Brevet FR2300506A1 — publié le 19760910

L'invention se rapporte à un procédé destiné à contrôler et à augmenter le pouvoir de germination des graines i céréales et autres semences et à améliorer leur aptitude au stockage. Les graines de céréales et autres ne peuvent être utilisées en totalité immédiatement après la récolte. Ua stockage s'impo- se, qui dure bien souvent pendant plusieurs mois avant l'utili- sation sous diverses formes et notassent réutilisation en semence. La conservation de ces graines pose des problèmes aussi importants que la conservation des denrées alimentaires péris- sables. Il s'agit bien sur de ratières vivantes qui respirent et sont à la nerci du travail de dégradation des microorganis- mes, bactéries et chaipignons notamment. Pour retrouver les graines intactes après la période de conservation, il faut préserver celles-ci des décompositions de touts; sorbet de sévères mesures contre la diminution de quantité par suite de perte de substanoe et la modification de qualité par attaque de microorganismes sont indispensables. On sait que certaines conditions de te rature et d'humi- dité sont particulièrement favorables an développement des microorganismes. Ainsi, lorsque le degré d'humidité de l'air dépasse une certaine limite et lorsque la température s'élève au-dessus dela normale, on assiste à une véritable prolifération de l'ensemble des microorganismes et en particulier des champignons microscopi ques. Les grains moisis ou décomposés (pourriture et autre) s'a vèrent tout à fait impropres aux semailles et bien entendu à la consommation sous une forme ou sous une autre. D'autre part, si le phénomène de la germination est recherché en malterie, il constitue une dégradation au stade de la conservation pure, compte-tenu de l'utilisation prévue pour les grains : par exemple les semailles Les procédés conventionnels de conservation consistent à maintenir la température et le degré d'humidité en dessous des valeurs critiques par des moyens mécaniques de réfrigération et de deshumidification de l'air. Ce traitement doit être doublé d'une aération à fond du grain. En effet, mème pendant le stockage, le grain respire. Il retire de l'oxygène de 1' air environnant et bruie la fécule et le glucose qu'il a eimaagasinésen les décomposant entre autres en gaz carbonique et en eau avec production de chaleur. La vitesse de la perte de substance, comme conséquence du processus de respiration, dépend essentiellement de la chaleur et de l'humidi- té ambiante. Plus l'atmosphère en contact avec la surface du grain est chaude et humide, plus la respiration se fait intense. Le processus de respiration accrott constamment les conditions extérieures par suite de l'apport de chaleur et de vapeur d'eau. Pour contrôler la respiration, un maintien constant à temr pérature plus faible s'avère nécessaire. Il convient donc de re- guler la température et le degré d'humidité régnant dans 7'atmos- phare la plus voisine des grains. L'installation nécessaire à l'application de ces procédés s'averse complexe et fort couteuse en prix de revient et en oonsomsation d'énergie. La régulation correcte et la deshumidifi- cation mettent en oeuvre à elles seules un wpareillage délicat et onéreux. Les opérations ci-dessus s'effectuent en général automatiquement à l'aide d'installations de climatisation partielle. Les valeurs empiriques des températures à maintenir dans les lieux de stage sont de l'ordre de 190 C et plus précisément se situent entre 18 et 20 C, lorsque l'aération du local est insuffisante. -On a constaté que des variations momentanées de température et d'humidité vers des valeurs supérieures n'étaient pas nuisibles à condition de préserver le grain de toute attaque par les microorganismes nuisibles pendant ces perturbations. Les graines de céréales, et en particulier, leurs dérivés et sous-produits entrent dans la composition d'aliments pour l'homme et les animaux et les moyens chimiques de conservation sont parfaitement contre indiqués. Une application récente des champs électrostatiques a permis de créer un procédé destiné à purifier et à stériliser 1'air en le débarrassant de tous ses microorganismes et microparticules polarisées en particulier bactéries et microchampignons. L'adaptation de ce procédé aux halls de stockage, seul ou en combinaison avec les procédés habituels semble pouvoir donner entière satisfaction. -Moyennant de légères modifications, le procédé permet de contrôler et en particulier d'auamenter le pouvoir de germination. Son application en malterie procurera un meilleur rendement et un gain de temps et d'appareillage important. En effet, la germination de l'orge en vue de la oroduction de malt s'effectue encore de façon traditionnelle dans de grandes cuves de trempage puis dans des bacs de germination mettant en oeuvre des installations importantes qui nécessitent des énergies non négligeables et une éouipe spécialisée. L'orne en cours de germination réclame des soins attentifs et donc un personnel vigilant. La germination dure environ six jours et comporte différents stades se déroulant dans des installations différentes. La préparation, c'est-à-dire la mise en condition, la germination proprement dite, et le séchage, d'oh des transferts nombreux et des pertes de temps et un matériel couteux à amortir. Le procédé selon l'invention permet de supprimer toutes ces onérations et donne la possibilité de contrôler la germination en la déclenchant, -en l'accélérant et en la ralentissant à volonté sans avoir recourt à une installation importante et onéreuse. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés habituels utilisés jusqu'à présent et concerne un procédé particulier pour le contrôle et l'augmentation du pouvoir de germination et l'aptitude an stockage des graines de céréales et autres semences Il se caractérise en ce que lton établit un champ électrostatique réglable de valeur élevée entre la surface supérieure de la couche des grains de stockage et le plan sur leauel elle repose par l'intermédiaire d'électrodes isolées et reliées aux pâles d'un générateur de haute tension électrostatique réglable et en ce que 1' on prévoit, dans le cadre d'une installation à fonctionnement automatique, des canoteurs sensibles à la tem rature et à 1 'humidité qui sont reliés au générateur à travers un module de commande. Ce procédé comporte de nombreux et importants avantages dontles principaux sont consignés cidessous Il ne nécessite plus une régulation aussi rigoureuse de la température et du degré d'humidité de l'air. Des fluctuations de l'ordre de quelques unités autour des valeurs optimales de température et d'humidité ne sont plus déterminantes pour la conservation des grains. L'installation à mettre en oeuvre représente un investissement modéré pour une rentabilité élevée. La présence d'un champ électrique permet non seulement l'aseptisation et la stériisation de l'air, mais aussi une réduction importante de la densité et une modification importante de la distribution des microparticules dans l'air, notaient au voisinage des électrodes. C'est ainsi qu'au voisinage de l'anode, il se présente des valeurs élevées de concentration en particules, principale- ment ionisables négativement telles que des molécules d'oxygène alors que sur l'électrode opposée, la cathode, on observe xme concentration de molécules de gaz carbonique. Ces changements, provoqués par le champ électrique sont modifiables à volonté par variation des valeurs du champ élec- trique et interversion de tension et permettent une intervention artificielle à niveau réglable sur de nombreux phenciénes sicro- biologiques. Lorsque ce dispositif est appliqué aux grain-s de céréales, il s'ensuit : - que le stockage de ceux-ci dans la région du gaz carbonique, c'est-à-dire auvoisinage de la cathode, supprine le dEvelop- pement de la germination, de la formation de moisissures et ralentit le processus de respiration, ce qui équivaut pratiquement à un accroissement de l'aptitude au stockage. - que lors du stockage des grains dans la région de la concentration accrue de l'oxygène, c 'est-à-dire de l'anode, la respiration et le développement des germes sont accélérés Dans ce dernier cas, si l'on supprime la formation de moisissure par une aération augmentée, on dispose ainsi d 'un moyen efficace et commode de contrôle de la germination constituant une aide précieuse lors du maltage en vue de la fabrication d'alcool. On supprime les énormes installations de maltage, les i- portants frais de fonctionneient et l'on peut ralentir ou accélerer à volonté la germination en fonction des besoins mc-entanés On comprendra mieux l'invention à la lecture de la description qui suit et en se rapportant à la planche de dessin dans laquelle - la seule figure est une vue schématique de l'installation à mettre en oeuvre pour l'application du procédé selon l'invention. On décrira tout d'abord le procédé dans sa généralité. Ce procédé s'utilise seul, mais en le combinant avec les méthodes conventionnelles de la régulation de la température et du degré d'humidité, on a pu noter de meilleurs résultats. Le procédé dont il s 'agit procure une aptitude accrue au stockage des grains et autres semences et moyennant de faibles modifications, permet le contrôle de la germination. On dispose au-dessus de la surface à peu près nivelée du grain, une électrode aérienne de surface (1), de préférence bien isole de son support (2) par l'intermédiaire d'isolateurs de haute tension (3). Elle se trouve connectée au pdle négatif d'un générateur de haute tension électrostatique réglable (4) à travers un câble (5). Une deuxième électrode (6) ou électrode inférieure connectée au pôle positif par 1 'interiédiaire d'un cible (7) est payée sous la couche de grains (8), en contact direct avec celui-ci ou par l'intermédiaire d'une feuille d'isolant (9). Elle constitue un support ou un élément de support mécanique (10) pour la couche de grains, support en contact direct ou indirect avec le sol. Lorsqu'il s'agit de stockage par compartiment, l'électrode inférieure formera avantageusement le fond du partiment. La haute tension électrostatique du générateur est réglée suivant les conditions d'exploitation désirées donc au moins suivant les valeurs de température ambiante et suivant le degré d'humidité. On prévoit des capteurs spécifiques sensibles à la température ambiante (11) et au degré d'humidité (12) reliés au générateur à travers un module de nnmmonAe (13) qui modifiera le point de fonctionnement de celui-ci pour obtenir des conditions optimales de stockage meae si la température ou le degré d'humidité varient de quelques unités. Il est bien entendu qu'un apport de calories ou de frigories devient nécessaire quand les variables indiquées ci-dessus varient trop. Ceci se réalise par des installations de climatisation partielle d'appoint. Les elëctrodes homologues sont reliées au meme pôle du générateur. Les électrodes correspondantes sont disposées parallèles entre elles, l'électrode supérieure se trouve placée à une distance d'environ 1 à 1,5 m de la surface supérieure de la couche de grains. Les valeurs du champ électrique, c'est-a-dire le gradiant de potentiel existant entre les électrodes sont de l'ordre de 1000 - 5000 V/m. En raison des tensions de service élevées indiquées ci-dessus, il est indispensable de veiller à l'application des prescriptions relatives à la sécurité. Suivant la conductibilité de l'air dans la région du champ, qui est déterminée par le nombre des particules d'aérosol polarisables qui y existent,leur répartition suivant la grandeur et la mobilité moyenne des ions qui s'ensuit, il se forme un déplacement d'ions, qui, en valeur, équivaut à un flux de courant dans un mauvais conducteur. L'état du champ quasistationnaire qui en résulte, provoque la nature dela polarisation des molécules et autres supports de charges, une sorte de sédimentation qui, à son tour, fait naltre des zones d'effets physiques variés. C'est ainsi qu'au voisinage de l'anode, il se présente des valeurs de concentration de particules principalement ionisables négativement, telles que des molécules d'oxygène. Pendant que sur l'électrode opposée, la cathode, une concentration de molécules de gaz carbonique peut être observée. On peut modifier ces concentrations par variations des valeurs du champ électrique et intervenir ainsi artificiellement à niveau réglable sur de nombreux phénomènes-biologiques. Ainsi, la région de concentration en gaz carbonique est une région privilégiée de stockage, alors que dans la région de concentration en oxygène, la respiration et le développement des germes sont accélérés. Le procédé selon l'invention s'applique également au maltage. On a vu que la région de concentration en oxygène favorisait largement la respiration et la germination. En développant les surfaces des anodes, il devient possible de créer des couches supérieures où la germination se déclenche selon le processus habituel et se trouve entretenue, ralentie ou accélérée suivant la concentration en oxygène donc suivant les niveaux de tension appliquée. Pour la conservation dans les halls de stockage des malteries et même dans les chambres de maltase, avant le déclenche- ment i la germination, et pour provoquer la germination, On prévoit l'installation suivante. Les électrodes précédentes subsistent et servent à la bonne conservation des grains. Pour déclencher, entretenir et contrôler la germination sur les deux surfaces extérieures, d'une même couche, on prévoit deux commutateurs 14 et 15, permettant d'inverser la polarité de la tension appliquée, de façon à pouvoir provoquer à volonté une concentration d'oxygène ou gaz carbonique sans chang sent d'électrodes. L'invention a été décrite d'une façon générale mais complète. Certaines parties seront développées avec plus de précision dans un second brevet. Autour de 1' invention, se rattachent de nombreux perfectionnements et des prolongations importantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'accélération et le contrôle du pouvoir de germination et l'amélioration de l'aptitude au stockage des graines de céréales et autres semences, caractéris-é en ce que l'on établit un champ électrostatique réglable, de valeur élevée entre la surface supérieure de la couche des grains de stockage et le plan sur lequel elle repose par l'inter- médiaire d'électrodes 1 et 6 isolées et reliées au pôle daim générateur de haute tension électrostatique réglable et en ce que l'on prévoit des capteurssensibles à la température 11 et à l'humidité 12 oui sont réiés au générateur à travers un module de commande 13. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est employé de préférence en combinaison avec les procédés conventionnels de contrôle et de régulation de la température et du degré d'humidité de l'air. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le grain est stocké au voisinage de la cathode, c'est-à-dire dans une zone de concentration accrue en gaz carbonique et ce que la cathode supporte directement ou indirectement la couche de grains. 4. Procédé de stockage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs du champ électrique sont genEralemert comprises dans la qanine 1000 à 5000 volts/mètres. 5. Procédé d'amélioration du pouvoir de germination selon la revendication 1, caractérisé en ce que le grain à faire germer est placé au voisinage de l'anode, c'est-à-dire dans une: région de concentration d'oxygène. 6. Installation pour l'application du procédé d'amélioration du pouvoir de germination selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'on prévoit deux commutateurs 14 et 15 permettant une inversion de polarité sans autre modification de branchement.