Brevet FR2631632A1 — publié le 19891124

La présente invention est relative à une installa- tion pour réaliser une fermentation anaérobie suivie d'une fermentation aérobie, ou vice-versa, de produits végétaux ou agricoles, telles que des graines de cacaoyer, aussi appe- lées fèves de cacao, ainsi qu'à un procédé' pour réaliser de telles fermentations. Le fruit du cacaoyer, ou cabosse, contient un grand nombre de graines dont il est nécessaire d'éliminer la pulpe afin de les rendre utilisables en industrie alimentai- re. Lors de la récolte des cabosses, on récupère les graines qui sont très humides: elles comportent un muci- lage,ou pulpe,à base de pectineset de sucresqu'il faut élimi- ner. Ceci est réalisé par une opération dite de fermentation. Les graines sont mises en ta-s ou, comme décrit dans le docu- ment FR-A-2.427.057, dans des caisses: une fermentation se développe alors après ensemencement de levures. Cette fermentation comprend principalement deux phases: une première qui est anaérobie et légèrement exother- mique, au cours de laquelle les sucres de la pulpe sont trans- formés par les levures en éthanol; et une seconde qui est aérobie H. très exothermique, au cours de laquelle l'éthanol formé précédemment est transformé en acide acétique. Ainsi, au cours de cette fermentation, la pulpe 2> oui t-ulle àliminée par pecttinolyse et, de plus, les précurtiur. dl'nrrmt prés6eunts dans les cotylédons ne dévoloppent; d.e ct r, on comprend toute l'importance de biaen conduire la fer.nn tnl 1tit dlé rlta cI-deluse, afin de produire dos fève dln bonne, Quaill6 aromattqua et donc apprécitao par leu tnduitrleloi. I0 L'homme du métier a donc cherché depuis usi tiu1tinirl- ne d'années & contraler de telles fermentations ana&roblns puis aérobies, notamment dans le cas de graines. Deux techni- ques ont été envisagée. elles sont décrites dans les docu- ments Fr-A-2,168.917 et 'R-A-2.477.381, mais ces procédés de l'art antérieur n'ont pas eu le succès escompté. En effet, il n'a pas été suffisamment tenu compte de la faible technici- té de la main d'oeuvre locale, ainsi que des conditions écono- miques dans les pays producteurs de graines de cacao. ap puoj np ZTied g Ineq aT ejaA quesPeAe s a aoej ques -$ej as sanbTlqo sToaed xnap puaidmoz ana$Tadns quaTdTDg ae uoTluaul,I ap gagggid uoTiesllogi ap apom un uolas -;uI sluaeldIl s sap snuaquoa 'sg e9RaeApp luoS TanbaT suep SE uolienaueA,p g$3Teodssp un,nb leuTe ine$edne lualdeaiz uI arauramauj V ol$npoid ua elauewuI inod;$$oodssp un iuwmeI -. Se aliodmoà uotIllIeut e1lea ' uemeone2wlue.y luepuodeiazoD xnol3pau$ zuosdID3 el aupsA inod witiJn.'Jjul euwXovi sep aunoeqa lueliodmo3 soonoeliuT nu-Lqui O. s..!".aJnuJ3pjul wolqui sel aed aglioddne minolapjul t.ltjud 1.1 'u.- p kiiine,l no un,I supp inolldne 1uuldl*9J' kb! 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Chaque récipient inférieur comporte une paroi oblique sensiblement parallèle à l'une des parois obliques du récipient supérieur, et s'évasant vers le haut à partir du fond de ce récipient inférieur; il a, de préférence, pour section verticale un trapeze sensi- blement rectangle. Avantageusement, les moyens supérleuts pour vider le récipient supérieur dans l'un ou l'autre des récipients inférieurs, comprennent, d'une part, deux verins qui sont solidaires par une extrémité de la structure centrale haute et, par leur autre extrémité, du fond du récipient supérieur au voisinage de l'arête formée par ce fond et l'une des parois obliques, ces deux vérins étant disposés en croix, et, d'autre part, deux axes de rotation parallèles à ces mêmes arêtes et disposés sous le fond du récipient supérieur. Selon un mode de réalisation préféré de l'inven- tion,.l'extrémité de chaque vérin, qui est solidaire du fond du récipient, est en fait solidaire d'un axe de rotation, lequel repose dans un profilé creux situé sur la structure centrale haute. De préférence, les moyens inférieurs pour vider un recipient inférieur, comportent, d'une part, un axe de rotitilon disposé sur le fond de ce récipient au voisinage de l'arête formée par ce fond et la paroi oblique, et #olidal- re de ce fond et de la table inférieure, et, d'autre part-, un vérin solidaire par une extrémité de la structure latérale cor- respondante etipar l'autre extré4mité,du fond du récipient au voisinage de l'artte opposée à celle prochede l'axede rotation Avantageusement, les récipients supélrieur et lnfé- rieurs comportent, chacun,-au moins une sonde thermomé6trique reliée à un automate progrsammable calculant l'intégrale de la courbe de température en' fonction du temps, cet automate programmable déclenchant les moyens supérieurs et inférieurs pour vider les réciplents correspondants, lorsque l'intégrale atteint une valeur prédétermine. Selon Un mode de réalisation préféré de la présente invention, les réciplents supérieur et inférieur sont consti- tués chacun par un berceau solidaire du ou des vérins corres- pondants et articulé sur la table correspondante, et par une caisse reposant dans ce berceau. De préférence, le dispositif pour alimenter le récipient supérieur est constitué par une bande transporteuse ou par un chargeur-élévateur à godets montés sur rail. Quant au dispositif pour évacuer les produits contenus dans les récipients lnfértieurs, il est situé à la base de la structure centrale, et est, par exemple, une bande transporteuse. La présente invention comprend également un procédé pour réaliser une fermentation anaérobie 'suivie d'une fermenta- tion aérobie, ou vice-versa, de produits vegétaux ou agricoles telles que des graines de cacaoyer, qui comporte les étapes suivantes: a) on dispose dans un récipient, dit récipient supérieur, une masse de produit dont on mesure continûment la tempéra- ture; b) on trace la courbe de cette température en fonction du temps; c) on détermine à tout moment la pente de cette courbe afin d'en détecter le changement de pente; d) La détection du changement de pente commande le vtdage du récipient supérieur dans un autre récipient dit réct- pient inférieur, dans lequel on mesure continûment la température de la masse de produit.; ) un pourauit le tracé de l1 courbe de tempérsture dei I'tan- pn b), et on calcule à tout moment l'intégralm d r entI courbe depuis le début dudit procédés f) on compare la valeur do cotte intégrale à une valeur prédé- terminée dite valeur de consigne catractérisant la qualité recherchée du produits et g) on vide le récipient inférleur dans un dispositif d'évacua- tion, lorsque la voleur de l'intégrale calculée à l'étape f) atteint la valeur de consigne. Avantageusement, le tracé de la courbe de tempéra- ture, la détermination de la pente de celle-cl, la détection de changement de pente, le calcul de l'intégrale de cette courbe de température, ainsi que la comparaison de la valeur de cette intégrale à une valeur de consigne sont effectués par un automate programmable. De préférence, l'automate programmable est relié, d'une part, à des appareils pour mesurer la température des récipients supérieur et inférieurs, et d'autre part, à des moyens pour vider ces récipients La description qui va suivre, et qui ne présente aucun carac tère limitatif est relative à la fermentation de graines de cacoyer comme exemple de produits aubissant une fermentation anaérobie puis aérobie. Elle doit être lue au regard des figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 représente, en vue latérale, un schéma d'une installation pour la fermentation de graines selon la pré- sente invention; et - la figure 2 représente la courbe de température de la fermen- tation des graines de cacaoyer en fonction du temps. Comme représenté sur la figure 1, une installa- tion pour la fermentation de graines de cacaoyer, ou fèves de cacao, comprend une structure centrale désignée dans son ensemble par la référence 1. Cette structure haute comporte, vers son sommet, une table dite table supérieure 2, sur laquel- le eut disposé un récipient 3 dit récipient supérieur. La table supérieure 2 est constituée par deux barreaux transversaux 4 et deux barreaux longitudinaux 5a, h, uoltdatres dee premiers; les barreaux transversnux et long1tudlnaux sont.olidairea de la structure centrale I. Sous la table supérieure 2 aont dispoasé* dnux v6rLtna, par exemple hydrauliques, 6a et 6b, qui formeant une croix en vue latérale, Une extrémité de chaque vérin est solidaire de la structure centrale 1 par l'intermédiaire d'un systèmee d'entretoises Il leur autre extrémité eat fixée sous le récipient 3 à proximité d'une arête,ou bord, du fond 8 de ce récipient supérieur 3. Près de ces ar4tes, sont disposés des profilés longitudinaux 9a et 9k, par exemple sur les barreaux longitu- dinaux 5a et 5. Cea profilés longitudinaux comportent chacun une saignée 10! et 10b respectivement. Sous le fond 8 du récipient supérieur 3, est situé un axe de rotation, lia, Ilb, à proximité de chacune des arêtes ci-dessus. Lorsque le récipient supérieur 3 repose sur la table supérieure 2, les axes de rotation lla et 11b, sont situés dans les saignées lOa et 10, respectivement. Le déploiement du vérin 6 b,. par exemple, entraî- ne le soulèvement de l'axe de rotation lla hors de la saignée a du profilé 9a. Comme dans ce cas, le vérin 6a reste au repos, c'est-à-dire non déployé, l'axe de rotation 11b est maintenu dans la saignée 10b du profilé 9b: en conséquence le récipient supérieur 3 basculera autour de l'axe de rotation 11b. Le récipient supérieur 3 comprend deux parois latérales 12a et 12b opposées et obliques: elles vont en s'évasant vers le haut à partir du fond 8. Ce récipient supé- rieur 3 a pour section verticale, celle d'un trapèze isoce- le. Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface du fond 8 est d'environ 1,25 mètre carré, et la hauteur du récipient supérieur 3- est d'environ 0,70 mètre. Le volume d'un tel récipient est d'environ 1,2 mètre cube, Le fond 8 est percé de trous ayant un diamètre d'environ 0,01 mètre et séparie de 0,1 mètre dans toutes les directions. Ces troute ont pour but de permettre l'écoulement des Jus produits par la fermentatton. L'lnstallation selon la présente invention com- > preudl également deux structures latérales, re#pecttvnmull 1 et 13b, disposéeas de part et d'autre de la itructure centrale I et sous les parois obliques 12a et 12b du récipient supérieur 3, Chaque structure latérale 13j et 13b comporte à son sommet une table dite table inférieure 14_ et 14b, qui est identique à la table supérieure 2. Sur chaque table inférieure est disposé un récipient dit récipient inférieur t et 15b, respectivement. Chaque récipient inférieur,15a et ISb, comporte une paroi oblique 16A, 16b, respectivement: celle-ci va en s'évasant vers le haut à partir du fond de chaque récipient inférieur dont la section droite est avantageusement celle d'un trapèze rectangle. Par exemple, un récipient inférieur a un fond dont la surface est d'environ 1,375 mètre carré; une hauteur d'environ 0,70 mètre, et un volume d'environ 1,17 mètre cube. Chaque fond de récipient inférieur est percé de trous de façon identique à celui du fond du récipient supérieur 3. Sous chaque récipient inférieur 15a, 15b, est disposé un vérin, par exemple hydraulique, 18a, 18b respecti- vement. Le vérin 18a est solidaire par une extrémité de la structure latérale 13a correspondants. L'autre extrémité de ce vérin 13a est solidaire du fond 17a du récipient 15a au voisinage de l'arête formée par ce fond et la paroi 19a opposée à la paroi oblique 16a. De même, le vérin 18b est solidaire par une extré- mité de la structure latérale 13b. Son autre extrémité est solidaire du fond 17b du récipient inférieur 15b au voisinage de l'arête délimitée par ce fond et la paroi 19b opposée à la paroi oblique 16b de ce même récipient 15b. Sous le fond 17a du récipient 15a, au voisinage de l'arête formée entre ce fond et la paroi oblique 16a, est disposé un axe de rotation 20a parallèlement à cette arête. Cet axe de rotation 20a est solidaire par tout moyen convenable de la table inférieure 14a. De même, sous le fond 17b du récipient 15b est situé un axe de rotation 20b au votisinage de l'arête formées entre ce fond et la paroi oblique 16b: cet axe de rotation 20b est solidaire de la table lnfé- rieure 14b par tout moyen convenable. Dans le présent exemple de réalisation, la parul oblique 16a, 16b de chaque récipient inférieur 15a, 15b est tsitué on direction de la structure centrale 1. Chaque récipient supérieur 3 et lnférteur 15a et 15b comportent une soude (non représentée sur les figures), afin de mesurer la température r$égnant dans ce récipient. Chaque sonde est reliée à un automate programmable lUi-même relié au vérin situé sous chacun des récipients. Selon une variante de réalisation, chaque récipient supérieur ou inférieur, tst constitué par un berceau, par exemple métallique, qui est solidaire du vérin correspondant et articulé sur la table correspondante, et par une caisse reposant dans ce berceau. Chaque caisse, dont la forme est définie par le fait qu'il s'agit d'une caisse supérieure ou inférieure, est réalisée, par exemple, en un produit stratifié à base de résine polyester et de laine de verre; de plus les caisses supérieures sont emboitables les unes dans les autres, de même que les caisses inférieures. L'installation selon la présente invention compor- te également un dispositif 21 pour alimenter le récipient supérieur 3 en graines de cacaoyer: ce dispositif peut être une bande porteuse ou, comme représenté à la figuré 1, un chargeur à godets montés sur rail. A la base de la structure centrale 1 est situé un dlspositif d'évacuation 22 dans lequel sont déversées les graines contenues -dans les récipients inférieurs lI5a et 15b. Le dispositif d'évacuation est selon ce mode de réalisation constitué par une bande transporteuse. Les graines de cacaoyer une fois extraites des cabosses sont transportées par le dispositif d'alimentation 21 Jusque dans le récipient supérieur 3 (étape a). Une fermen- tation anaérobie se développe ainsi dans ce récipient et on mesure par la sonde la température régnant dans ce récipient. Comme la sonde est reliée à l'automate, ce dernier peut ainsi tracer la courbe de température en fonction du temps (étape b) et en calculer la pente à tout moment (étape c): lorsque l'automate programmable détermine le changement de pente (A), il commande (étape d) la mise en oeuvre d'un des vérins 6a ou 61), sltué sous le bac supérieur 3. Par exemple, il comman- de la mise en oeuvre du vérin 6a, ce qui entraine la rotation du récipient supérieur 3 autour de l'axe de rotation Il! le contenu de ce récipient supérieur est ainsi déversé dans 1l récipient inférieur 15!. Grâce à la sonde preésente dans ce récipient infé- rieur 15!, on msesure contiuGmeut la température des fèves en fermentation aérobie, L'automate programmable continue de tracer la courbe de température en fonction du temps (étape e) grâce à ces informations et calcule l'intégrale de cette courbe à partir du début (0) de la fermentation anaérobie. Lorsque la valeur de cette intégrale est égale à une valeur de consigne (étape f) correspondant à la qualité de cacao à obtenir, il commande (étape g) le déploiement du vérin l8a et, par là-msime, le vidage du récipient inférieur 15a - dans le dispositif d'évacuation 22 par basculement de ce récipient. Comme la durée de la fermentation anaérobie est sensiblement égale à la moitié du temps de la fermentation aérobie, le récipient supérieur 3, qui est rempli automatique- ment après avoir été vidé dans l'un des récipients inférieurs, alimente donc alternativement chacun des récipients inférieurs a, 15b en fonction des informations reçues et calculées par l'automate programmable. Alnsi qu'on aura pu -le comprendre, une telle installation est d'un coût relativement faible puisque la - structure centrale, ainsi que la structure latérale, sont en fait de simples échafaudages et ne nécessitent, pour sa mise en oeuvre et sa surveillance, que la présence d'un techni- cien: ce dernier peut mème surveiller plusieurs installations selon la présente invention. Blen évidemment, on ne sortira. pas du cadre de la présente invention, en remplaçant chaque vérin décrit ci-dessus par une paire de vérins. * ).zfe;i;izuT lueldTDpZ j1pnp (qiL 'sLI) puo; np.IrzWd V inWq e1 SOA lUISA9,o la '(ú) inaTJd'ne lusdTD92 np (1t 'iZt) sonbTqo emoud Soep aun,T V elgllivd luezelqTesue enb;Tqo;oud oun e4zoduoD ( 7. Installation selon la revendication 6, caracté- risée par le fait que chaque récipient inférieur (15a, 15b), a pour section verticale, un trapèze sensiblement rectangle. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que les moyens supérieurs pour vider le récipient supérieur (3) dans l'un ou l'autre des récipients inférieurs (15a, 15b), comprennent, d'une part, deux vérins (6a, 6b) qui sont solidaires par une extrémité de la strucutre Àcentrale (1) haute et, par leur autre extrémité, du fond S8) dudit récipient supérieur (3) au voisinage de l'arête formée par ledit fond (8) et l'une des parois obliques (12a, 12b), lesdits. vérins (6a, 6b) étant disposés en croix. et, d'autre part deux axes de rotation (lia, lb) parallèles à ces mêmes arêtes et disposés sous le fond (8) dudit réci- pient supérieur (3). 9. Installation selon la revendication 8, caracté- risée par le fait que l'extrémité" de chaque vérin (6a, 6b) qui est solidaire du fond (8) du récipient supérieur (3), est en fait solidaire d'un axe de rotation (1Ia, lb) lequel repose dans un profilé (9a, 9b) creux situé sur la structure centrale haute (1). 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les moyens inférieurs pour vider un récipient inférieur (15a, 15b), comportent, d'une part, un axe de rotation (20a, 20b) disposé sous le fond (17a, 17b) dudit récipient (15a, 15b) au voisinage de l'arête formée par ledit fond (17a, 17b) et la paroi oblique (16a, 16b), et solidaire dudit fond et de la table inférieure (14a, 14b), et, d'autre part, un vérin (18a, 18b) solidaire par une extrémité, de la structure latérale (13a, 13b) correspon- dante et, par l'autre extrémité, du fond dudit récipient au voisinage de l'arête opposée à celle proche de l'axe de rotation. 11. Installation selon 1 une des revendications i à 10, caractérisée par le fait que les récipients supérieur (3) et inférieurs ('15a, 15b), comportent chacun, au moins une sonde thermométrique reliée à un automate programmable calcu- lant l'intégrale de la courbe de. température en fonction du temps, ledit automate programmable déclenchant les moyens supérieurs et inférieurs pour vider les récipients correspon- dants, lorsque l'intégrale atteint une valeur prédéterminée. 12. Installation selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que les récipients supérieur (3) et inférieurs (15a, 15b) sont constitués chacun par un berceau solidaire du ou des vérins correspondants et articulé sur la table correspondante, et par une caisse reposant dans ledit berceau. 13. Installation selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que le dispositif (21) pour alimenter le récipient supérieur est constitué par une bande transporteuse ou par un chargeur élévateur à godets montés sur rail. 14. Installation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée par- le fait que le dispositif pour évacuer (22) les produits contenus dans les récipients inférieurs est situé à la base de la structure centrale (1). 15. Procédé pour réaliser une fermentation anaéro- bie suivie d'une fermentation aérobie, ou vice-versa, de produits végétaux ou agricoles, notamment des graines de cacaoyer, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: a) On dispose dans un récipient, dit récipient supérieur (3), une masse de produits dont on mesure continQment la température; b) on trace la courbe de cette température en fonction du temps; c) on détermine à tout moment la pente de cette courbe afin d'en détecter le changement de pente (A); d) la détection du changement de pente (A) commande le vidage dudit récipient supérieur (3) dans un autre récipient dit récipient inférieur (15a, 15b) dans lequel on mesure continûment la température de la nasse de produit; e) on poursuit le tracé de la courbe de température de l'étape b), et on calcule à tout moment l'intégrale de cette courbe depuis le début dudit procédé; f) on compare la valeur de cette intégrale à une valeur de consigne caractérisant la qualité recherchée du produit; et g) on vide le récipient inférieur (15a, 15b) dans un disposi- tif d'évacuation (22), lorsque la valeur de l'intégrale calculée à l'étape f) atteint la valeur de consigne. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le tracé de la courbe de température, la détermination de la pente de celle-ci, la détection de change- ment de pente, le calcul de l'intégrale de cette courbe de température, ainsi que la comparaison de la valeur de cette intégrale à une valeur de consigne sont effectués par un automate programmable. 17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, carac- térisé par le fait que l'automate programmable est relié, d'une part, à des appareils pour mesurer la température des récipients supérieur (3) et inférieurs (15a, 15b), et d'autre part, à des moyens pour vider lesdits rëcipients. 18. Procédé selon la revendication 17, caracté- risé par le fait que l'automate programmable est également relié à un dispositif pour alimenter en produit le récipient supérieur (3).