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@ Procédé et dispositif pour nettoyer, décortiquer et désagréger les céréales.
L'utilisation des céréales panifiables pour l'alimenta- tion humaine se fait actuellement, de la manière usuelle de- puis des siècles, en général par le fait que le grain éven- tuellement après un nettoyage préalable est soumis a une opé- ration de mouture dans laquelle tout le grain de blé, c'est à dire y compris l'écorce extérieure de cellulose sans valeur pour l'alimentation humaine, est broyé. De la farine grossière ainsi produite on obtient, par séparation du son et d'autres constituants provenant de couches extérieures colorées plus sombres du grain, la famine à la finesse et à la couleur clai-
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re de laquelle on a toujours attaché dans le temps une grande importance. Cette importance n'est pas justifiée, comme on le sait, au point de vue physiologique.
Les dernières recherches dans ce domaine ont prouvé au contraire que les farines forte- ment moulues sont notablement inférieures en valeur nutriti- ve, à cause de leur teneur relativement minime en constituants importants pour l'alimentation, à la grosse farine contenant tous les constituants du grain. Le pain cuit au moyen de la grosse farine de la technique actuelle de mouture, grosse farine qui contient tous les constituants du grain y compris l'enveloppe extérieure, n'est toutefois pas bien supporté par les personnes à digestion difficile et il ntest pas aimé à cause de sa coloration foncée.
En outre, un semblable pain est mal utilisé, spécialement au point de vue de sa teneur en al- bumine, par l'appareil digestif de l'homme, ce qui doit être attribué principalement au fait que les matières albuminoides et d'autres constituants particulièrement précieux du grain restent adhérer dans le procédé de mouture usuel, en grande partie aux couches fibreuses ligneuses extérieures tout à fait impossibles à digérer pour l'homme et n'entrent par conséquent pas pleinement dans la digestion. on a pour cette raison fréquemment fait des propositions et essayé des réalisations suivant lesquelles du pain ou d'au- tres produits de boulangerie sont fabriqués directement à par- tir dugrain de pleine valeur, après élimination de l'enveloppe extérieure donnant le son.
Dans ce but, les céréales sont habituellement traitées, après humectation ou trempage préa- lable dans l'eau,par des brosses raides, des disques d'émeri ou des organes équivalents et le grain plus ou moins débar- rassé ainsi de ses couches extérieures est transformé, par écrasement à l'état encore mou, directement en pâte de pain.
Il a également été proposé déjà de tremper le grain dans l'eau jusqu'à ce que le corps farineux se mette en bouillie
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épaisse. La séparation du noyau de 1 écorce se fait alors par écrasement, Il est douteux que ceci puisse se réaliser en pra- tique. Dans tous les cas, il serait extrêmement difficile de traiter de la manière normale, c'est à dire dans les moulins usuels ou les machines à cylindres, le produit final en bouil- lie qui devait naturellement être séché d'abord. Lorsqu'il s'agit d'un boyage en farine de la masse qui est d'abord en bouillie, il faudrait à cet effet des dispositifs spéciaux, au moins un dispositif pour la désagrégation préalable. Le transport de la masse séchée n'est pas non plus, dans aucun cas, aussi simple que celui des céréales ordinaires.
Ceci est, pour une matière en masse de première ordre comme l'est le grain panifiable, un inconvénient important.
Un autre inventeur a proposé en vue de faciliter l'opéra-, tion de décortiquage, de mouiller simplement le grain avec de l'eau. Le procédé en question nécessite alors une action mécanique très intense qui consiste en un traitement du grain simplement humecté à l'aide d'un grand nombre de tombours à surface rugueuse placés l'un à la suite de l'autre. Ceci im- plique un appareillage très compliqué. Il est en outre dou- teux que d'une part le noyau soit réellement débarrassé com- plètement de 1 écorce ligneuse et que d'autre part par la sollicitation mécanique intensive ou moyen de corps de frotte- ment, des couches précieuses de cellules ne sont pas enlevées en même temps. En tous cas, ce procédé ne s'est nullement in- troduit dans la pratique.
Suivant un autre procédé, après que le blé a été lavé, il est traité dans un agitateur sans eau et à 1 abri de l'air de telle manière que les grains frottent fortement d'u- ne part l'un contre l'autre et d'autre part contre les parois des tambours agitateurs employés, avec un développement consi. dérable de chaleur. Dans un second tambour agitateur, les écorces détachées sont alors aspirées par un ventilateur
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tandis que les grains décortiqués sont sèches et polis dans un troisième tambour agitateur. Dans ce procédé également, les écorces ligneuses extérieures ne peuvent être enlevées complètement sans qu'on attaque fortement la masse centrale proprement dite.
Ceci n'a d'ailleurs pas d'importance pour l'inventeur antérieur qui poursuit avec son procédé simple- ment le but de l'élimination de la céréaline.
Il est finalement connu, pour la préparation en vue de la fabrication directe de plâte de pain , partir de céréales, de tremper ces dernières dans l'eau chaude dont la quantité équivaut à peu près celle du grain à traiter, et d'agiter fortement la masse à l'aide d'un dispositif agitateur, de sorte qu'après une durée de traitement d'environ 1 1/3 heure les écorces extérieures de la semence se détachent et forment une masse d'écume à la surface de l'eau de trempage. Les grains ainsi préparés, qui ont absorbé la plus grande partie de l'eau de trempage sont alors traités % l'aide de cylindres écraseurs pour former une pâte uniforme .
Toutes ces propositions n'ont rien pu changer au fait que le traitement des céréales panifiables pour la transformation en farine se fait actuellement, après comme avant, dans une mesure de loin prépondérante, de la manière ancienne décrite au début. La raison en est visiblement que les procédés con- nus de décortiquage humide sont trop compliqués et trop longs ou nécessitent un appareillage compliqué convenant peu pour l'exploitation en grand, et aussi que le long trempage du grain jugé nécessaire pour l'élimination complète de l'é¯ corce ligneuse nuit à l'état du grain en particulier au point de vue de la cuisson et rend difficile l'opération de séchage faisant suite à la décortication.
La présente invention part du procédé de décortiquage mentionné plus haut, connu comme préparation pour la forma¯ tion directe de la pâte, procédé dans lequel la masse de frain est travaillée énergiquement avec addition d'eau chaude
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à l'aide d'un agitateurLe procédé faisant l'objet de la pré- sente invention se distingue toutefois essentiellement de ce procédé connu par le fait que ce traitement, qui s'effectue d'ailleurs avantageusement avec une addition d'eau beaucoup moindre, se fait seulement pendant un temps très court, sa- voir; jusqu'à ce que les écorces ligneuses extérieures se soient détachées sans se séparer complètement du noyau et sans que ce dernier gonfle dans 1 eau Il suffit pour cela d'un temps de quelques minutes.
On interrompt alors l'opéra- tion de décortiquage en séparant provisoirement une partie seulement des écorces détachées, avantageusement par mise en flottement de la masse des noyaux, on envoie ceux-ci dans un séchoir et on sépare alors le reste des écorces de préférence par soufflage à 1 aide d'air sec. Les écorces séparées au préalable par voie humide sont séchées et peuvent alors ê- tre mélangées à celles séparées dans le séchoir. On obtient ainsi d'une part la masse de noyaux complètement débarrassée des écorces ligneuses, masse que 1 on peut moudre en farine de la manière la plus simple, et d'autre part les écorces consistant en cellulose pure qui peuvent être employées comme matière première avantageusement pour l'industrie de la cel- lulose.
Le nouveau procédé procure une série d'avantages économi- ques, techniques et physiologiques et permet une utilisation particulièrement avantageuse de la valeur des céréales pani- fiables comme cela sera expliqué en détail ci-après.
Arec la procédé de mouture usuel actuellement, on obtient par exemple lors de la mouture de 100 kg. de seigle les pro- duits finaux suivants, si l'on ne tient pas compte des pertes minimes résultant du nettoyage et des autres déchets; 65 kg de farine fine valant Mk 28.- les 100 kg = Mk 18,20
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is " de 2e farine ae Mk 25, 5p Il il 2y = Mk 3,31
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Au contraire la désagrégation de la même quantité de grain suivant le procédé de la présente invention donner 84 kg de farine fine valant Mk 28.- les 100 kg = Mk. 23, 52 14 kg de farine pleine " Mk 28.- " " " = Mk.
3,92
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Ceci représente une augmentation sur les produits obtenus de plus de Mk 4.- par 100 kg de seigle.
Outre ce bénéfice supplémentaire considérable, la farine obtenue, spécialement la farine fine, est notablement plus riche, pour une même coloration claire, en matières albuminol- des, et en vitamines. Mais avant tout la mouture des noyaux débarrassés des écorces est notablement plus élevée et plus simple. Ceci s'explique immédiatement par le fait que les fi- bres ligneuses de l'écorce extérieure du grain ne sont pas en- trainées dans toute l'opération de mouture mais qu'au contrai- re on soumet exclusivement à l'opération de mouture les cons- tituants du noyau qui sont relativement faciles à broyer et à désagr éger. On se tire par conséquent d'affaire avec un nom- bre beaucoup plus petit de systèmes de meules et d'appareils à cylindres ou bien les passages peuvent être considérable- ment réduits.
Ceci signifie que les moulins d'un débit déter- miné peuvent être établis et exploitésavec des frais beaucoup moindres, ou que le rendement de moulins existants peut être considérablement augmenté par le fait qu'on fait passer la matière non pas comme précédemment dans 12 à 16 appareils l'un après l'autre mais seulement dans trois à quatre appareils montés en parallèle.
Il est remarq,uable également que lors de la mouture des grains décortiqués au préalable suivant le nouveau procédé, il faut une pression des cylindres Beaucoup plus minimes de sor te que la consommation de force motrice des moulins peut en-
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core être diminuée de façon nullement négligeable. La capacité de cuisson de la farine obtenue suivant le nouveau procédé est également meilleureo Ceci doit être attribué probablement au traitement épargnant mieux la matière, ce qui provient de ce que le grain peut être broyé beaucoup plus facilement et avec un échauffement moindre de la matière.
Comme on le sait, la mauvaise capacité de cuisson fréquemment constatée doit pro- bablement être attribuée pour les farines de grande valeur à la forte sollicitation mécanique et thermique du grain dans les moulins modernes à mouture intensive, c'est à dire à la mouture donnant de la farine morte.
La réalisation pratique du procédé va être expliquée à ti- tre d'exemple à l'aide des dessins. Dans ces dessins:
La fig. 1 est un schéma de l'installation d'ensemble à l'exception du dispositif de mouture.
Les fig. 2,3 et 4 représentent en vues de deux côtés dif- férents et en vue de dessus un dispositif convenant pour le pelage ou le décortiquage des grains.
On a désigné par A le dispositif de pelage représenté en ,détail aux figo 2 à 4, dans lequel le grain à traiter, princi- palement du seigle ou du froment, arrive par un plan incliné a, l'eau nécessaire pour le détachement des enveloppes du noyau arrive par une conduite b, l'eau servant à mettre en flottement les enveloppes détachées des noyaux est'amenée par une conduite c tandis que 1 évacuation des enveloppes se fait par une conduite d et le départ des noyaux décortiqués par une conduite e. A la conduite d se raccorde un appareil B dans le- quel les écorces sont partiellement débarrassées de 1 eau.
Dans le cas représenté, cet appareil consiste en un cylindre creux f à paroi perforée dans lequel tourne une vis sans fin g, qui exprime les écorces humides venant de 1 appareil A et les transi porte vers un plan incliné h dans lequel les écorces partielle- ment débarrassées d eau s'écoulent/et descendent dans l'extré-
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mite d'entrée d'un tambour sécheur C. Avant le sécheur on peut éventuellement intercaler encore un dispositif pour la subdivision de la masse d'écorces qui s'agglomère assez for- tement à l'état humide.
Le sécheur C est avantageusement éta- bli comme un sécheur dit à ruissellement, c'est à dire que la matière à sécher est amenée sur des tôles intérieures dispo- sées en grand nombre à l'intérieur de l'enveloppe tournante du tambour, tôles qui alternativement font tomber la matière lors de la rotation du tambour et la soulevé, tandis que la matière qui tombe est baignée par de l'air chaud qui circule dans le sens de la longueur du tambour.
Les envebppes com- plètement séchées sortent en i du sécheur et sont alors réu- nies aux enveloppes amenées par le canalk dont il sera ques- tion plus tard et sont directement mises en sacs ou compri- mées à un volume aussi petit que possible dans un dispositif D établi à la manière d'une presse à ballots, en vue de rédui- re les frais de transport.
Les noyaux débarrassés de l'enveloppe dans l'appareil A sont conduits avantageusement dé la conduite e d'abord dans une centrifuge E dans laquelle une partie de l'eau adhérant aux noyaux peut être essorée. Les noyaux peuvent toutefois aussi être introduits directement dans le sécheur F qui autre- ment est raccordé à la centrifuge et qui peut être construit comme le sécheur décrit plus haut, mais qui doit recevoir des dimensions notablement plus grandes à cause de la quanti- té beaucoup plus grande de la matière à traiter. Dans les petites exploitations, le séchage des noyaux et des écorces peut également se faire dans un seul sécheur. On fait alors passer d'abord les écorces dans le sécheur et ensuite les noyaux.
L'air servant au séchage des noyaux est aspiré du tambour sécheur par un extracteur G et cela avec une vitesse assez grande de sorte que le reste des écorces adhérant encore aux
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moyaux a la sortie de 1"appareil de décortlquage A et qui se sépare des noyaux lors du séchage 1, l'intérieur du tam- bour F est entraînée Ces écorces sont mélangées par le canal k déjà mentionné aux écorces arrivant du sécheur C et sont envoyées avec celles-ci éventuellement à la presse à ballot.
Les noyaux séchés sortant en 1 du sécheur F peuvent être mis en sac et emmagasinés en vue de la mouture ultérieure, ou bien envoyés directement à la mouture. La mouture peut se faire comme on l'a mentionné à l'aide des meules et des appareils à cylindres usuels avec cette différence qu'avec les moulins équipés de la manière normale il faut mettre hors de service plusieurs systèmes de mouture et appareils à cylindres, ou bien au lieu de faire passer la matière, comme c'est l'habitude actuellement, successivement dans les différents appareils de mouture, on peut la faire passer en même temps par plusieurs appareils juxtaposés, c'est à dire en quelque sorte en montage en parallèleo Avec la mouture proprement dite va naturellement de pair comme d'habitude une opération de blutage ce qui permet d'obtenir les diffé- rentes sortes de farine,
les folles farines, les gruaux, etc. mais pas de petites farines. Il est remarquable que la matiè- re à moudre traitée suivant la présente invention donne déjà lors du passage à travers le premier appareil un rendement en farine fine de plus de 70%.
La constitution du dispositif de décortiqae A résulte des fige 2 à 4. Dans un récipient 1 sont prévus deux disposi- tifs agitateurs et décortiqueurs 2, 2a tournant autour d'axes verticaux et également des bras agitateurs 3 tournant autour d'un axe vertical. Les bras 3 qui ont avantageusement la for- me d'une ailette hélicoïdale sont mis en rotation par l'in- termédiaire d'un mécanisme à roues coniques 5 par une trans- mission 6. Une roue dentée 7 montée sur l'arbre 4 actionne @
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en outre deux roues dentées plus petites 8,Sa qui sont mon- ll.
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tées sur les arbres 9,9a actionnant les dispositifs debatta- ge 2, 2a.
Ces arbres sont réunis ensemble par une traverse 10 de telle manière que les roues dentées 8,Sa roulent sur la grande roue dentée 7 et que les dispositifs de battage 2,2a exécutent, outre la rotation autour de leur axe propre, un mouvement circulaire autour de l' axe de l'arbre central 4.
Les dispositifs de battage 2 et Sa consistent chacun en quatre ailettes formées par un treillis de barreaux. Les bar- reaux du treillis de l'un des dispositifs sont désaxés par rapport à ceux de l'autre de telle manière que par exemple les barreaux du dispositif 2 sont verticaux et ceux du dis- positif 2a sont horizontaux. Les ailettes du dispositif agi- tateur 3 arrivent avantageusement jusque contre la paroi du récipient 1.
Le récipient 1 est pourvu vers le bas d'un faux fond per- foré 14. A l'espace se trouvant en-dessous de ce fond est raccordée une conduite 13 qui est en communication avec un ventilateur 12 disposé sur le bâti 11 de l'appareil. Le réai- pient 1 est pourvu à son extrémité supérieure d'un bord spé- cial 15 qui entoure le bord du récipient à une certaine dis- tance de sorte qu'ilse forme une rigole 16 qui f ait le tour du bord du récipient et qui est pourvue d'un bec 17. A ce bec se raccorde la conduite d déjà mentionnée (fig. i).
Le grain à décortiquer est placé dans le réservoir 1 et on y amèneessuite l'eau de mouillage. Cette eau est avanta- geusement maintenue suffisamment chaude pour que le mélange d'eau et de grain présente une température d'environ 60 à 65 Par l'élévation de la température, le détachement de l'en- veloppe extérieure du noyau du grain est considérablement ac- céléré.
On ne doit pas aller trop haut avec la tepérature de . l'eau par sinon la matière du noyau est influencée défavora- blement. Pour faire commencer l'opération de déccrtiquage,
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il suffit d'une quantité d'eau telle que la masse de grains se trouvant dans le réservoir d'agitation n'est pas entièrement couverte par 1 eau. Déjà pendant 1 addition de l'eau, les agi- tateurs peuvent être mis en marche. Sous leur action on pro- duit d'une part un fort frottement réciproque des grains de céréales.
En outre, les organes de battage 2, 2a exercent en particulier aussi une action de frottement sur les grains.Par l'action des dispositifs de battage et aussi des ailettes d'agitation 3 qui remettent en mouvement les grains se dépo¯ sant au fond du récipient, on obtient un tourbillonnement é- nergique tel des grains que d'une part il se produit un net- toyage à fond avec détachement des particules de saletés ad- hérant encore aux grains et d'autre part un ramollissement et un détachement partiel des enveloppes extérieures par rap- port aux noyaux
Après une durée de traitement de quelques minutes (15 à 20 au maximum)) le ramollissement des écorces est achevé de sorte qu'alors la séparation d'une partie des éc@@ces de la masse de noyaux peut être entreprise.
Cette séparatbn se fait par soufflage d'air dans la chambre en-dessous du fond de tamisage 4 à l'aide de la soufflerie 12. Le soufflage se fait avantageusement après qu'au préalable l'eau de mouilla- ge a été évacuée et remplacée par de l'eau froide qui peut être amenée par un tuyau désigné par c à la fig. 1 et débou- chant du bas dans le récipient 1. Sous l'effet de l'air qui s'élève dans le récipient 1 et qui produit un bouillonne- ment intense de la masse de grains dans l'eau environnante, les enveloppes détachées des noyaux viennent flotter à la surface et sont balayées par-dessus le bord du récipient de sorte qu'elles parviennent dans la rigole 16 entourant le bord, rigole d'où elles sortent par le bec 17.
Alors se pro- duit le traitement décrit plus haut/!dans le vis sans fin 3 et dans le sécheur C.
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Apres que de cette manière une partie des enveloppes (en- viron la moitié) a été séparée, la masse restant dans le ré- cipient, qui consiste en des noyaux décortiqués et en des é¯ corces non entièrement séparées des noyaux, est traitée, après évacuation de l'eau de flottement, par le fait que la nasse parvient, éventuellement après un traitement intermédiaire dans la centrifuge E (fig. 1) dans le sécheur F où les noyaux sont séchés avec séparation simultanée des enveloppes res- tantes. Le séchage se fait avantageusement par de l'air chaude %'air de séchage qui est refoulé au moyen d'une soufflerie à travers le tambour de séchage, doit avoir une tapérature d'environ 85 .
A la place du dispositif de décortiquage décrit, on peut utiliser aussi un autre dispositif qui. permet de sépa- rer des noyaux les écàrces extérieures ou enveloppes consis- tant à peu près complètement en cellulose, en préservant au¯ tant que possible le noyau ainsi que les écorces mêmes- les autres appareils de l'installation décrite peuvent aussi ê- tre remplacés par d'autres produisant le même effet ou un effet analogue. L'appareil décortiqueur décrit a donné des résultats particulièrement bons au point de vue des effets indiqués. Il est important pour débarrasser le noyau aussi complètement que possible de l'enveloppe extérieure de trai- ter eomme on l'adécrit plus haut le grain décortiqué dans un sécheur dans lequel le grain en dessication ou déjà séché est soumis à un courant d'air intense.
Par le séchage, les enveloppes qui n'ont pas été séparées dans l'appareil A et qui, par suite de l'humidité sont collées aux noyaux, sont détachées de ceux-ci et séparées finalement des noyaux par le courant d'air de séchage. On parvient de cette manière à débarrasser les noyaux pour ainsi dire complètement de leurs écorces et à augmenter ainsi d'une/part la propreté de la
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farine obtenue au moyendes noyaux et à améliorer encore sa coloration, et d'autre part à augmenter la quantité des écor- ces séparées.
Ces écorces peuvent, à cause de leur grande pureté - elles contiennent 97% de cellulose pure = être employées avantageu- sement dans l'industrie de la cellulose, en particulier comme matière première pour la fabrication de cellulolde et de soie artificielle, etc. On obtient ainsi une nouvelle source de matière première d'importance extraordinaire qui est d'autant plus importante que le bois utilisé presque exclusivement dans l'industrie de la cellulose devient de plus en plus rare de sorte qu'on entrevoie déjà le tarissement de cette source de manière première.
Les écorces séchées peuvent aussi être employées avec avantage comme matière de renbourrage. Elles conviennent à cet effet à cause de la grande élasticité des écorces conservant essentiellement leur forme creuse suivant le nouveau procédé.,
La meilleure capacité de cuisson de la farine obtenue suivant le nouveau procédé a déjà été mentionnée. La farine et le produit de boulangerie fabriqué au moyen de celle¯ci se caractérise par un meilleur goût et un meilleur parfum ce qui doit être attribué d'après l'avis de l'inventeur, non seu- lement à la plus grande teneur en constituants précieux sous ce rapport des couches extérieures du noyau mais aussi à l'hu- mectation précédant le décortiquage, avec séchage ultérieur à température élevée.
L'avantage principal du nouveau procédé réside dans la durée de traitement extrêmement courte. Ce traite:nent comporte à partir du déversement du grain dans la cuve de décortiqua- tion à l'état humide jusqu'à la sortie du grain décortiqué prêt à l'expédition ou à l'emagasinement hors du sécheur, à peine troisqaarts d'heure . Elle est déterminée principalement par l'interruption de l'opération de décortiquage humide après une @
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très courte durée d'humectation et l'achèvement de la sépa- ration des écorces en même temps que le séchage.
On évite en même temps les inconvénients résultant du fort trempage, usuel jusqu'à présent, des céréales, inconvénients qui con- sistent en une influence nuisible sur la capacité de cuisson de la farine obtenue, d'une part, et consistent d'autre part en ce que le séchage des noyaux entièrement imbibés nécessi- te une grande dépense de travail de séchage et en ce que cer- tains sels nutritifs facilement solubles sont extraits des noyaux par lixiviation.