Brevet FR2823074A1 — publié le 20021011

lespace intérieur contre la paroi. i 1 2823074 PROCEDE D'EXTRACTION DU GERME DE BLE DUR ET INSTALLATION DE MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte au domaine technique général des procédés, installations et dispositifs utilisés et mis en oeuvre dans le domaine agroalimentaire, et par exemple dans la meunerie ou la semoulerie, pour assurer l'extraction ou la séparation de grains, produits ou parties de grains à partir de végétaux récoltés, et notamment de céréales. La présente invention concerne un procédé et une installation d'extraction du germe de blé dur dans son état naturel, c'est-à-dire n'ayant subi préalablement à son extraction aucune opération ou étape de conditionnement, traitement ou conservation, le germe de blé dur et la masse des céréales récoltéss se trouvant donc dans son état physicochimique naturel. Il est déjà connu de réaliser des opérations d'épuration et de nettoyage d'une masse de céréales formée par du blé tendre dont 1'utilisation est très répandue en raison notamment de sa forte teneur en amidon. Le blé tendre présentant dans son état naturel une consistance peu cassante ne donnant pas lieu à une fragmentation naturelle, il est alors possible d'assurer l'épuration et ia séparation des parties alimentaires intéressantes d'une récolte de blé tendre par des techniques éprouvées et classiques. De telles techniques mettent en oeuvre notamment une série de cylindres lisses sur lesquels passe la récolte de blé tendre. La séparation du blé tendre des déchets divers présents dans la récoite, ainsi que la séparation éventuelle des germes de blé tendre, peuvent être facilement obtenues en raison de la tendance à 1'écrasement du blé tendre et à sa non-fragmentation, ce qui 2 2823074 permet ensuite, par passage dans une série de dispositifs de tamisage ou calibrage, d'assurer la séparation des divers ingrédients Les techniques classiques d'épuration, de nettoyage et de séparation utilisées pour le bié tendre ne sont pas applicables aux récoltes et graines de végétaux présentant des caractéristiques de dureté et de résistance mécaniques supérieures, en raison essentiellement de leur tendance naturelle à la fragmentation en de nombreuses particules. Ces caractéristiques compliquent les procédés d'extraction et de nettoyage de telles graines de végétaux si l'on souhaite conserver l'intégralité physique et physiologique de la graine que 1'on souhaite séparer, ou de fragments de graines que l'on souhaite également séparer. C'est la raison pour laquelle les techniques connues à ce jour en matière d'extraction de germes ou fractions indifférenciées à partir de bié dur impliquent toutes un préconditionnement du blé dur, à savoir une phase d'humidification préalable, en vue précisément de tenter de résoudre la tendance naturelle à la fragmentation du blé dur. Ainsi, une technique connue d'extraction à partir de blé dur consiste, après un nettoyage à sec de la masse à traiter, à conditionner la masse à traiter avec un apport d'eau précèdant une étape de transformation et de séparation du blé, du germe et des déchets par une série d'étapes successives incluant un broyage, un tamisage et une purification ou sassage. Cette technique connue d'extraction donne des résultats acceptables, mais souffre néanmoins de divers inconvénients. Ainsi, il s'avère que la nécessité d'avoir recours à une humidification préalable du grain implique nécessairement en fin de procédé d'extraction 1'obtention de produits possédant une humidité relativement importante, qui s'oppose à une bonne conservation du produit final. C'est la raison pour laquelle cette technique antérieure nécessite l'adjonction d'un traitement thermique supplémentaire 3 2823074 en fin de traitement. Bien évidemment, le traitement thermique supplémentaire constitue un coût additionnel pour le procéde, ce qui constitue un handicap sur le plan industriel. Par ailleurs, le traitement therm ique s'accompagne en généra l inévitablement d' une transformation d u goût du produit obtenu, ou des qualités organoleptiques particulières résultant de l'apport de chaleur (goût toasté notamment). Il s'avère également que la technique antérieure connue opérant par voie humide n'est pas à même de fournir un rendement global du procédé d'extraction suffisant, puisqu'il ne permet de récupérer qu'une fraction infime des germes de blé présents dans la masse traitée, en raison précisément des conditions opératoires liées à la voie humide choisie. Enfin, et dans ie cas o le traitement thermique final est insuffisant, on note alors l'apparition de phénomènes de rancissement du germe de blé obtenu, liés précisément à i'insuffisance du traitement thermique final. L'objet de l'invention vise en conséquence à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment, et à proposer un nouveau procédé et une nouvelle installation d'extraction de germe qui permette d'obtenir du germe de blé dur dont l'ensemble des qualités organoleptiques initiales sont préservées, tout en étant simple et facile à mettre en oeuvre sur le plan industriel. Un autre objet de i'invention vise à proposer un nouveau procédé et une nouvelle installation d'extraction qui soient à même de fournir à l'aide de moyens simples un rendement acceptable de l'opération d'extraction du germe de blé dur. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau procèdé et une nouvelle installation d'extraction qui soient à même d'utiliser, sans 4 2823074 modification notable, des unités de séparation et de nettoyage classiques dans le domaine. Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un procédé d'extraction dans son état naturel du germe de blé dur dans isquel, à partir d'une masse de céréales récoltées contenant un mélange hétérogène de grains, de germes et de déchets ou impuretés, on assure successivement et progressivement la séparation du germe pour le récupérer, ledit procédé étant réalisé par une suite d'étapes d'extraction exclusivement mécaniques et par voie sèche, sans apport extérieur de liquide. Les objets assignés à l'invention sont également atteints à i'aide d'une instai lation de m ise en oeuvre d u procèdé d 'extraction da n s son étal: natu rel du germe de blé dur selon l'une des revendications 1 à 10 comprenant: une première unité de nettoyage de la masse de blé dur récoltée, - au moins une première unité de séparation mécanique pour réaliser la première étape de séparation, au moins une seconde unité de séparation pour réaiiser la seconde étape de séparation, au moins une unité de tamisage pour réaliser l'étape de tamisage, - au moins une unité d'épurati on pour réal iser l'épurati on termina le. D'autres objets et avantages de l'invention seront explicités plus en détails à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, donnés à titre d'exemples purement illustratifs et informatifs dans lesquels: 2823074 - - La figure 1 représente, selon une vue schématique, un diagramme synthétique et schématique d'une variante préférentielle du procédé d'extraction conforme à l'invention. Le procédé d'extraction du germe de blé dur conforme à l'invention est un procédé destiné à étre appliqué sur des masses de blé provenant de variétés de blé dur, la masse de céréales récoltées et traitées dans le procédé conforme à l'invention n'ayant préalablement à son traitement subi absolument aucun traitement ni conditionnement susceptible de modifier ses qualités organoleptiques initiaies. Selon l'invention, la masse de céréales à traiter se trouve donc dans son état initial natif proche de celui de la récolte, la masse de céréales étant dans une composition proche de celle obtenue à l'issue du passage dans la machine de récolte (moissonneuse-batteuse), et comprenant essentiellement en mélange ies grains de blé associés au germe et des déchets, poussières sons, en quantité, forme et configuration différentes. La masse de céréales à traiter est extraite de silos de conservation et présente par exemple une humidité moyenne comprise entre 10 et 14 %. Tel que montré à la figure 1, un grain de blé dur est formé par un ensemble unitaire comprenant le grain ou la graine 1 au sein duquel ie germe 2 est intégré, le grain et la graine étant éventuellement encore dans certains cas entourés d'une pellicule végétale. L'objet de l'invention vise donc précisément à séparer ou extraire le germe 2 de la partie graine, puis à récupérer les germes sans que ceux-ci aient été modifiés, le germe restant donc dans un état initial proche, voire identique, à son état naturel. 6 2823074 La figure 1 illustre, sous la forme d'un diagramme schématique, les différentes étapes essentielles du procédé d'extraction du germe de blé dur dans son état naturel conforme à l'invention. Ainsi, le procédé d'extraction conforme à l'invention est un procédé dans lequel, à partir d'une masse de blé dur récoltée et contenant un mélange hétérogène de grains, de germes et de déchets ou impuretés de toute sorte (son, poussières, pierres, brins de pailie ou de toute nature, etc.), on assure successivement et progressivement la séparation du germe pour le récupérer, ledit procédé étant réatisé par une suite d'étapes d'extraction exclusivement macanique et par voie sèche, sans apport extérieur de liquide ou fluide eVou sans étapes de traitement par voie chimique notamment. Le procédé selon l'invention diffère donc radicalement de la technique antérieure connue d'extraction du germe de blé dur, qui consiste précisément à avoir recours à une phase d'humidification du grain et du germe pour précisément assurer au moins leur nettoyage. Plus précisément, le procédé selon l'invention comprend une première étape de nettoyage de la masse de blé dur pour la débarrasser d'au moins une partie significative de ses déchets et i mpuretés d e tail le simila ire ou identique à la taille des germes de blé dur à récoiter, en vue d'obtenir une fraction de blé dur nettoyée. Une telle étape est destinée à séparer, dés le début du cycle d'extraction, des particules de taille identique au ou proche de celle du germe de blé, car une telle séparation s'avère en pratique extrêmement difficile à un stade ultérieur du procédé, le germe à séparer restant lui, à ce stade de la première étape de nettoyage, encore intégré dans ou avec 1'amande ou la graine. 7 2823074 Sur la figure 1, on a indiqué une unité de nettoyage 3 de la masse de blé dur récolté à même de réaliser cette première étape. L'unité de nettoyage 3 peut être formée de machines travaillant selon différents principes physiques (différence de tailles, de densité,...), cette unité étant alimentée en permanence par des vis d'archimède relices au silo de stockage (non représenté). Cette unité de nettoyage 3 peut comprendre au moins une machine de criblage et une machine de séparation densimétrique. A ce stade du procédé d'extraction selon l'invention, on assure donc à partir du mélange hétérogène initial de grains, la séparation d'une fraction de bié dur nettoyée 4 contenant des germes de blé dur sale, qui est ainsi obtenue à la sortie de l'unité de nettoyage 3. Selon l'invention, le procédé d'extraction comprend ensuite une première étape de séparation mécanique pour obtenir une fraction de produits fins contenant le germe en mélange avec les graines et les poussières ou déchets résiduels. Cette première étape de séparation macanique consiste avantageusement à faire passer la masse de blé 4 à travers une ou plusieurs décortiqueuses 5A formant une première unité de séparation mécanique 5. Cette unité 5 comprendra avantageusement au moins une décortiqueuse SA pour assurer la séparation mécanique du germe de l'amande. De telles machines sont bien connues et comprennent un rotor disposé horizontalement sur lequei la masse de céréales est dirigée sensiblement tangentiellement. Le brassage intensif de la couche de céréaies sur ie rotor permet de produire une friction des grains entre eux, une friction au batteur et une friction au manteau de décorticage, le refus est dirigé sur un canal d'aspiration. Ces machines, étant bien connues de l'homme du métier ne seront en conséquence pas décrites plus en détail. Selon l'invention, la grille de la décortiqueuse 5A possédera avantageusement un maillage d'environ 1,3 mm et sera pourvue d'éléments saillants formant des aspérités pour provoquer ou favoriser l'arrachement. Ainsi, selon cette variante préférentielle, la décortiqueuse horIzontale est équipée d'une grille pourvue de perforations d'environ 1,3 mm. Bien évidemment, plusieurs décortiqueuses horizontales peuvent être utilisées simultanément en série par exemple ou d'autres unités de séparation mécaniques fonctionnant sur des principes simiiaires pouvant être également utilisées. Ainsi, la première étape de séparation consiste à faire passer la masse de blé dur nettoyée sur et à travers une grille, pour séparer les germes des grains par arrachement et récupérer la fraction de produits fins par passage à travers les mailles de la grille. De manière préférentielle, la face de travail de la grille fixe sera disposse à l'intérieur vers le rotor. A l'issue de la première étape de séparation, on obtient une fraction de produit fin 7 contenant des germes en mélanges avec ies graines et ies poussières ou déchets résiduels. Accessoirement, une faible fraction de la masse de céréales est déjà récupérée au niveau de chaque unité 5A pour être traitée ultérieurement dans le procédé d'extraction selon l'invention au 9 2823074 cours d'une étape suivante formant une seconde étape de séparation mécanique. Cette étape consiste à partir de la fraction de produits fins 7 à séparer une fraction contenant les germes de la masse de céréales traitées. Le procèdé selon l'invention comprend donc une seconde étape de séparation, de préférence mécanique, de la masse des produits fins 7 en une fraction de grains, et une fraction de germes mélangés aux déchets et poussières résiduelles. Cette fraction du produit 7 est traitée par un tarare à recyclage d'air 8 permettant de séparer des composants de faibles poids spécifiques dans les produits en grain. Cet équipement est bien évidemment disposé en aval de la décortiqueuse horizontale SA de la première unité de séparation mécanique 5. Cette seconde étape de séparation mécanique est donc, de préférence, une étape de séparation densimétrique. A l'issue de cette séparation, on obtient une fraction de produits fins 10 contenant le germe et une fraction recyclée 11 formée essentiellement par du blé et donc recyclée pour la mouture. Le procédé d'extraction conforme à l'invention se poursuit à partir de la masse de produits fins 10 et de la fraction 6 par une troisième étape de sépa ration macaniq ue tel qu' ill ustré à la figure 1 et réaii sée da n s une unité 12 formant une troisième unité de séparation mécanique. Cette unité de séparation 12 met de préférence en oeuvre un petit plansichter 13 (rotostar) comportant tel que cela est bien connu de l'homme du métier, une pile successive de tamis superposés et embo'^tés les uns dans les autres permettant à partir d'une masse d'entrée d'obtenir une masse d'extraction 15 et une ou plusieurs masses de refus 14. 1 0 2823074 Cette étape consiste donc à faire passer ia fraction de germes mélangés aux déchets et poussières sur un système de tamis à double tamisage pour récupérer la fraction de granulométrie intermédiaire contenant le germe. Dans l'application considérée, la masse de refus 14 sera formée par ia fraction de germes mélangés aux déchets tandis que la masse du refus de l'extraction 15 sera formée par des graines ou autres produits et des poussières résiduelles. Avantageusement, le plansichter 13 comporte des tamis de l'ordre de 1000, um et des tamis de l'ordre de 630 m pour récupérer la fraction intermédiaire contenant les germes (fraction comprise entre 1000 IJm et 630 um) et éiiminer les autres fractions. La fraction de la masse de refus 14 est stockée dans un silo 16 avant d'être soum ise à une étape term inale d'épu ratio n et de séparation exécutée au sein de l'installation de mise en oeuvre du procédé d'extraction par au moins une unité d'épuration 20 permettant de réaliser l'épuration finale tel qu'illustré à la figure 2, I'unité d'épuration 20 comprenant au moins un sasseur 20A et de préférence deux sasseurs successifs. L'étape termi nal e d'épuration co nsiste do nc à faire passer la fraction intermédiaire 14 correspondant à la masse de refus sur au moins un sasseur 20A pour récupérer les germes propres, le matériel utilisé pouvant être un sasseur à semouie classique composé par exemple de deux groupes parallèles formés chacun de trois couches de tamis horizontaux superposés, chaque couche comportant par exemple quatre tamis. Une partie, voire la totalité des refus 21 issus du sasseur 20A, peut étre recyclée dans le sasseur en vue d'augmenter le rendement final de l'extraction. A la sortie du sasseur 20A integré dans i'unité d'épuration terminale 20, on récupère la fraction terminale 22 constituée de germes de blé dur propres, cette fraction 22 étant ensuite dirigée vers les unités de traitement ou de conditionnement ultérieur. Le rendem ent d u procédé d 'extra cti on d écrit précéd em me nt perm et de récupérer entre 0,1 et 0,8 % parmi les 1,5 % (en moyenne) formant la proportion de germes dans le poids moyen d'un grain de bié. En moyenne, on récupère entre 0,1 et 0,3 % des germes de bié parmi les 1,5 % théoriquement récupérables en poids total du bié. Le procédé d'installation conforme à l'invention permet ainsi d'obtenir un germe de blé qui est stabilisé naturellement, puisque seules des opérations mécaniques successives sont mises en oeuvre, la masse de blé traitée et le germe contenu ne subissant aucun traitement préalable en cours de procédé, notamment thermique, susceptible de dégrader sa composition. Le lS germe de blé dur obtenu présente ainsi une composition finaie identique ou sensiblement identique à sa composition initiale, ce qui lui permet de conseNer l'ensemble de ses propriétés biochimiques et de conserver en particulier l'ensemble de ses propriétés organoleptiques. Le germe de blé dur obtenu est ainsi consemabie en l'état à température amblante pendant plusieurs mois sans modification notable. Le germe de blé dur obtenu présente une faible teneur en amidon (inférieur à 10 %), une forte teneur en protéines (supérieure à 35 %) et une forte teneur en lipides (environ 15 %). 1 2 2823074 REVEN DICATIONS 1- Procédé d'extraction dans son état naturel du germe de blé dur dans lequel, à partir d'une masse de céréales récoltées contenant un mélange hétérogène de grains, de germes et de déchets ou impuretés, on assure successivement et progressivement la séparation du germe pour le récupérer, ledit procédé étant réalisé par une suite d'étapes d'extraction exclusivement mécaniques et par voie sèche, sans apport extérieur de liquide. 2- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de nettoyage de la masse de blé dur, pour la débarrasser d'au moins une partie significative de ses déchets et impuretés de taiile similaire à la taille des germes, et obtenir une fraction de blé dur nettoyée. 3- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'à partir de la masse de blé dur nettoyée, il comprend une première étape de séparation mécanique, pour obtenir une fraction de produits fins contenant les germes en mélange avec les graines et les poussières ou déchets résiduels. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la première étape de séparation consiste à faire passer ia masse de blé dur nettoyée sur et à travers une grille, pour séparer les germes des grains par arrachement et récupérer ia fraction de produits fins par passage à travers les mailles de la grille. 1 3 2823074 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la grille a un maillage d'environ 1,3 mm et est pourvue d'éléments saiilants formant des aspérités pour provoquer i'arrachement. 6- Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce qu'à S partir de la masse de produits fins, il comprend une seconde étape de séparation mécanique de ladite masse en une fraction de grains, et une fraction de germes mélangés aux déchets et poussières résiduelles. 7 - Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la seconde étape de séparation mécanique est une étape de séparation densimétrique. lO 8- Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 caracterisé en ce qu'à partir de la fraction de germes mélangés aux déchets et poussières, il comporte une troisième étape de séparation mécanique qui consiste à faire passer ladite fraction sur un système de tamis à double tamisage pour récupérer la fraction de granulométrie intermédiaire contenant le 1 5 germe. 9- Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que le système de tamis comporte un tamis de l'ordre de 1 000 m et un tamis de l'ordre de 630,um pour récupérer la fraction intermédiaire Inférieure à 1 000 m et supérieure à 630,um contenant les germes, et éliminer les autres fractions. - Procèdé selon l'une des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce que la fraction interméd iaire est sou mise à une étape term ina le d 'épuration et de séparation. 1 4 2823074 11- Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que cette étape terminale d'épuration consiste à faire passer la fraction intermédiaire sur au moins un sasseur, pour récupérer les germes propres. 12- Installation de mise en oevre du procédé d'extraction dans son état S naturel du germe de blé dur selon l'une des revendications 1 à 10 comprenant: - une première unité de nettoyage (3) de la masse de blé dur récoltée, - au moins une première unité de séparation mécanique (5) pour réaliser la première étape de séparation, l O - au moins une seconde unité de séparation (8) pour réaliser la seconde étape de séparation, au moins une troisième unité de séparation mécanique (12) pour réaliser une séparation par tamisage, au moins une unité d'épuration (20) pour réaliser l'épuration terminale. 13- Installation selon la revendication 12 caractérisse en ce que la première unité de nettoyage (3) comprend au moins une machine de criblage et une machine de séparation densimétrique. 14- Installation selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisée en ce que la première unité de séparation (5) comprend au moins une décortiqueuse horizontale (5A), pour assurer la séparation mécanique du germe de l'amande. - Installation selon la revendication 14 caractérisée en ce que la décortiqueuse (5A) est équipée d'une grille fixe pourvue de perforations 1 5 2823074 maillées à environ 1,3 mm, ladite grille étant pourvue sur sa surface d'éléments saillants formant des aspérités. 16- Installation selon i'une des revendications 12 à 15 caractérisse en ce que la seconde unité de séparation (8) comporte, en aval de la décortiqueuse, au moins un tarare à recyclage d'air. 17- Instailation selon l'une des revendications 11 à 16 caractérisée en ce que la troisième unité de séparation (12) comprend au moins un double tamis. 18- Installation selon la revendication 17 caractérisée en ce que ie double lO tamis comporte un tamis de l'ordre de 1 000 m et un tamis de l'ordre de 630,um. 19- Installation selon l'une des revendications 11 à 18 caractérisée en ce que l'unité d'épuration (20) comprend au moins un sasseur (20A), et de