Small Scale Maize Milling/7

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CHAPTER IV. MILLING TECHNIQUES

There is a wide range of milling techniques used at various scales of production, and producing various types and qualities of maize meal. The smallest scales of production are associated with techniques used at the household level (e.g. use of mortar and pestle, of querns) while the largest scales of production are generally achieved by roller mills. Intermediate scales of production are associated with techniques used in stone, plate and hammer mills. Given the focus of this memorandum on small-scale production, this chapter emphasises these latter techniques, and only briefly reviews the technology used by roller mills. Milling techniques used at the household level are not considered, especially since an increasing number of rural women tend to use the services of custom or community mills in order to be able to devote more time to more productive activities.

I. PRE-TREATMENT OF MAIZE FOR MILLING

In general, untreated, shelled and dried maize grain is simply ground into a meal or flour for the preparation of traditional products. However, some traditional maize products require that the shelled grain be subjected to various pre-treatment processes prior to grinding.

In Central and South America, maize is often used at the domestic or commercial level for the preparation of tortilla, an unleavened bread. Prior to grinding, the grain is boiled in a dilute solution of sodium and calcium hydroxide for 15 to 20 minutes. This treatment loosens the bran and the tip cap which are easily removed, together with any excess alkali, by washing. At this stage, the slightly softened grain may be wet-milled in a mechanically powered plate mill to produce the tortilla dough, "masa". Where the requirement is for fresh tortillas, the "masa" is shaped and baked on the same premises. Alternatively, after alkali treatment and washing, the slightly softened grain may be dried in oil-fired or electric ovens, ground in a hammer mill, packaged and marketed as instant tortilla flour. This pre-treatment gives the final product a characteristic and much desired flavour, and improves the nutritional properties of the grain.

Les grains de maïs peuvent également être légèrement grillés avant d'être moulus. En Amérique centrale, une boisson ou gruau local particulièrement populaire - Pinol ou Pinolillo - est un mélange préparé commercialement de farine entière de maïs grillé (moulue dans un broyeur à marteaux), de fèves de cacao grillées, d'autres céréales et d'arômes tels que la muscade ou la cannelle. Le processus de grillage améliore la saveur du maïs et augmente son énergie digestible en gélatinisant l'amidon. Il retarde également le développement du rancissement en inactivant les enzymes présentes dans le repas. Ainsi, la durée de conservation du produit est encore prolongée.

II. EXAMEN DES TECHNOLOGIES DE MOULINAGE DU MAÏS

Il existe deux principales technologies de mouture : l'une dans laquelle le grain est directement moulu sans aucun prétraitement et l'autre dans laquelle le grain subit un certain nombre d'étapes de prétraitement avant d'être moulu. La première technologie de mouture produit une farine complète contenant à la fois le son et le germe, tandis que la seconde donne une large gamme de produits, notamment des farines partiellement ou entièrement dégermées, appelées respectivement farines boulonnées et super-tamisées.

La production de farine complète est réalisée dans trois types de moulins : à plaques, à pierre et à marteaux. La production de ces broyeurs varie de 25 kg par heure pour les broyeurs à plaques à plus de 10 000 kg par heure pour certains broyeurs à marteaux à grande échelle. Les spécifications techniques de ces broyeurs sont données dans le tableau IV.1. Les broyeurs à plaques, à pierre et à marteaux peuvent utiliser diverses sources d'énergie, notamment l'énergie hydraulique, le diesel et l'électricité. Certains broyeurs à plaques peuvent utiliser l'énergie animale ou éolienne à des rendements relativement faibles. La farine entière produite par ces moulins peut être ensuite tamisée pour éliminer les gros morceaux de son et de germe. Les moulins peuvent être équipés d'équipements de nettoyage des grains et fixés à des dispositifs de tamisage. Les moulins à eau sont pour la plupart des moulins personnalisés, tandis que les autres moulins mécaniques peuvent être des moulins personnalisés ou marchands, en fonction de l'emplacement et de l'échelle de production. L'utilisation de broyeurs à plaques, à pierre ou à marteaux est généralement régie par les préférences locales, l'échelle de production prévue et le type de production. Les broyeurs à plaques sont largement utilisés dans certaines parties de l'Afrique de l'Ouest (par exemple au Ghana, au Nigéria, au Cameroun et en Sierra Leone), tandis que les broyeurs à marteaux (Cameroun, Sierra Leone) tandis que les broyeurs à marteaux sont plus courants en Afrique de l'Est (par exemple en Tanzanie, au Kenya et au Malawi). Les moulins à pierre pour le broyage à sec du maïs sont répandus en Amérique centrale et du Sud, dans le sous-continent indien, en Afrique du Nord et au Moyen-Orient. Les broyeurs à marteaux sont principalement utilisés pour la production d'aliments broyés pour animaux, comme en Afrique de l'Ouest, en Indonésie et en Amérique centrale.

Résumé des données techniques des broyeurs mécaniques à plaques, à marteaux et à pierre

*v : meules verticales
*h : meules horizontales.

La deuxième technologie de mouture du maïs est utilisée dans les broyeurs à rouleaux où le maïs subit une série d'étapes de prétraitement qui comprennent le nettoyage, le tempérage, le dégermage, le tamisage, la réduction, etc. Ces broyeurs produisent un certain nombre de produits à base de maïs pour diverses préparations alimentaires. La composition de certains de ces produits et les rendements de mouture sont présentés dans le tableau IV.2. La gamme de produits varie généralement d'une usine à l'autre en fonction des exigences du marché. Le taux d'extraction des produits broyés à sec est d'environ 80 pour cent. En général, la majorité de la production est constituée de gruau ou de farines de première qualité avec une teneur en matières grasses inférieure à 1,0 pour cent. Une petite proportion de la production est constituée de fines ou de farines de moindre qualité avec une teneur en matières grasses de 1,0 à 2,0 pour cent. Les sous-produits (c'est-à-dire le germe et le son) constituent les 20 pour cent restants de l'apport céréalier. Le germe est généralement transformé pour l'extraction de l'huile tandis que le son est utilisé pour l'alimentation animale.

Tableau IV.2

Rendements typiques et composition des produits à base de maïs dégermé

* D'un système produisant une gamme multiple de produits. Les rendements de mouture et la composition des produits dépendent des exigences de chaque transformateur.

Les échelles de fonctionnement des broyeurs à rouleaux modernes varient de 48 tonnes à 300 tonnes de maïs par 24 heures (2 000 kg à 12 500 kg par heure). Cependant, des usines plus petites capables de traiter aussi peu que 7 à 9 tonnes de maïs par 24 heures (300 kg à 400 kg par heure) sont disponibles, mais leur distribution est limitée. L'Institut central indien de recherche technologique sur l'alimentation (voir Annexe II) a récemment conçu et développé un petit broyeur à rouleaux clé en main pour la production d'une gamme limitée de produits à base de maïs, en particulier dans les zones rurales. Les détails des dessins de conception sont disponibles pour un prix nominal directement auprès de l'Institut.

Les sections suivantes de ce chapitre fournissent des informations techniques détaillées sur les broyeurs à pierre, à plaques et à marteaux. Les broyeurs à rouleaux sont brièvement abordés car ils sortent du champ d'application de ce mémorandum.

III. MOULINS À EAU

Les moulins à eau sont essentiellement des moulins à pierre alimentés par le flux de l'eau. Une section distincte (section IV.3) décrit les moulins à pierre alimentés par des moteurs diesel et par l'électricité.

L'utilisation de deux surfaces de pierre plates et circulaires se déplaçant dans un plan horizontal, l'une au-dessus de l'autre, constitue la base du moulin à pierre à eau typique. Il est couramment utilisé sur les hauts plateaux d'Afrique de l'Est, dans l'Himalaya et dans la région andine, où l'abondance de cours d'eau rapides fournit la force motrice nécessaire. La figure IV.1 montre une coupe transversale d'un moulin en pierre alimenté à l'eau.

L'eau tombant sous un angle d'environ 80° et à un débit d'environ 5 litres par minute provoque la rotation d'une palette en bois veiné sous les meules. Ce mouvement permet d'entraîner directement - via un arbre vertical en bois relié à la palette - la partie supérieure d'une paire de meules horizontales qui tourne à une vitesse d'environ 120 tr/min (James, 1982 ; Temple, 1974 ; Ndambuki, 1981). Le grain est introduit dans une trémie percée à sa base d'un trou de 15 cm de diamètre (voir figure IV.2). Il atteint ensuite l'espace entre les deux meules qui reposent sur un socle. Lorsque la pierre supérieure en rotation se déplace contre la pierre stationnaire, le grain est transporté et broyé en s'écoulant du centre vers la périphérie des pierres. Des rainures taillées dans les pierres facilitent ce passage du grain. La profondeur de ces rainures diminue progressivement du centre des pierres vers l'extérieur, permettant ainsi la réduction progressive du grain en petits fragments. Le matériau broyé tombe dans un canal entourant les meules d'où il est collecté. L'écart entre les pierres peut être ajusté au moyen d'un simple mécanisme de coin qui modifie la pression sur la pierre supérieure. De cette façon, des farines de différentes textures peuvent être produites.

Figure IV.1 Coupe transversale d'un moulin à pierre alimenté à l'eau

Figure IV.2 Trémie d'alimentation en grains

Source : Temple (1974)

Dans un moulin à eau typique, avec des meules d'un diamètre d'environ 75 cm, le débit de matière broyée varie de 25 à 50 kg par heure en fonction de la finesse souhaitée du matériau et de la vitesse de rotation des pierres. Ce dernier dépend à son tour du débit de l’eau.

Les moulins à eau peuvent être fabriqués à partir de matériaux disponibles localement par les artisans du village. Les meules elles-mêmes peuvent être produites et taillées localement ou, alternativement, importées.

IV. BROYEURS À PLAQUES, À MARTEAU ET À PIERRE

IV.1 Broyeurs à plaques

Les broyeurs à plaques sont constitués d'une base en fonte sur laquelle sont fixées deux plaques de broyage verticales fermées (voir figure IV.3). Un plateau est fixe tandis que l'autre est entraîné par courroie à partir d'un moteur électrique (0,4 à 4 kW) ou diesel (de l'ordre de 11 à 19 kW). Le plateau mobile tourne à une vitesse d'environ 600 tr/min. Certains modèles peuvent également être propulsés par un moteur de tracteur. Le grain est alimenté par vis depuis une trémie conique dans l'espace entre les deux plaques. Cet écart peut être ajusté pour faire varier la finesse du matériau broyé. Les plaques de broyage, d'un diamètre d'environ 25 cm, sont en fonte d'acier trempé. Ils sont rainurés pour faciliter le cisaillement (coupe et concassage) et le broyage du grain. Différentes assiettes, avec différentes tailles de rainures, peuvent être utilisées pour la production de plats de textures variées. Le rendement horaire des broyeurs à plaques dépend de la finesse requise du produit ainsi que de la variété et de la teneur en humidité du grain d'origine. Les broyeurs électriques à plaques ont une puissance d'environ 67 kg par kW et par heure. Ainsi, un broyeur à plaques équipé d'un moteur électrique de 4 kW peut traiter environ 270 kg de céréales par heure. Dans certaines régions d'Afrique de l'Ouest (par exemple au Nigéria) et d'Amérique centrale, les broyeurs à plaques sont utilisés pour le broyage humide du maïs. A cet effet, des plaques présentant des rainures plus fines que celles utilisées pour le fraisage à sec sont généralement recommandées par le fabricant.

Quelques pays en développement produisent des laminoirs à tôles équipés de moteurs importés, tandis que d'autres pays importent des laminoirs entièrement équipés. Les planches IV.1 à IV.4 illustrent quelques laminoirs à tôles fournis par un certain nombre de fabricants de pays en développement et développés.

Figure IV.3 Représentation schématique d'un laminoir mécanique à plaques

Plaque IV.1 Broyeur à plaques "Superbe"

Diamètre de la plaque : 270 mm
Puissance requise : 5 CV
Vitesse : 600 tr/
min Rendement : 230-270 kg/h

Fabriqué par : EH Bentall and Co. Ltd.,
(Royaume-Uni)

Source : ITDG (1976)

Plaque IV.2 Broyeur à plaques plates Amuda n°1

Le mécanisme à ressort permet à la plaque de s'ouvrir et évite les dommages si une substance dure pénètre dans la machine. Le mécanisme d'alimentation de type shaker peut être facilement régulé. Convient à diverses céréales.

Fabriqué par : Rajan Trading Co.
(Inde)

Source : ITDG (1976)

Broyeur à plaquesPlate IV.3 "Premier" 127

Rendement : 500 kg/h
Puissance requise : 1-2 CV

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

Source : FAO (1979)

Broyeur de tôles d'acierPlate IV.4 Diamant

Rendement : 500 à 1 100 kg par heure
Puissance nécessaire : 5 à 15 ch

Fabriqué par : ABC Hansen Co. A/S
(Danemark)

Source : ITDG (1976)

IV.2 Broyeurs à marteaux

Les broyeurs à marteaux utilisés dans les pays en développement pour la mouture à sec du maïs sont souvent importés d'Europe ou des États-Unis. Cependant, un nombre croissant de ces pays ont commencé à fabriquer des broyeurs à marteaux généralement de bonne qualité.

La conception et la capacité des broyeurs à marteaux varient selon les fabricants. En général, ils sont constitués d'un corps en fonte traversé par un arbre rotatif horizontal alimenté par une source d'énergie externe (voir figure IV.4). Ce dernier est généralement un moteur électrique ou un moteur diesel. Parfois, la puissance est obtenue à partir d’un moteur de tracteur. La capacité du moteur électrique varie de 2 à 150 kW selon la taille et le modèle du broyeur.

Un ou plusieurs disques, d'où dépassent de courtes plaques en forme de marteau, sont fixés à l'extrémité de l'arbre du rotor et enfermés dans un boîtier métallique. Le marteau tourne à des vitesses allant jusqu'à 3 600 tr/min. Ils peuvent être de type fixe ou oscillant et leur nombre varie de 1 à 32. Les marteaux fixes se présentent généralement sous la forme d'une pièce moulée en fer, tandis que les marteaux oscillants sont souvent fabriqués à partir d'acier à 1,0 pour cent de chrome traité thermiquement.

Un écran, monté sur un support circulaire fixe, entoure les marteaux. Le grain de maïs doit être suffisamment réduit pour passer à travers le tamis avant d'être évacué de la chambre de broyage. Une gamme de cribles est disponible pour la production de diverses qualités de matériaux broyés. Une trémie conique, fixée au-dessus de la chambre de broyage, contient les grains entiers qui sont introduits par gravité dans le moulin.

Contrairement à l'action de cisaillement dans un broyeur à plaques ou à pierre, la réduction de taille dans un broyeur à marteaux se produit principalement par impact lorsque le grain frappe les marteaux, le métal du tamis, ainsi que la paroi arrière et le boîtier avant du broyeur. L'impact se produit également entre le grain lui-même. Le grain est piégé et cisaillé entre le marteau et les trous du tamis. Le grain cassé est retenu dans la chambre de broyage jusqu'à ce que sa taille soit suffisamment réduite pour permettre son passage à travers les perforations du tamis.

Le débit de broyat varie en fonction de la capacité du moteur, de la taille des perforations du tamis et de la variété et de la teneur en humidité du maïs. À titre indicatif, la puissance par kW/heure est d'environ 74 kg pour du maïs avec une teneur en humidité de 16 pour cent et un tamis avec des trous de 3 mm. Dans les modèles plus grands (capacité du moteur supérieure à 5 kW), un cyclone évacue le matériau broyé et refroidit à la fois le broyeur et le produit. Dans les modèles plus petits (capacité du moteur inférieure à 5 kW), le matériau broyé est déchargé par gravité depuis la base du broyeur.

Figure IV.4 Représentation schématique d'un broyeur à marteaux

Les planches IV.5 à IV.8 illustrent divers broyeurs à marteaux fabriqués dans des pays développés et en développement. Le tableau IV.3 indique les caractéristiques physiques d'un certain nombre de broyeurs à marteaux.

IV.3 Moulins à pierre

Dans un moulin à pierre typique, une trémie conique ou en forme de pyramide contient le grain entier qui entre dans la chambre de broyage par une vanne d'alimentation. Sur certains modèles, un dispositif d'agitation et un tamis empêchent les grosses impuretés de pénétrer dans la chambre de broyage. La mouture du grain est obtenue par l'action de cisaillement de la surface plane de deux meules identiques en taille et en construction. Une pierre est fixée à la porte de la chambre de fraisage tandis que l'autre est montée sur un arbre d'entraînement rotatif connecté à une source d'énergie externe (par exemple un moteur électrique, un moteur diesel ou un moteur de tracteur). La figure IV.5 illustre la conception de base d'un moulin à pierre.

Le grain de la trémie est introduit, à travers le trou central de la pierre rotative, dans l'espace entre les deux pierres. Lorsque la pierre en rotation se déplace contre la pierre stationnaire, le grain est broyé en se déplaçant du centre vers la périphérie des pierres. Les deux meules peuvent être posées soit horizontalement avec un arbre rotatif vertical, soit verticalement avec un arbre rotatif horizontal. Le type vertical est plus courant. Il est représenté sur la figure IV.5.

Le diamètre des meules varie selon le type et la taille du modèle. Généralement, en raison du poids des pierres et de la relative difficulté à les maintenir en position verticale, les meules verticales ont un diamètre plus petit (20 à 56 cm) que les meules horizontales (61 à 71 cm). Il existe cependant des exceptions ; certains fabricants produisent des meules verticales de 71 cm et 81 cm de diamètre, tandis que certaines meules horizontales ne font que 30 cm et 41 cm de diamètre. Dans le type horizontal, le grain concassé est déplacé vers la périphérie des meules par les forces centrifuges, tandis que la gravité facilite le mouvement du grain concassé entre les meules verticales.

Tableau IV.3

Caractéristiques des broyeurs à marteaux sélectionnés produits par les fabricants répertoriés à l'annexe I ¹

¹ Source : GRET (1983)

² Les lettres de cette colonne désignent les moteurs suivants : E pour les moteurs électriques, D pour les moteurs diesel, H pour les moteurs thermiques et P pour les moteurs essence. Les chiffres désignent la puissance du moteur en ch.

* 4 visages

** 3 visages

Figure IV.5 Représentation schématique d'un broyeur à pierre mécanique à meules verticales

Planche IV.5 Broyeur à marteaux Kusinja

Le moulin à maïs de Kusinja est conçu pour être alimenté par des moteurs diesel d'une puissance comprise entre 10 et 20 ch, et la capacité de broyage varie en fonction de la source d'énergie. Avec un moteur de 10 ch, la capacité serait de 150 kg/h, avec un moteur de 20 ch, de 400 kg/h.
Prix : 280 US

Fabriqué par : Brown et Clapperton (Malawi)

Source : Secrétariat du Commonwealth (1981)

Planche IV.6 Broyeur à marteaux Atom

Le moulin à maïs Atom est un broyeur à marteaux de petite taille conçu pour être propulsé par un moteur diesel de 5 à 7 CV. Il est équipé de marteaux réversibles, de tamis et de roulements étanches. La capacité moyenne est d'environ 180 kg par heure.

Fabriqué par : Brown et Clapperton (Malawi)

Source : Secrétariat du Commonwealth (1981)

Planche IV.7 Broyeur à marteaux "Manik"

Les broyeurs Manik sont particulièrement utiles pour moudre le maïs. Les moulins sont fabriqués en 4 tailles. Les marteaux sont réversibles et peuvent être utilisés sur 4 faces différentes avant remplacement.

Rendement : 90 à 1 100 kg par heure
Puissance requise : 8 à 60 ch
Prix : US to US

Fabriqué par : Manik Engineers (Tanzanie)

Source : Secrétariat du Commonwealth (1981)

Planche IV.8 Broyeur à marteaux motorisé Ndume

Les broyeurs à marteaux Ndume sont particulièrement adaptés à la mouture du maïs en farine. Il existe 5 modèles : le ND20, le ND30 et le GM40. Les marteaux sont réversibles et remplaçables. Depuis le boîtier du moulin, un ventilateur souffle la farine dans une trémie aérienne grillagée.

Le ND20 a la capacité la plus faible et peut être alimenté par de petites sources d'énergie de 12 à 25 ch. Le ND30 a le double de la capacité du ND20 et est équipé d'un tamis spécial qui permet aux particules de farine surdimensionnées de retomber dans le broyeur pour être rebroyées. Le ND30 peut être piloté à partir de petites sources d'alimentation de 16 ch. Le GM40 est spécialement conçu pour la prise de force des tracteurs.

Productions : 200 kg à 950 kg par heure
Prix : US à US 300

Fabriqué par : Ndume Ltd. (Kenya)

Source : Secrétariat du Commonwealth (1981)

Les puissances des moteurs électriques utilisés dans les moulins à pierre varient entre 0,4 kW et 15 kW selon la capacité du moulin et le diamètre des meules. La puissance du moteur détermine, quant à elle, la vitesse de rotation des meules dans une plage optimale de 600 à 800 tr/min. Les pierres de plus petit diamètre tournent plus vite que celles de plus grand diamètre. Ainsi, dans un broyeur horizontal typique, la vitesse de rotation optimale peut être réduite à 400 ou 500 tr/min pour des diamètres de pierre dépassant 61 cm.

Le débit de broyat dépend de la capacité du moteur, de la vitesse de rotation, du diamètre des meules, de la variété du grain et de la finesse souhaitée du broyat. La production moyenne d'un broyeur à pierre vertical est de 80 kg par kW par heure, alors qu'elle peut atteindre 107 kg par kW par heure dans un broyeur horizontal équipé de pierres de grand diamètre. Ainsi, le rendement horaire moyen des moulins à pierre varie entre 33 kg et 1 600 kg par heure, selon la puissance du moteur, la position (verticale ou horizontale) et le diamètre des meules, le type de grain et la finesse requise du broyat. .

Les meules sont fabriquées à partir de l'un des matériaux suivants :

- les pierres naturelles ;

• petits morceaux de pierres naturelles noyés dans une matrice de ciment ou autre matériau approprié. D'autres ingrédients, tels que l'émeri, peuvent également être ajoutés à la matrice ; et
• pierres artificielles en émeri ou en carborundum, ou un mélange des deux matériaux ci-dessus noyés dans une matrice de ciment à base d'oxychlorure de magnésium. Le carborundum peut en outre être traité thermiquement ou vitrifié pour augmenter sa durabilité.

Tous les types de meules sont généralement enfermés dans une bande métallique de support et de protection. Ils sont rainurés pour permettre le cisaillement du grain, ainsi que pour faciliter le déplacement de ce dernier vers la périphérie des pierres.

Le boîtier de la plupart des moulins en pierre est en fonte, bien que certains modèles soient fabriqués avec un cadre en bois.

Un grand nombre de pays en développement fabriquent des moulins en pierre pour un usage local ou pour l'exportation vers les pays voisins. Dans de nombreux cas, le moteur de ces moulins est importé.

Les planches IV.9 à IV.14 illustrent différents types de moulins à pierre fabriqués dans des pays développés et en développement, tandis que le tableau IV.4 fournit les caractéristiques d'un certain nombre de moulins.

IV.4 Efficacité des broyeurs à plaques, à marteaux et à pierre

Une comparaison de l'efficacité des broyeurs à plaques, à marteaux et à pierre montre que les broyeurs à marteaux sont généralement mieux adaptés que les broyeurs à plaques ou à pierre pour le broyage fin. Un broyeur à plaques consomme généralement plus d'énergie qu'un broyeur à marteaux lors du broyage fin, en particulier avec des grains ayant une teneur en humidité initiale élevée. Les laminoirs à tôles semblent donc plus coûteux à exploiter. Une utilisation plus efficace des broyeurs à plaques nécessite que le grain soit pilé avant d'être moulu : cela n'est pas nécessaire avec le broyeur à marteaux.

Les cyclones installés sur les grands broyeurs à marteaux refroidissent les pièces du broyeur et le matériau broyé. Leur disposition dans des broyeurs à plaques ou des broyeurs à pierre est inhabituelle. Toutefois, comme une augmentation de la température du maïs moulu peut altérer ses caractéristiques nutritionnelles et sa durée de conservation, les fabricants de moulins à pierre recommandent une vitesse de rotation optimale des meules qui ne doit pas être dépassée de plus de 25 pour cent.

IV.5 Entretien des broyeurs à plaques, à marteaux et à pierre

Tous les types de meuleuses mécaniques nécessitent un entretien régulier pour pouvoir effectuer l’opération de meulage de manière efficace à tout moment. Toutes les pièces mobiles nécessitent une lubrification régulière (par exemple chaque semaine).

La plupart des marteaux, plaques et meules sont réversibles. Ainsi, ils peuvent être utilisés pendant une période prolongée avant qu’un affûtage, un réaffûtage, un dressage ou un remplacement ne soit nécessaire. Généralement, les marteaux doivent être réaffûtés chaque semaine tandis que les plaques doivent être réaffûtées toutes les trois à quatre semaines. En cas d'usure excessive sur certains types de marteaux en acier, les pointes peuvent être ramenées approximativement à leurs dimensions d'origine en soudant davantage de métal. En utilisant les bons matériaux, la nouvelle pièce peut être rendue plus dure et donc plus durable que l'originale. Les pierres naturelles s'usent plus rapidement que les pierres artificielles et doivent donc être inversées ou remplacées plus régulièrement. Ils sont cependant moins chers à l’achat. Il convient de souligner que la durée de vie des éléments de broyage, qu'il s'agisse de marteaux, de plaques ou de pierres, sera prolongée si les matières étrangères d'origine minérale (par exemple des fragments de pierre, de métal ou de sable) sont retirées du grain avant le broyage.

Tableau IV.4

Caractéristiques des moulins à pierre sélectionnés produits par les fabricants répertoriés à l'annexe I ¹

¹ Source : GRET (1983)

² Les lettres de cette colonne désignent les moteurs suivants : E pour les moteurs électriques, D pour les moteurs diesel, H pour les moteurs thermiques et P pour les moteurs essence. Les chiffres désignent la puissance des moteurs en ch.

³ Débit en kg/h sauf indication contraire.

Planche IV.9 Moulin à pierre horizontal

Rendement : 120-150 kg par heure
Puissance requise : 3-4 ch

Fabrication : Etablissements Champenois (France)

Source : FAO (1979)

Planche IV.10 Moulin en pierre équipé de pierres naturelles

Diamètre de pierre : 400 mm
Rendement : 225-270 kg par heure
Puissance requise : 6-8 ch

Fabriqué par : Dandekar Brothers (Inde)

Source : ITDG (1976)

Planche IV.11 Moulin en pierre "Moderne"

Equipé d'un agitateur d'alimentation à partir d'une trémie d'une capacité de 35 litres.
Meules de diamètre 300 mm
Réglage par vis pour la finesse de mouture.
Rendement : 200-300 kg par heure
Puissance requise : 4-5 ch

Fabriqué par : Renson and Co. (France)

Source : ITDG (1976)

Planche IV.12 Moulin en pierre "Kisan"

Moulin à pierre pour grains divers
Puissance requise : moteur électrique 1 CV

Fabriqué par : Kisan Krishi Yantra Udyog (Inde)

Source : FAO (1979)

Plaque IV.13 Broyeur "R 2"

- Meules verticales : 210 mm de diamètre.
- Puissance nécessaire : 2 CV
- Débit de grain fin : 100 kg/h

Fabriqué par : Iruswerke Dusslingen (République fédérale d'Allemagne)

Source : ITDG (1976)

Planche IV.14 Moulin vertical en pierre "Diamant"

- Meules de composition spéciale
- Débit d'alimentation constant depuis la trémie pour obtenir une mouture uniforme
- Diamètre de la meule : 300 mm à 500 mm
- Débit : 100 kg à 650 kg par heure
- Puissance nécessaire : 2 CV à 10 CV

Fabriqué par : ABC Hansen Co. A/S (Danemark)

Source : ITDG (1976)

V. BROYEURS À ROULEAUX

Les principales différences entre les broyeurs à rouleaux et les autres types de broyeurs décrits dans les sections III et IV sont leur production plus importante - à l'exception des petits broyeurs à rouleaux fabriqués en Inde - et leur capacité à produire une large gamme de produits à base de farine. Comme nous l'avons déjà mentionné au chapitre I, certains prétendent que la durée de conservation de ces produits est beaucoup plus longue que celle des farines produites par les moulins traditionnels en raison de l'élimination du germe.

La figure IV.6 montre les différentes opérations réalisées dans les broyeurs à cylindres. Ceux-ci sont:

- nettoyage;
- trempe;
- dégermination ;
- classement et aspiration ;
- fraisage au rouleau ;
- tamiser, purifier et aspirer ; et
- l'emballage.

Ces opérations sont brièvement décrites ci-dessous.

Nettoyage

Le maïs est nettoyé pour éliminer les corps étrangers d'origine végétale, animale et minérale par tamisage et aspiration. Un aimant est inclus dans l'opération de criblage pour éliminer les fragments métalliques. Un dénoyauteur (humide et sec) peut être utilisé, mais il est proposé en tant que composant optionnel du broyeur.

Trempe

Le grain doit ensuite être tempéré avant d'entrer dans le système de dégermage. Les objets de la trempe sont les suivants :

- détacher le grain ;

• humidifier le germe en vue de le rendre plus résistant et plus facile à séparer ;
• détachez et durcissez le son, ce qui facilite son retrait en gros morceaux ; et
• humidifier l'endosperme pour le broyage afin de permettre une production maximale de gruau et une production minimale de farine.

Figure IV.6 Organigramme des opérations du broyeur à rouleaux

Classiquement, le tempérage est réalisé dans un convoyeur mélangeur par l'ajout de vapeur vive ou d'eau chaude pour augmenter la teneur en humidité des couches externes du grain de maïs de 14 à environ 22 pour cent. La teneur en humidité de l'endosperme n'augmente que légèrement puisque le grain passe au dégermeur après peu ou pas de temps de repos. Alternativement, le revenu peut être effectué avec de l'eau froide. Cette méthode est souvent utilisée dans les pays en développement où les installations de production de vapeur sont coûteuses à installer et à exploiter. Le maïs est parfois tempéré jusqu'à 16 heures pour permettre une stabilisation de l'humidité à environ 15 pour cent. Par la suite, un deuxième tempérage de 10 à 20 minutes est utilisé, au cours duquel 1 à 2 pour cent d'eau est ajouté pour durcir le son et le germe. Alternativement, le maïs est tempéré pendant 4 à 5 heures pour permettre une stabilisation à 16 pour cent d'humidité avant la deuxième étape de tempérage.

Dégermination

De-germing, which includes decortication, is one of the key operations in roller milling. It is usually achieved by attrition. In the de-germer, the bran is scrubbed off, the germ loosened or excised and the kernel broken into two or more pieces as it passes between the moving and stationary parts of the de-germer. Two distinct streams of materials are produced; the larger particles, mainly broken endosperm and the finer particles of meal, bran and germ. Where the grain is initially tempered in steam or hot water, the fractions from the de-germer may require drying before further processing. With cold water tempering, moisture content are lower and the material from the de-germer may be processed immediately. As an alternative to the damp de-germing system, small plants (e.g. with a capacity of 2 tonnes per hour) may use a dry de-germination process. Whilst allowing the miller to produce a wide range of grits and meal economically, dry de-germing also removes the germ and the bran from the maize. Such a system offers a number of advantages, including a lower power consumption, less maintenance, and less tempering of the whole maize. Furthermore, it does not require a steam plant and the drying of the finished products. It should be noted, however, that some tempering of the whole grain may be necessary to increase the moisture content to about 15 per cent. Otherwise, the endosperm would shatter during processing, thus giving too high a production of fine grits.

Other operations

Irrespective of the method of de-germination (damp or dry) the endosperm, bran and germ are subsequently sifted, aspirated and graded to remove the bran for animal feed formulations, the germ for oil extraction and the endosperm fragments for grinding.

Grinding of the endosperm into prime quality de-germed products is achieved on a long reduction roller system. Any remaining germ or bran adhering to the endosperm fragments are removed by aspiration throughout the reduction system. By sifting and purifying, the de-germed and ground endosperm fragments are separated into a variety of products according to local preferences. Depending upon the method of de-germing, the finished products may require drying to control their moisture content at a safe level for storage (usually 12 to 14 per cent).

Packaging

The greater flexibility between the use of labour and machinery in roller mills is found at the final, packaging stage. The degree of mechanisation that may usefully be applied to the packing system depends on the nature of the packaging material employed, the size of the package and the economic prices of factor inputs (Uhlig and Bhat, 1980).

Three alternative packing systems are available: manual, semi-automatic and automatic. These can be used equally well in small mills as in large mills. However, the capital cost of equipment and the staff required to operate it should be carefully considered in relation to the amount of material to be packed. Fully automatic packing lines operate with some surplus capacity even in the large mills.

The three packaging methods are briefly described below.

Manual packing

Manual packing includes the weighing of the product, the opening of the bag, the filling of the bag, the settling of the content and the shaping and sealing of the filled bags. One operative is required for each operation. The capital cost for this system is limited to simple seating accommodation for the packers, a working table area, trolleys for transferring the product from the outlet spouts to the packing area, and simple scales and hand scoops. The important features of a manual system are the low initial cost of equipment and the relatively high labour costs.

Automatic packing

The operations performed by a fully automatic packing line are the same as those for the manual system. All the operations and the transfer of material through this sequence is carried out by mechanised equipment without the need for intermediate handling by operatives. The direct labour requirements in this system are limited to one supervisor per shift.

Semi-automatic packing

In a semi-automatic packing line, the bags are presented to the automatic filler by hand instead of by mechanised equipment. The labour requirements are therefore increased to about two operatives per shift. In all other respects, this system is identical to the fully automatic packing line.

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  Roller Mill Machinery by Sifter International

Roller Mill Machinery can be used for grinding of wheat, maize, barley, malt, millet, sorghum and any other grinding applications. Horizontal configuration with direct pickup with feed roll engaged and disengaged. Uniform distribution of the product to grinding rolls with the help of feeding roll at constant rate. The grinding operation takes place with series of roller mill machinery. The grinding capacity and quality of ground material depends on number of roller mill used in the milling plant.

Salient Features of Sifter International - Roller Mill Machinery:

High Speed Automatic Roller Mill Machinery.
Rolls Engage and Disengage is Controlling By Pneumatic Control.
Maintenance and Dismantling of Rolls is Easy.
Low Maintenance and Minimum Noise.
Body Press Steel (Machined on Laser / CNC).
Feed Roll and Housing Machined on CNC/VMC etc.

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Authors	Eric Blazek, Sifter International
License	CC-BY-SA-3.0
Language	English (en)
Translations	Japanese, French
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Alias	Mouture du maïs à petite échelle 7
Impact	659 pages vues
Créé	27 avril 2006 par Eric Blazek
Modifié	9 décembre 2023 par le bot StandardWikitext
Citer comme	Éric Blazek , Sifter International (2006-2023). "Moulage de maïs à petite échelle/7" . Appropédie . Récupéré le 14 février 2024 .
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