Brevet FR2428670A1 — publié le 19800111

L'invention concerne le traitement des graines et des céréales. L'invention vise plus particulièrement le traitement des graines avant semis ou plantation en agriculture ou horticulture et elle vise également la germination en masse de céréales telles que l'orge, pour amener à germination naturelle et croissance des masses considérables de ces graines dans le but de produire du malt. L'invention a pour but notamment, mais non exclusivement, la production d'orge germée utilisable pour la fabrication de boissons maltées9 Pendant le traitement de plusieurs jours nécessaire pour que les transformations organiques , enzymatiques et chimiques de germination interviennent, il est souhaitable de pouvoir contrôler lehumidité, la température, la pression, le pH (concentration en ions d'hydrogène) et l'atmosphère environnante des grains en vrac et individuellement, de façon à obtenir dans le récipient, réservoir ou installation une vitesse appropriée, une transformation efficace, un produit de qualité et une germination uniforme. Lt invention a pour objet un procédé pour la germination de graines et notamment de céréales ainsi qu'un appareil perfectionné pour la mise en oeuvre de ce procédé, Le procédé suivant l'invention consiste à traiter les graines ou céréales en les mettant en contact avec de oxygène pur. Un mode de réalisation préféré de l'invention concerne un procédé pour la germination de l'orge ou d'autres céréales contenant de l'amidon, ce procédé consistant à faire passer de l'oxygène pur à travers un lit de grain d'orge ou d'autres céréales contenant de l'amidon. En variante, le procédé de l'invention peut s' appliquer en agriculture ou en horticulture pour traiter les graines à l'oxygène pur avant semi ou plantation. On peut à cet effet faire passer l'oxygène pur à travers un lit de grains. L'invention peut être utilisée pour le traitement de graines de plantes, d'herbes, de céréales et analogues avant semis ou plantation. Les graines ou céréales sont avantageusement humidifiées pendant le traitement. L'appareil pour la mise en oeuvre du traitement à l'oxygène pur comprend avantageusement un récipient fermé destiné à recevoir le lit de graines ou de céréales, et des organes d'ali- mentation qu'on peut relier à une source d'oxygène pur pour alimenter le lit en oxygène. L'appareil comprend avantageusement en outre 1.- Des organes pour humidifier le lit 2.- Des organes pour faire le vide à l'intérieur du récipient. 3.- Des organes pour sécher le lit 4.- Un système moussant pour créer une couche de mousse au-dessus ou au-dessous du lit selon le sens d'écoulement du gaz à travers le lit 5.- Des organes de refroidissement pour refroidir le lit afin de neutraliser les réactions exothermiques. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil pour provoquer la germination ou mettre en oeuvre un procédé analogue comprend un récipient à dessus ouvert pour recevoir un lit de graines, un couvercle flexible pour l'extrémité ouverte du récipient, des moyens pour appliquer le couvercle de façon étanche sur le récipient, une feuille perforée interposée à l'extrémité ouverte du récipient entre le couvercle et le lit de graines et pouvant venir en engagement avec le couvercle flexible, et des moyens pour presser la feuille et le couvercle contre les graines, des passages étant ménagés entre la plaque et le couvercle pour l'écoulement de fluides vers le lit et hors du lit pendant le pressage des graines. La face intérieure du couvercle flexible présente avantageusement une série de rainures parallèles ouvertes constituant les passages précités avec la feuille perforée. Les moyens pour appliquer le couvercle de façon étanche comprennent avantageusement une gorge périphérique ménagée dans le récipient pour recevoir par enclenchement un bourrelet de forme correspondante formé sur une jupe du couvercle. Le dispositif peut comporter en outre des moyens pour faire le vide dans le récipient afin de presser le couvercle et la feuille contre le lit de graines. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comprend des moyens pour créer une agitation des graines dans le lit de graines, comprenant un tube à extrémités ouvertes à placer dans les graines et une arrivée de gaz sous pression pour envoyer du gaz sous pression dans l'une des extrémités ouvertes du tube. Des orifices appropriés sont prévus dans le récipient pour l'arrivée et l'évacuation des fluides vers et hors du lit de graines. Notamment un orifice peut être prévu pour ltécou7ement du fluide vers les passages à l'extérie du récipient.Le couvercle flexible est avantageusement en cajou chouc naturel ou synthétique0 L'invention vise donc un récipient qui peut eontenir du grain à germer, dans lequel on peut maintenir des pressions in- férieures ou supérieures à la pression atmosphérique, et maint nir ou modifier la température, et dans lequel on peut, selon 1( as , remplacer l'atmosphère de gaz et de vapeur par de l'air, C l'azote, du gaz carbonique et autres gaz, de la vapeur d'eau des solvants des liquides moussants, des solutions d'enzymes, des savons et des solutions et mousses détergentes,de l'air circulant sous faible pression ou sous pression élevée, des soli tions alcalines et acides, des additifs et des solutions inhibitrices (telles que de l'acide Gilbérillique)O L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs dew modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un mode de r éali- sation d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention0 La figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'appareil, suivant l'invention. La figure 3 représente à plus grande échelle une partie du couvercle de l'appareil de la figure 2. La figure 4 représente un autre détail de l'appareil de la figure 2. La figure 5 représente un détail des moyens pour agiter les graines ou les céréales dans l'appareil de la figure 2. La figure 6 représente une variante des moyens pour agit les graines ou les céréales dans l'appareil de la figure 2. La figure 7 représente un détail d'un dispositif de ventilation pour l'appareil de la figure 2. Le procédé de l'invention consiste à faire passer de oxygène pur à travers un lit de graines ou de céréales0 On peut appliquer ce traitement (a) à des graines ou à des végétaux à planter ou semer telles que graines de plantes, d'herbes fourragères ou de céréales, ou (b) à des céréales telles que l'orge pour la production de malt entrant dans la fabrication des boissons maltées. Le lit de graines ( ou de céréales) peut autre inhibé d'eau, des moyens étant prévus pour sécher les graines après achèvement du traitement à l'oxygène Polz le traitement (a) cidessus, on peut appliquer régulièrement 0,02 kg d'oxygène pur par heure pour 100 kg de graines ou de céréales, alors que pour le traitement (b), on applique 0,05 kg d'oxygène pur à l'heure pour 100kg de céréales. La figure 1 représente une installation pour la germination de l'orge selon le traitement (b) de la présente invention. Cet appareil comprend un récipient 1 comportant une partie supérieure 2 contenant un lit d'orge 3, et une partie inférieure ou cuve à eau 4. Dans la partie supérieure 2 est disposée une plaque perforée inférieure 5 qui supporte le lit 3 et cette partie 2 peut être en verre, en métal émaillé ou non, Un couvercle amovible 6 est appliqué sur le dessus du récipient 1 et la cuve 4 est montée sur la partie supérieure 2 par des organes de fixation, de sorte qu'une fois la plaque perforée retirée, on peut évacuer l'orge germée 3 du récipient 1. De l'oxygène pur provenant d'une source appropriée telle qu'une bouteille d'oxygène 8 est envoyé dans le récipient 1 sous la plaque 5 par un conduit d'alimentation 9. La bouteille d'oxygène 8 comprend des organes de régulation du débit d'oxygène et un conduit 11 fait barboter l'oxygène dans un récipient contenant de l'eau 10 avant son admission dans le conduit 9. L'oxygène traverse le lit 3 de bas en haut et une tubulure de recyclage 12 comportant un ventilateur de recyclage 13 recycle les gaz évacués vers la base du récipient 1 au-dessous de la plaque 5. Un vide est créé dans le récipient par des organes appropriés (non représentés) tels qu'une pompe à vide. La tubulure 12 comprend un tube de prélèvement 14 pour analyser un échantillon de gaz par chromatographie et dans un appareil d'Orsat. Un thermocouple enregistreur 15 est monté dans le tube 14 pour mesurer la température du gaz. Le conduit 9 (ou un autre conduit) peut servir à l'introduction d'autres gaz tels que de l'azote ou du gaz carbonique dans le récipient 1 si nécessaire. La tubulure de recyclage 12 comprend un refroidisseur 12A. De l'eau provenant d'un réservoir 16 est amenée par un conduit 18 comprenant une pompe 19 à une tête d'aspersion 17 qui en asperge le lit 3 pour humidifier l'orge et la refroidir. En variante, l'oxygène peut étire injecté dans 1 'eau qui sert à imbiber l'orge. L'eau s'écoule dans la cuve 4 et le trop-plein est renvoyé au réservoir 16 par un conduit 20. Les lignes L1 et L2 indiquent deux niveaux contrôlés possibles de l'eau dans la cuve 4. Un agent moussant est ajouté à 11 eau dans le réservoir 16 de façon à produire une couche de mousse au-dessous du lit 3 dans le récipient 1 et l'extrémité aval de la tubulure 12 comprend une tête poreuse d'aérateur 33 qui sert à refroidir la couche de mousse, Il est essentiel de sécher l'orge du lit 3 après achèvement de la germination.On utilise à cet effet un système de séchage 21 qui comprend un échangeur thermique 22 comportant un serpentin chauffant 23 qui est alimenté par un milieu chauffant tel que de la vapeur et un conduit d'air 24 qui envoie de l'air dans l'échangeur thermique 22 pour le réchauffer, le conduit 24 comprenant un ventilateur 25 et un dispositif de conditionnement d'air à son extrémité amont, Un conduit de sortie 27 muni d'un robinet d'arrdt 28 fournit de l'air réchauffé à la cuve 4. Pour sécher l'orge on vide d'abord la cuve 4 de son eau puis on ouvre le robinet 28 pour permettre à l'air chaud d'entrer dans la cuve et de s'élever à travers le lit 3.L'air peut s'échapper du récipient 1 par une ouverture, ménagée dans le couvercle et qui peut être obturée par un bouchon 29o Un thermomètre 30 mesure la température du lit et une graduation 31 permet de contrôler sa profondeur. Les conduits 18, 20 comportent chacun des robinets d'arrêt 32. A titre d'exemple non limitatif, le récipient 1 peut recevoir un lit de 10 à 100 tonnes de grains. En fonctionnement, on fait le vide dans le récipient 1, puis on imbibe d'eau le lit d'orge 3 à l'aide de la tête d'aspersion 17, une couche de mousse se formant par la suite sous le lit 3. On envoie de l'oxygène pur provenant de la source 8 par le bas à travers le lit et le gaz qui s'échappe est recyclé par la tubulure 12, la teneur du gaz ( 02 C02, azote, air, etc..), étant contrôlée ainsi que la température du gaz et celle du lit. Le débit d'oxygène peut éere de 0,02 kg à l'heure pour 100 kg d'orge. On provoque ainsi la germination de l'orge et une fois celle-ci terminée, on sèche le lit à l'aide du système de séchage 21. Ce traitement permet de faire germer l'orge en 48 heures environ ( y compris 12 heures d'humidification) alors qu'une telle germination prend habituellement environ 7 jours. En outre, la germination est supérieure et les pertes de produits maltés moindres que précédemment. Un appareil analogue peut être utilisé pour le traitement à l'oxygène pur de graines de plantes, d'herbes, de céréales, etc... à planter ou semer. Une variante de l'appareil suivant l'invention pour malter l'orge est représentée sur la figure 2. Cet appareil comprend un récipient comportant un dessus ouvert 50, des parois latérales rectangulaires 51, et un fond fermé 52e Le récipient 50 peut recevoir un lit de graines d'environ 450 à 500 "quarters" d'orge ( le quarter étant égal à 200 kg environ). Le récipient 50 est en béton compact ou en métal et ses côtés peuvent être carrelés ou chemisés, I1 comporte un double fond 53, constitué par des nervures de section triangulaire 54 (fig. 4) pour l'extraction du gaz et de l'humidité pendant le séchage. Un orifice de sortie 55 est ménagé sous le double fond 53.Le récipient 50 peut comporter des parois en béton compacté ayant en surface un pouvoir d'absorption des liquides supérieur à 2%. Le dessus ouvert 56 du récipient 50 est fermé par un couvercle amovible ou diaphragme 57 en matériau flexible tel que du caoutchouc naturel ou synthétique. Le diaphragme est appliqué de façon étanche à l'air sur le récipient 50. I1 comporte à cet effet sur une partie de jupe 59 un bourrelet saillant vers l'intérieur 58 (fig.3) qui peut s'enclencher étroitement dans une gorge périphérique de forme correspondante 60 ménagée sur la face extérieure des parois la térales 51o Le diaphragme 57 peut commodément être fixé sur l'un des bords 61 du récipient 50 et roulé en attendant d'être déroul et enclenché dans la gorge correspondante.La figure 1 représentez en traits mixtes le diaphragme en position roulée. Une feuille perforée ou écran 62 (fig.3) est disposée juste en-dessous du diaphragme 57 et est pressée contre le lit de graines 3 par le diaphragme flexible 57 lorsqu'on fait le vide à l'intérieur du récipient 50. Une série de rainures longitudinales parallèles 63 sont ménagées sur la surface inférieure du diaphragme 57 et coop rent avec la feuille perforée 62 pendant le pressage du grain poi former des passages pour le fluide en direction ou hors du lit 3 Ces rainures longitudinales 63 peuvent être reliées par une ou plusieurs rainures transversales (non représentées) Un passage ménagé dans le récipient communique avec les rainures. On peut soulever les graines dans le lit 3 et les retourner au moyen d'un dispositif à vis classique, mais il est plus avantageux d'utiliser un agitateur pneumatique (figs. 5 et 6) qui comprend un tube à extrémités ouvertes 65 qu'on dispose dans le lit de grain.Un ou plusieurs orifices d'entrée 66 envoient de l'air sous pression dans l'une des extrémités ouvertes du tube. Dans cet agitateur pneumatique, les grains sont propulsés dans le tube par le flux d'air, ce qui produit une circulation permanentE des grainse t?fl agitateur analogue peut être monté dans le lit 3 d l'appareil de la figure 1. En outre des moyens sont prévus pour l'aération et la réoxygénation du lit de grain. Ces moyens peuvent comprendre un vaE poreux en silice 67 (fig.7) immergé dans une solution aqueuse pompée à travers le lit de grain~3 et un conduit pour de ltoxygèn sous pression 68 qu'on fait passer à travers le vase 67. L'appareil de la figure 2 fonctionne sensiblement comme celui de la figure 1. On laisse les graines s'imbiber d'eau et germer pendant des laps de temps appropriés (par exemple 2 à 3 jou d'humidification et 4 à 6 jours de germination). On petit introduire des additifs tels que de l'acide gilberillique. On fait également passer de l'oxygène pur à travers le lit de grain pendant la germination au lieu de l'air habituel. L'oxygène peut notamment être pompé à travers le lit 3 à partir d'une source appropriée, par le passage 64, les passages 63 et le double fond 53 par effet d'aspiration dans l'orifice de sortie 55. fl se crée ainsi dans le récipient 50 un vide qui fait que le diaphragme 57 presse la feuille perforée 62 contre le lit de grain 3.L'emploi d'oxygèhe pur accélère le processus de germination, la consommation d'oxygène pur étant de l'ordre de 6 kg environ d'oxygène pur par "quarter" d'orge pour l'obtention d' orge complètement germée. L'emploi de l'écran 62 et du diaphragme 57 avec les passages 63 permet une distribution plus efficace de l'oxygène et d'autres gaz ou liquides dans le lit 3 et facilite la fermeture des grossies cuves de maltage, évitant le recours à des structu res rigides onéreuses et difficiles à manipuler. De plus, le diaphragme et l'écran servent à presser et essorer le grain à la fin de la germination avant séchage. Un système de régulation peut en outre être prévu pour maintenir et/ou régler la pression et/ou la température à l'in térieur du récipient. On peut également facilement faire le vide à l'intérieur du récipient ou remplacer l'atmosphère gazeuse (ou de vapeur) par de l'air,de l'azote , du gaz carbonique ou d'autres gaz, de la vapeur d'eau, des solvants, des liquides moussants, des solutions d'enzymes, des savons, des solutions de détergents, des mousses, de l'air à basse et haute pression, des solutions alcalines et acides, des solutions d'additifs et d'inhibiteurs (comme l'acide gilberilîique). Comme dans le mode de réalisation précédent, un appareil analogue à celui de la figure 2 peut étre utilisé pour le traitement par l'oxygène des graines et céréales avant plantation ou semis en agriculture et horticulture. L'appareil des figures 1 et 2 permet facilement, en cours de maltage: a) Une stérilisation à la vapeur à températures élevées. b) Une ventilation avec de l'air sec, chauffé ou humide selon nécessité; également l'emploi d'un système de refroidissement réfrigéré. c) Une aspersion d'eau ou de mousse. d) Une circulation d'eau chlorée pour la stérilisatirn. e) Une circulation gazeuse de disulfure de méthyle,(ou Falogue) pour supprimer par fumigation en enceinte fermez les enzymes, bactéries et nématodes, f) Une aération ou oxygénation continue des solutions de trempage grace au système de vase poreux. g) Une élimination de l'air par pression ou vide. h) Une élimination à sec de l'eau avec l'air par soufflage dtair. i) L'emploi de cyanure de potassium pour favoriser les fonctions respiratoires des graines; et j) L'emploi d'agents oxydants. Une autre caractéristique de cet agencement réside dans le fait qu'une variation brusque de la pression (comme il s'en produit lorsqu'on casse le vide) provoque la rupture du gâteau de grain par dilatation éruptive. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi que dans le mode de réalisation de la figure 1, on peut s'arranger pour que l'oxygène s'écoule vers le bas à travers le lit, comme dans le mode de réalisation de la figure 2. Dans ce cas, la couche de mousse doit se trouver au-dessus du lit. En horticulture ou en agriculture,le traitement préalable des graines et céréales, etc.. avec de l'oxygène pur avant plantation ou semis peut provoquer la germination des graines en moins de 24 heures. De plus, les graines une fois plantées peuvent contre immédiatement car elles ont une teneur appropriée en humidité et en outre les phases de germination et de croissance initiale sont favorisées uniformément et activement par la réaction avec l'oxygène. L'invention apporte à l'agriculture et à l'horticulture les avantages suivants 1o Croissance régulière et immédiate après plantation ou semis, même dans des conditions adverses de climat, de température ou d'humidité du sol. 2.- Meilleure utilisation du sol grâce à un plus grand nombre de récoltes par an. 30 Hibernation faible ou nulle des graines grâce aux effets de l'oxygène. 40- Moins grande vulnérabilité aux insectes et aux oiseaux grâce à une croissance plus rapide des radicelles qui raccourcit la période de fragilité. -REVENDICATIONS- 1.- Procédé pour le traitement de graines ou de céréales, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les graines ou céréales à un traitement par un gaz constitué en majeure partie par de l'oxygène. 2.- Procédé pour provoquer la germination d'orge ou d'une autre graine contenant de l'amidon au cours d'une opération de maltage ou analogue, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un gaz constitué en majeure partie par de l'oxygène à travers un lit de grains d'orge ou autres graines contenant de l'amidon. 30- Procédé agricole ou horticale caractérisé en ce qu'il consiste à mettre des graines ou céréales en contact avec un gaz constitué en majeure partie par de l'oxygène avant plantation ou semis. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fait passer le gaz à travers un lit desdites graines ou desdites céréales. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on humidifie les graines ou céréales0 60- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le gaz précité est envoyé dans le liquide de trempage. 70- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on refroidit les graines ou céréales0 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 4 , caractérisé en ce qu'une couche de mousse est formée à l'une des extrémités extérieures du lit. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les graines ou céréales sont séchées après germination. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le gaz est de l'oxygène pur. llo Graine ou céréale traitée par le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12.- Appareil pour favoriser la germination de graines ou céréales, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient destiné à recevoir un lit de graines ou céréales, des organes d'alimentation pouvant être reliés à une source d'oxygène ou d'un autre gaz pour faire passer ledit oxygène ou autre gaz dans le lit, des organes pour alimenter le lit en eau afin de l'imbiber et des organes de séchage pour sécher le lit. 13.- Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un système de recyclage pour recycler les E de la sortie du lit à son entre, 14.- Appareil suivant la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que les organes pour alimenter le 1 en eau sont agencés de façon à créer une couche de mousse à une extrémité extérieure du lit. 15.- Appareil suivant la revendications2, caractérisé en ce que le récipient comprend une cuve à dessus ouvert, un couvercle pour la cuve, des moyens de fermeture étanche du couvercle sur la cuve, une feuille perforée, disposée à l'extrémité ouverte de la cuve entre le couvercle et le lit de grain et pouvant venir en contact avec le couvercle flexible, et des moyens pour presser le couvercle et la feuille contre les grains des passages étant ménagés entre la feuille et le couvercle pour le passage de fluide en direction ou hors du lit de grain pendan le pressage du grain. 16.- Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la face intérieure du couvercle flexible présente une série de rainures ouvertes parallèles pour la formation des dits passages avec ladite feuille perforée. 17.- Appareil suivant la revendication 15 ou la revendit tion 16, caractérisé en ce que les moyens de fermeture étanche d0 couvercle comprennent une gorge périphérique ménagée sur la cuve dans laquelle peut s'enclencher un bourrelet de forme correspondante formé sur une jupe du couvercle. 180- Appareil suivant l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire le vide dans la cuve pour presser le couvercle et la feuille contre le lit de grain. 19o Appareil suivant l'une quelconque des revendicatione 12 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour créer une agitation du grain dans le lit de grain, lesdits moyens comprenant un t- z à extrémité ouverte disposé dans le lit de grain et uno ürriirée pour envoyer du gaz sous pression dans l'un des ec-1Atés ouvertes du tube. 20.- appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le couvercle est en caoutchouc naturel ou synthétique.