonction des caract�ristiques climatiques du lieu. En France, par exemple, la largeur des cribs est limit�e � 0,90 m dans le Sud et r�duite � 0,55 in dans le Nord. En Afrique, les essais r�alis�s � l'I.I.T.A. d'Ibadan ont montr� qu'en zone tr�s humide la largeur du crib devait �tre limit�e � 60 cm. Dans les zones s�ches, cette largeur peut atteindre 1 m voire 1,50 m.

• Disposition du crib

Il faut disposer le crib perpendiculairement aux vents dominants et surtout dans un endroit tr�s a�r�, c'est-�-dire loin des rideaux d'arbres, des b�timents et... des autres cribs.

• �panouillage

Pour faciliter la ventilation, il est recommand� d'�panouiller les �pis avant leur mise en crib. Un traitement de l'ext�rieur du crib par pulv�risation est recommand� pour combattre les infestations et son efficacit� est sup�rieure sur les �pis nus (cf. � 4.2.2.2.).

b) Le silo-s�choir (cf. Fig. 32 et 260)

Le silo s�choir est compos� d'une chemin�e centrale et d'une paroi p�riph�rique qui d�limitent un espace annulaire dans lequel sont stock�s les �pis de ma�s. La paroi est compos�e de montants tubulaires, de cerclages, et d'un grillage. L'ensemble repose sur une plate-forme ciment�e pr�sentant, du centre vers l'ext�rieur, une pente de 5 %. Une b�che, fix�e � la chemin�e centrale et � la paroi p�riph�rique, recouvre la partie sup�rieure des �pis.

A l'origine, le ventilateur principal plac� au sommet de la chemin�e centrale est pr�vu pour fonctionner en aspiration ou en soufflage. Cependant l'alternance aspiration-soufflage est totalement � proscrire car elle conduit � un d�placement oscillant du front de s�chage � l'int�rieur de la masse d'�pis. Dans les mod�les r�cents la ventilation fonctionne uniquement en aspiration.

Lorsque les conditions climatiques le permettent (siccit� suffisante de l'air) il est possible de ventiler avec de l'air ambiant.

Lorsque, par contre, l'humidit� relative de l'air est trop �lev�e, il est pr�vu de r�chauffer l'air au moyen d'un g�n�rateur d'air chaud (un g�n�rateur � rafles de ma�s peut �tre associ� au silo). Sur des �pis tr�s humides (35 % et plus), l'�l�vation de temp�rature de l'air de s�chage est de quelques degr�s seulement pour �viter d'acc�l�rer la d�t�rioration du grain. En zone tropicale, le d�lai de s�chage dont nous disposons avant que le grain ne soit d�t�rior� est g�n�ralement suffisant du fait que l'humidit� des produits � la r�colte est moins �lev�e (20 % � 25 %).

Un silo s�choir de ce type a �t� test� � Tokpli au Togo. Il a les caract�ristiques suivantes:

Dimensions:

• diam�tre ext�rieur 10 m;
• surface au sol 75 m�;
• section de la chemin�e centrale pentagone de 1,10 m de c�t�, soit 2 m�;
• hauteur: 3 viroles de 1,25 m soit 3,75 m;
• volume maximum d'�pis: 275 m�.

Les premiers essais ont conduit � proposer les recommandations suivantes:

- emploi d'un g�n�rateur d'air chaud � �changeur air-air,
- ventilation unidirectionnelle,
- modification de l'amen�e d'air avec mise en place du ventilateur au sol.

L� encore, il faut pr�voir un �panouillage des �pis avant la mise en s�choir en cas de r�colte manuelle, ou l'emploi de corn-picker (r�colteuse-�panouilleuse) en cas de r�colte m�canis�e.

c) S�chage sur caillebotis

Un syst�me de ventilation peut �tre pr�vu dans les magasins ou cellules destin�s � recevoir les �pis de mais. Le dispositif de r�partition d'air est de pr�f�rence construit avec des mat�riaux locaux suivant le mod�le des aires de s�chage des fourrages, c'est-�-dire avec une gaine principale en bois et des caillebotis (cf. Fig. 261). Afin d'�viter que l'air n'emprunte des cheminements pr�f�rentiels, les caillebotis doivent �tre arr�t�s � 0,70 m au moins des parois. Le chargement d'�pis est mis en place de fa�on homog�ne en veillant particuli�rement � �viter les accumulations de grains ou de mati�res �trang�res pouvant g�ner le passage de l'air. Les �pis n'offrant qu'une faible r�sistance (cf. Fig. 262) il est possible de ventiler sur des hauteurs importantes (4 � 8 m) avec des ventilateurs de faible puissance tout en assurant des d�bits sp�cifiques �lev�s. Aux �tats-Unis, les d�bits sp�cifiques conseill�s sont de 250 � 500 m�/h/m�. En France, le d�bit sp�cifique g�n�ralement retenu est de 150 m�/h/m� (la perte de charge est alors de 30 mm CE pour 5 m de hauteur d'�pis).

Fig. 261: Installation de ventilation avec gaine et caillebotis.

PERTES DE CHARGE POUR DIFF�RENTES HAUTEURS ET DIFF�RENTS D�BITS D'AIR (en mm CE)

Le s�chage obtenu est fonction de l'humidit� de l'air employ�. En r�gle g�n�rale, l'hygrom�trie de l'air de s�chage doit �tre inf�rieure � 70 %. Dans les zones � forte hygrom�trie, il faudra donc pr�voir, aux heures les plus fra�ches, un r�chauffage de quelques degr�s (4-5� C) de l'air ambiant.

d) S�choirs statiques

Il est possible d'utiliser des s�choirs statiques horizontaux pour s�cher rapidement les �pis. Ces mat�riels sont g�n�ralement con�us pour s�cher des grains dont la r�sistance au passage de l'air est beaucoup plus �lev�e et le s�chage d'�pis provoque des pertes d'�nergie consid�rables qui conduisent � un co�t prohibitif.

Les s�choirs artisanaux utilisant le bois comme combustible peuvent �galement �tre envisag�s. C'est le cas notamment du s�choir BROOKS d�crit au chapitre IV. Cependant ces s�choirs ont des rendements calorifiques souvent d�plorables pouvant atteindre 5 000 mth par kg d'eau �vapor�e, donc une tr�s co�teuse consommation de bois.

Remarque: Humidit� des �pis.

L'humidit� des grains d'un �pi de ma�s est particuli�rement d�licate � appr�cier. Pour une humidit� moyenne 34,6 %, par exemple, l'humidit� des grains peut s'�tager entre 33,5 % pour des grains du sommet de l'�pi et 38,3 % pour des grains de la base. Il faut donc proc�der � un �chantillonnage complet pour conna�tre l'humidit� moyenne exacte des �pis, et non pas n'en pr�lever qu'une partie.

Fig. 262: Pertes de charge dans les �pis de ma�s nus.

3. S�chage du ma�s en grain

Le ma�s-grain humide se d�t�riore tr�s rapidement s'il n'est pas s�ch�. L'�chauffement li� � l'humidit� provoque une perte tr�s rapide de la qualit�.

Dans les zones humides, il est fr�quent que le s�chage en crib ne permette pas d'atteindre l'humidit� de sauvegarde (qui est, rappelons-le, de 13 %). Il est alors n�cessaire de pr�voir, apr�s un pr�s�chage en crib des �pis de mais, un �grenage et une finition par s�chage artificiel en grain.

Au chapitre III, les diff�rents types de s�choirs susceptibles d'�tre utilis�s sur le ma�s. sont d�crits en d�tail.

Rappelons les principaux types:

• Les s�choirs statiques

Le grain immobile est travers� par le courant d'air chaud. Il en r�sulte une h�t�rog�n�it� de s�chage entre les grains situ�s pr�s de l'entr�e d'air et ceux situ�s pr�s de la sortie. Pour limiter cette h�t�rog�n�it� de s�chage, pr�judiciable � la conservation ult�rieure, il faut employer des d�bits d'air croissant avec la temp�rature.

VALEUR DU COUPLE TEMP�RATURE-D�BIT D'AIR POUR L'OBTENTION D'UNE H�T�ROG�N�IT� DE 15 � 3 % (donn�es CEMAGREF)

Les s�choirs statiques travaillent g�n�ralement sur une couche de grain de 40 � 60 cm avec le couple 60� C - 4 000 m�/h/m�.

• Les s�choirs � recirculation

Dans ces s�choirs, mobiles ou fixes, le grain subit un brassage ou un recyclage qui permet d'�viter l'h�t�rog�n�it� de s�chage mentionn�e ci-dessus. Cette technique a pour inconv�nient d'augmenter le pourcentage de brisures - en multipliant les manutentions.

• Les s�choirs continus

Une mince couche de grains (15 cm � 30 cm) traverse en continu le s�choir. Il existe une gamme �tendue de s�choirs continus pouvant s�cher de quelques quintaux � plusieurs tonnes de grains par heure. Ces s�choirs �quipent g�n�ralement les grands centres de stockage. Au cours des derni�res ann�es, les recherches ont surtout port� sur l'am�lioration de leurs performances �nerg�tiques qui atteignent:

850 kcal/kg d'eau pour les s�choirs � recyclage d'air us�,
750 kcal/kg d'eau dans les s�choirs � r�cup�ration d'�nergie sur les rejets,
680 kcal/kg d'eau en associant la dry�ration au s�choir.

Les temp�ratures utilis�es d�passent souvent largement 100� C; cependant selon l'utilisation ult�rieure du mais, il est n�cessaire de moduler ces temp�ratures pour ne pas alt�rer soit le pouvoir germinatif, soit la valeur alimentaire, soit la qualit� amidonni�re, etc. (cf. Fig. 36).

Temp�ratures de s�chage g�n�ralement recommand�es:

• Cellules s�cheuses (in bin drying)

Le s�chage basse temp�rature en cellule s�cheuse (Fig. 34) peut �tre envisag� sur ma�s-grain � condition que l'humidit� initiale du produit ne soit pas trop �lev�e (au maximum 10% au-del� de l'humidit� de sauvegarde). Le mais humide stock� dans la cellule est ventil� avec l'air ambiant r�chauff� de quelques degr�s (5� � 10� C) pour augmenter son �pouvoir s�chant�.

Cette technique, largement utilis�e aux �tats-Unis, a �t� exp�riment�e en France par l'I.T.C.F. sur une cellule fermi�re de 120 m�. Le r�chauffage de l'air de quelques degr�s est obtenu par un capteur solaire enveloppant la cellule sur les 2/3 de sa circonf�rence'. Le d�bit sp�cifique de 100 � 130 m�/h/m� de grain est fourni par un ventilateur de 10 kW.

Cette technique �conomique m�riterait d'�tre test�e en zone tropicale o� le ma�s � la r�colte a une humidit� voisine de 25 %. La temp�rature de l'air ambiant y �tant �lev�e, il serait alors n�cessaire de pr�voir des d�bits sp�cifiques accrus pour �viter les risques de d�t�rioration du mais en haut de cellule.

Humidit� finale: 12 %

Exemple: le s�chage jusqu'� 12 % d'un lot de 1,5 m de hauteur de mais � 25 % se traduit par une baisse de hauteur de 34 cm.

PERTES DE CHARGE DANS LE MA�S EN GRAINS (Fig. 263) (donn�es CEMAGREF)

Fig. 263: Pertes de charge dans du mais blanc d'�thiopie � 11 % d'humidit�.

III - UTILISATION DES RAFLES POUR LE S�CHAGE

La rafle est un combustible bon march�, tr�s int�ressant pour remplacer les combustibles p�troliers.

1. Quelques caract�ristiques moyennes des rafles:

- 1000 kg de grain sec � 15 % fournissent, selon les vari�t�s, de 200 � 300 kg de rafles �s�ches� (� 15 % d'humidit�).

- Densit� comprise entre 170 et 230 kg/ml. (Retenir 200 kg/m�.)

- Pouvoir calorifique moyen � 15 % d'humidit�: 3 000 mth/kg.

2. Exemple d'�valuation des possibilit�s offertes par les rafles:

- soit � s�cher un mais de Hi = 25 % � Hf = 13 %

- quantit� d'eau � enlever par tonne de produit s�ch�

- quantit� de chaleur n�cessaire pour le s�chage:

Elle est fonction du type de s�choir. On peut l'estimer � :

2 000 kcal/kg en s�choir statique,
1200 kcal/kg en s�choir continu vertical sans recyclage d'air,
900 kcal/kg en s�choir continu � recyclage d'air us�.
Donc pour: 160 kg x 2 000 = 320 000 mth.

- pouvoir calorifique des rafles disponibles

200 kg x 3 000 mth/kg = 600 000 mth.

Il est donc possible d'assurer l'autonomie �nerg�tique du s�chage.

3. Mat�riels utilisant des rafles de ma�s

Les g�n�rateurs d'air chaud fonctionnent soit par combustion directe, soit par gaz�ification pr�alable (gazog�ne) et br�lage du gaz pauvre produit dans un br�leur.

Le premier proc�d� offre l'avantage d'une construction rustique, mais l'inconv�nient d'un fonctionnement irr�gulier en cas de chargement discontinu. En effet les rafles chauff�es d�gagent des compos�s volatils qui s'enflamment rapidement (�Feu de paille�) ce qui se traduit par des fluctuations de puissance calorifique qui suivent la cadence de rechargement. Des br�leurs sp�ciaux ont �t� �tudi�s pour r�aliser une alimentation continue r�guli�re.

Le second proc�d� est l'emploi d'un �gazog�ne� g�n�rateur de gaz pauvre qui offre une grande r�gularit� de fonctionnement.

Ces deux types de mat�riels sont actuellement en cours de mise au point et devraient apporter des solutions �conomiques au s�chage dans les zones � climat humide.

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