Brevet FR2487176A1 — publié le 19820129

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux prccédés d'expression de l'eau et des sucs contenus dans les plantes. Elle est également relative aux produits d'origine végétale désséchés et aux sucs ainsi obtenus. On dispose actuellement de deux principales méthodes industrielles permettant de conserver des plantes (et notamment des plantes fourragères), méthodes qui se dégagent pratiquement entièrement des aléas climatiques : ce sont l'ensilage et la déshydratation. La "voie humide" aboutissant à l'ensilage stabilise le produit par orientation des fermentations (on recherche notamment la fermentation lactique anaérobie). La machine de base est l'ensileuse que l'on déplace la plupart du temps directement sur le champ, soit sur l'herbe qui vient d'entre fauchée et qu'elle conditionne en menus fragments, soit sur l'herbe légèrement séchée par un "pré-fanage".Le produit est ensuite stocké dans un silo, que l'on souhaite le plus étanche possible. La technique est délicate et elle exige, si l'on veut que les pertes soient le plus faibles possibles, d'investir un gros capital dans des installations énormes, sorte de boites de conserve de 20 mètres de haut,parfaitement étanches.Si l'on se contente d'investissements plus modérés (silos horizontaux à parois de béton, par exemple), le niveau des pertes atteint alors souvent celui que l'on rencontre dans la "voie sèche" naturelle. Quant à la déshydratation, elle comporte deux vapes principales : le broyage et le séchage. Si la ;.;~se en oeuvre est relativement plus facile, elle aboutit également à des pertes en matières sèches. Celles-ci peuvent atteindre jusqu'à 30 % des plantes mises en oeuvre. I1 est à noter que cette méthode consomme, en outre, beaucoup d'énergie. De plus, ni l'une ni l'autre des deux méthodes qui viennent d'etre décrites, comme d'ailleurs la "voie sèche" naturelle (méthode traditionnelle utilisant les éléments naturels comme le vent et le soleil et qui, de ce fait, est totalement sous la dépendance climatique), ne tiennent entièrement compte dans leur processus de déroulement, ni de la qualité,ni de la nature de la plante traitée. I1 existe pourtant des différences énormes qui sont fonction des plantes traitées au cours des opérations de séchage et de stabilisation, en ce qui concerne les transferts de matières sèches et de protéines réalisés et/ou désirés, pour des plantes aussi différentes que le sont la luzerne, le blé, le tabac ou la betterave, par exemple. La présente invention s'est par conséquent donné pour but de pourvoir à un nouveau procédé d'expression de l'eau et des sucs contenus dans les plantes, qui répond mieux aux nécessités de la pratique que les procédés de déshydratation antérieurement connus, notamment en ce qu'il réduit les pertes en matières sèches au minimum (2 à 5 % seulement au lieu de 10 à 30 %), en ce qu'il permet d'économiser les grandes quantités d'énergie nécessaires au chauffage et en ce qu'il permet de réguler les quantités de matières sèches et de protéines exprimées avec l'eau ou le jus contenu dans la plante, selon ce que l'on désire obtenir et selon la qualité de la plante. La présente invention a pour objet un procédé d'expression de l'eau et de sucs contenus dans les plantes, caractérisé en ce que l'on effectue avant le séchage proprement dit, successivement : - une opération de coupe sans écrasement, en fragments dont la longueur est ccmprise entre 1 et 5 an, de la plante entière avec ses parties dures et ses parties molles, - une opération de préparation et de mise en condition de la plante, - et une opération de pressage modulé. - La suppression du broyage permet souvent d'éviter non seulement la destruction des molécules intéressantes elles-memes, mais encore et surtout elle permet d'éviter les pertes très élevées en matières sèches entrainées par l'eau et/ou les sucs exprimés. - La mise en condition de la plante est effectuée en fonction de la qualité de la plante traitée, et en fonc tion du produit désiré, à savoir une plante sèche une eau extraite aussi pauvre en matières sèches et en protéines que possible des sucs exprimes riches en matières sèches et en proteines. - Le pressage selon l'invention, opération peu couteuse qui a pour but l'extraction selective de l'eau et/ou des sucs par filtration mEmbra- naire, permet d'économiser de grandes quantités d'énergie lors du sé chape ultérieur. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, la préparation et la mise en condition de la plante sont effectuées - lorsqu'on désire avoir des sucs exprimés aussi pauvres en matières sèches que possible - en humectant la plante par brumassage et/ou en provoquant une légère sudation de la plante en maintenant la température entre 20 et 300C. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, la préparation et la mise en condition de la plante sont effectuées - lorsqu'on désire avoir des sucs exprimés riches en protéines et en matières sèches - par la montée de la température à une valeur comprise entre 50 et 700C et/ou par traitement par rayonnement ultra-haute-fréquence (U.H.F.). Conformément à l'invention, le pressage est effectué par application d'une pression que l'on monte très progres sivement, la pression finale étant de l'ordre de 40 bars par-cm lorsque c'est de l'eau que l'on veut extraire, et @@@@@'ordre de 80 bars par cm lorsqu'on désire obtenir des sl.e.s riches. C'est parce que les plantes sont très hétérogènes et sont constituées de plusieurs compartiments anatomiques de compositions physico-chimiques différentes, plus ou moins durs, plus ou moins mous, qu'il est possible, en appliquant progressivement des pressions importantes sur végétaux découpés, non écrasés, d'extraire les sucs et déshydrater ainsi les plantes. L'économie réalisée lors de la déshydratation poussée effectuée dans une étape suivante est très importante. Suivant une modalité particulièrement avantageuse de ce mode de réalisation, le pressage de la plante s'effectue à l'aide de presses à bandes et la pression appliquée à une valeur initiale de l'ordre de 1,4 à 2 bars/cm2 pour monter ensuite entre 40 et 80 bars/cm2. La pression appliquée sera également fonction de l'âge de la plante : elle sera plus élevée pour les plantes plus agées. La présente invention a également pour objet les plantes sèches et les sucs riches en protéines obtenus conformément à la présente invention. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. La présente invention vise plus particulièrement les procédés d'expression de l'eau et de sucs contenus dans les plantes, les produits d'origine végétale et les sucs ainsi obtenus, ainsi que les moyens propres à la mise en oeuvre de ces procédés, de meme que les procédés d'ensemble et les chaines de fabrication dans lesquels sont inclus les procédés conformes à la présente invention. L'invention pourra etre mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de préparation et à une étude des carac téristiques des produits conformes à la présente inven t-on. Il doit etre bien entendu toutefois, que ces différents exemples et caractéristiques sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, mais n'en constituent en aucune manière une limitation. I. MATERIEL UTILISE a) Plantes : - les plantules de blé épiées non fleuries - les plants de tabac de deux mois et de cinq mois - la luzerne b) Broyeur : "Turmix" c) Presse à bandes : machines "ANDRITZ SEM" II. RESULTATS Le Tableau I résume les bilans de transferts de la matière sèche, des protéines et des cendres au cours du pressage des plantes de luzerne, de blé et de tabac. TABLEAU I (Les chiffres sont exprimés en %) Chaque résultat correspond à une moyenne de 10 essais L U Z E R N E B L E Préparation et biomasse effluents biomasse effluents pressée de pressage pressée de pressage mise en condition des plantes avant pressage Plantes broyées 70 68 54 30 32 46 77 72 62 23 28 38 Plantes broyées chauffées 70 79 54 30 21 46 à la vapeur Plantes broyées acidifiées 75 78 60 25 22 40 chauffees à la vapeur Plantes découpées 95 92 85 5 8 15 91 93 74 9 7 26 Plantes découpées 97 98 88 3 2 12 humectées Plantes découpées, 96 97 85 4 3 15 89 89 78 11 11 22 acidifiées Plantes découpées, 87 84 86 13 16 14 86 83 85 14 17 15 chauffées à la vapeur Plantes découpées, acidi- 85 82 89 15 18 11 83 82 82 17 18 18 fiées, chauffées à la vapeur TABLEAU I (Les chiffres sont exprimés en %) - SUITE Chaque resultat correspond à une moyenne de 10 essais TABAC DE 2 MOIS TABAC DE 5 MOIS Préparation et biomasse effluents biomasse effluents pressée de pressage pressée de pressage mise en condition des plantes avant pressage Plantes broyées 35 29 52 65 71 48 45 32 60 55 68 40 Plantes broyées chauffées à la vapeur Plantes hroyées acidifiées chauffees à la vapeur Plantes découpées 93 92 72 7 8 28 87 89 49 13 11 51 Plantes découpées 89 89 50 11 11 50 humectées Plantes découpées, 94 92 61 6 8 39 85 82 70 15 18 30 acidifiées Plantes découpées, 79 74 59 21 26 41 74 71 81 26 29 19 chauffées à la vapeur Plantes découpées, acidifiées, chauffées à la 78 75 62 22 25 38 72 69 76 28 31 24 vapeur Il résulte des expériences effectuées et résumées dans le Tableau I ci-dessus, que 10/ le fait de découper les plantes au lieu de les broyer provoque un gain de .25 % en matières sèches pour la luzerne, .21 % en matières sèches pour le blé, .58 t en matières sèches pour le tabac Inversement, la quantité de matières sèches et de protéines se trouvant les effluents de pressage est environ 5 fois plus faible pour les plantes découpées que pour les plantes broyées. 20/ Le fait d'humecter les Plantes avant le découpage augmente encore le taux de récupération de quelques pourcents. 30/ Le fait de chauffer les plantes à la vapeur (pour que la température de la biomasse soit aux environs de 50-600C) enrichit progressivement les sucs exprimés en matières sèches et en protéines, lorsqu'on le désire, comme c'est, par exemple, le cas pour le tabac. III.BILAN ENERGETIQUE Pour sécher 1 tonne de luzerne, on a mis en oeuvre 55 kg de fuel pour le procédé classique, 20 kg de fuel pour le procédé conforme à la présente invention, soit une économie de 64 %. IV. COMPOSITION DES PROTEINES DES PLANTES Le Tableau II ci-après résume la composition en acides aminés des différentes plantes séchées conformé * nit à la présente invention. TABLEAU II LUZERNE BLE TABAC TABAC de 2 MOIS de 5 MOIS Lysine 7,2 7,0 7,2 6,4 Histidine 2,4 2,5 1,9 2,3 Arginine @,5 5,4 6,4 5,6 Aspartique 10,0 14,1 9,1 11,0 Thréonine 5,4 4,7 2,9 4,0 Sérine- 4,7 4,4 2,7 4,1 Glutamique 11,8 12,3 10,6 12,1 Proline 5,1 5,4 6,8 10,5 Glycocolle 5,5 4,7 5,8 4,9 Alanine 6,2 5,3 7,0 5,9 Cystine 0,7 0,9 0,8 0,7 Valine 6,7 6,2 8,3 5,@ Methionine 1,9 2,1 2,3 1,9 Isoleucine 5,3 5,4 6,6 5,1 Leucine 9,8 9,1 12,0 8,7 Tyrosine 4,8 4,5 2,0 4,6 Phenylalanine @,0 5,9 7,5 6,1 Protéines : % des 23 20 27 21 matières sèches Il résulte de la description qui précède que le procédé conforme à la présente invention présente deux très grands avantages par rapport aux procédés de l'Art antérieur': - des rendements nettement supérieurs au séchage, et - une économie substantielle d'énergie par kg de matière produite. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS l. Procédé d'expression de l'eau et de sucs contenus dans les plantes, caractérisé en ce que l'on effectue, avant le séchage proprement dit, successivement : - une opération de coupe sans écrasement, en fragments dont la longueur est comprise entre 1 et 5 cm, de la plante entière avec ses parties dures et ses parties molles, - une opération de préparation et due mise en conditionnement de la plante, - et une opération de pressage modulé. 2. Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la préparation et la mise en condition de la plante sont effectuées - lorsqu'on désire avoir des sucs exprimés aussi pauvres en matières sèches que possible en humectant la plante par brumas sage et/ou en provoquant une légère sudation de la plante en maintenant la temperature entre 20 et 300C. 3.Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la préparation et la mise en condition de la plante sont effectuées - lorsqu'on désire avoir des sucs exprimés riches en protéines et en matières sèches - par la montée de la température à une valeur comprise entre 50 et 700C et/ou par traitement ultra-haute-fre.auence (U.H.F.). 4. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pressage est ef fectué par application d'une pression que l'on monte très progressivement, la pression finale étant de l'ordre de 2 40 bars par cm lorsque c'est de l'eau que l'on veut extraire, et de l'ordre de 80 bars par cm2 lorsqu'on désire obtenir des sucs riches. 5. Procédé selon la Revendication 4, caractérisé en ce que le pressage de la plante s'effectue à l'aide de presses à bandes et la pression appliquée a une valeur initiale de l'ordre de 1,4 à 2 bars/cm pour monter ensuite entre 40 et 80 bars/cm. 6. Plantes sèches obtenues selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5. 7. Sucs riches obtenus selon l'une quelconque des Revendications 1,3,4 et 5.