TCP / NER /3453
Ce guide a été préparé avec la collaboration de M. Alain Rioux, Consultant en technologie alimentaire
ORGANISATION DES NATIONS UNIES POUR L'ALIMENTATION ET L'AGRICULTURE
ROME, 1995
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(c) FAO 1995
Les prévalences élevées des différents types de malnutrition en particulier, de la carence en vitamine A sont courantes au Niger. La carence en vitamine A est l'un des problèmes de l'arrondissement de Bouza. Certains aliments, en raison de leur richesse en vitamine A ou en ses éléments précurseurs, sont connus pour leur rôle dans la prévention et la lune contre l'avitaminose A.
La FAO et le Gouvernement du Niger ont décidé de meure leurs efforts en commun pour lutter contre la malnutrition et contre la carence en vitamine A dans cet arrondisement et de concentrer leurs efforts sur la promotion et la consommation des aliments locaux riches en vitamine A ou en ses précurseurs. Mais la disponibilité de ces aliments, et, en particulier, des aliments végétaux est sujette à de fortes variations saisonnières. Pour réduire ces variations, on doit procéder à la conservation et la transformation des légumes, des fruits et des feuilles et recourir au séchage solaire.
La FAO a recruté un consultant international chargé d'analyser la possibilité de monter des séchoirs solaires et d'en définir les prototypes, de former des maçons et autres intervenants et de préparer le document. Celui-ci apporte des informations générales et scientifiques sur les principes du séchage solaire; ce document constitute aussi un manuel pratique de fabrication de séchoirs solaires, et aussi de préparation et de séchage des légumes, des fruits et des feuilles.
Ce manuel s'addresse aux agents de terrain de l'agriculture, de la santé, et aux instituteurs ainsi que tous ceux qui sont intéressés par la conservation des fruits, des légumes et des feuilles.
Nous espérons que ce manuel facilitera le travail de ces agents au contact des populations dans leur lune contre l'avitaminose A, et donc pour l'amélioration de leur état de santé et de nutrition. Il est envisagé de pouvoir compléter cet effort par la réalisation de feuillets simples sur les mêmes thèmes à l'intention des ménages eux-mêmes.
Ce manuel vise à assurer un support technique aux agents de santé et aux vulgarisateurs agricoles d'Afrique et d'ailleurs pour l'acquisition de connaissances théoriques et pratiques sur une technologie des plus appropriées pour les régions sahéliennes et subsahéliennes: ''Le séchage solaire amélioré des denrées végétales".
Les familles africaines de ces régions sèchent au soleil plusieurs denrées afin d'en prolonger la conservation. Par contre elles ne connaissent pas les techniques améliorées de séchage solaire pour déshydrater adéquatement les denrées végétales riches en vitamines telles les fruits, les légumes et les feuilles. La constitution de réserves de fruits, de légumes et de feuilles séchées peut contribuer à équilibrer l'état nutritionnel de la famille et cela spécialement en saison de soudure où les carences vitaminiques sont les plus élevées.
Ce manuel permettra aux futurs promoteurs de cette technologie de la maîtriser suffisamment et de se révéler capable de l'adapter de manière créative dans différents contextes auxquels ils seront confrontés. Ce manuel est structuré de manière à ce que son usager puisse faire évoluer le séchage traditionnel vers différents niveaux technologiques adaptés aux besoins domestiques des agriculteurs.
Ce manuel met en évidence que le niveau technique de séchage traditionnel peut évoluer simplement en utilisant différemment les outils qui le définissent, en construisant des outils innovateurs à partir d'intrants locaux et en apprenant de nouvelles techniques alimentaires.
Il s'agit là d'une technique simple à utiliser et à la portée immédiate de la famille rurale pour résoudre un problème vieux comme le monde: Comment se nourrir bien soi-même tout au long de l'année en maintenant un état nutritionnel adéquat.
Il s'agit là d'une technologie déjà pratiqué par les agriculteurs à un certain niveau technologique: le séchage au soleil des grains, des feuilles et de la viande. C'est une technique non dépendante d'intrants extérieurs et qui utilise des énergies et des intrants renouvelables.
C'est un travail agricole qui consomme peu d'efforts physiques et qui valorise bien le labeur manuel. Il le valorise en ce qu'il procure beaucoup plus de denrées et de capital mobilisable par calorie dépensée par rapport aux autres travaux de l'agriculteur.
Le présent chapitre vous permettra de vous familiariser avec:
1. Les principes physiques qui régissent le séchage solaire des denrées
2. De comprendre les limitations du mode d'utilisation traditionnel de ces principes.
3. D'apprendre des modes nouveaux d'utilisation de ces principes de manière à faire évoluer le séchage solaire traditionnel vers une meilleure qualité de denrées séchées et une plus grande diversité. Ce n'est que par l'optimalisation de l'usage de ces principes physiques et d'autres modes de conditionnement alimentaire (voir chapitre 2) que vous pourrez déshydrater et conserver des fruits et des légumes qu'il serait impossible de sécher avec la méthode traditionnelle.
1.1 DEPLACEMENT OU TRANSFERT DE LA CHALEUR:
La chaleur est une forme d'énergie qui peut bouger d'un objet plus chaud à un objet moins chaud de trois façons.
1.1.1 LA CONDUCTION
La chaleur bouge d'un corps solide chaud à un autre moins chaud qui le touche.
1.1.2 LA CONVECTION
Un corps fluide (eau, liquide, air) en se réchauffant se dilate, causant ainsi les couches fluides plus chaudes à transporter la chaleur à d'autres niveaux du fluide. Les couches chaudes occupant 1 espace le plus haut dans un volume donné.
1 .1.3 LA RADIATION
C'est le mode de transport de la chaleur du soleil à la terre. Le spectre de radiation calorifique du soleil bouge à travers l'espace et est finalement absorbé en quantité variable par tous les corps solides et liquides présents sur terre.
1.2 ABSORPTION DE LA CHALEUR
La quantité d'énergie calorifique que peut absorber un matériel sur terre dépend de plusieurs facteurs. Pour les besoins du séchage solaire il est pratique d'en connaître deux ou trois:
1.2.1 LA COULEUR DES MATERIAUX
Les objets de couleur noire absorbent beaucoup plus de radiations calorifiques que les objets pâles. Les objets pâles réfléchissent la majorité de la chaleur et de la lumière qui les frappe.
EXPERIENCE:
Exposez une grosse pierre noire et une blanche pendant une heure au soleil et faite les toucher par les stagiaires. Une tôle peinte en noir et une non peinte peuvent aussi être utilisées.
1.2.2 L'INCLINAISON D'UNE SURFACE PAR RAPPORT AU RAYONNEMENT
CALORIFIQUE
Un objet se réchauffera plus vite et sera plus chaud s'il reçoit perpendiculairement le rayonnement solaire.
EXPERIENCE:
Alors que le soleil est au zénith (point le plus haut par rapport à l'horizon) placer. pour une période d'une heure une tôle noire sur une surface horizontale et une tôle noire inclinée à 60 degrés par rapport à l'horizontale. Mesurer à l'aide d'un thermomètre ou avec la paume de la main l'écart de température.
1.2.3 LA DENSITE D'UN MATERIEL
Une roche dense noire contenant du fer se réchauffera plus qu'une roche noire contenant des minéraux moins denses.
Pour optimaliser l'absorption d'énergie solaire sur un objet on choisira un objet dense de couleur très foncée dont la plus grande surface sera exposée, le plus longtemps possible, à angle droit avec le soleil.
1.3 EVAPORATION
L'eau contenue dans les aliments exposés au soleil est réchauffée et passe de l'état liquide à l'état gazeux de vapeur d'eau. Cette vapeur d'eau s'échappe par les pores des aliments. La vitesse d'évaporation est fonction entre autres de:
1.3.1 LA TEMPERATURE
Au fur et à mesure que les différentes couches de tissus des aliments se réchauffent elles transmettent progressivement leur chaleur aux zones internes des aliments et à l'eau qui s'y trouve. L'eau passe progressivement à l'état de vapeur d'eau et migre vers l'extérieur des aliments par les pores. Plus la température de la denrée sera chaude plus vite elle s'évaporera.
EXPERIENCE:
Deux vases d'eau de même dimension exposés au soleil et à l'ombre vers midi. Prendre des mesures de volumes d'eau restant vers 16.00 hres.
1.3.2 LA SURFACE
Plus il y a de surfaces des denrées exposées à l'air ambiant plus elles sécheront vite puisqu'il y a plus de pores par où l'eau peut s'échapper et parce qu'il y a un volume d'air plus important qui se charge d'absorber l'eau par unité de temps. Les grains ont une porosité uniformément répartie sur leur pourtour. Plus il y aura de pores exposés à l'air ambiant plus vite l'eau sortira des denrées.
EXPERIENCE:
Un litre d'eau est versé dans deux contenants offrant à l'air libre une différence de surface de 50%. Ces deux contenants sont ensuite exposés au soleil. Les stagiaires prennent des mesures du niveau toutes les deux heures.
1.3.3 LA CAPACITE DE L'AIR AMBIANT A ABSORBER LA VAPEUR D'EAU
La quantité de vapeur d'eau qu'un volume donné d'air peut retenir est fonction de la de l'air. Pour chaque 10°C d'augmentation de la température de l'air la capacité d'un volume donné d'air a pouvoir absorber la vapeur d'eau double.
En certaines saisons de l'année. dans certains déserts, la température diminue à environ 5°C. pendant la nuit et la vapeur d'eau se dépose sur les plantes et le sable. A cette température. l'air du désert ne peu plus contenir la vapeur d'eau qu'elle contenait le jour et le surplus passe à l'état liquide. Au lever du soleil, et au fur et à mesure que celui-ci réchauffe l'air. la rosée passe à l'état de vapeur d'eau que l'air peu maintenant absorber.
EXPERIENCE:
Deux contenants de même volume et fermés sont placés respectivement au soleil et au congélateur pendant deux heures. Les deux sont mis sur une table au même moment. On insère très rapidement dans chacun d'eux un verre rempli d'eau très chaude. On referme bien les couvercles et on observe, dans le contenant où l'air est froid, la vapeur d'eau se forme assez rapidement. Dans l'autre, peu ou pas de condensation se formera.
1.3.4 LE DEPLACEMENT DE L'AIR AMBIANT PRES DE L'EAU A EVAPORER
Les couches d'air qui absorbent de la vapeur d'eau dans l'environnement immédiat des denrées humides atteignent une humidité relativement plus élevée que les couches éloignées. S'il y a du vent ces couches d'air bougeront et seront remplacées par des couches d'air plus sec. L'évaporation sera moins rapide si le même air stagne près des denrées trop longtemps.
Pour faciliter la compréhension on peut comparer l'air à une multitudes de longues et minces surfaces de papiers absorbants superposées les unes au dessus des autres. En contact immédiat avec la vapeur d'eau au dessus d'un plan d'eau les surfaces proches du plan d'eau atteignent la saturation assez vite et si ces surfaces ne se déplacent pas. de manière à exposer des surfaces plus sèches. Ia vapeur d'eau ne sera absorbée que très lentement.
1.3.5 LE POURCENTAGE DE L'EAU LIBRE ET DE L'EAU LIEE DANS LES ALIMENTS
En tranchant un fruit, un légume ou de la viande, vous libérez de l'eau des cellules brisées et de l'eau des espaces intercellulaires. Cette eau se comporte comme de l'eau exposée à l'air ambiant. Elle s'évapore en tenant compte des facteurs précédemment décrits. Dans un aliment il y a aussi de l'eau qui est liée et qui ne se retire pas des aliment aussi facilement que l'eau capillaire libre. Pour libérer cette eau liée il faut élever la température interne des denrées à sécher.
Lorsque vous pensez que les vulgarisateurs ont bien compris ces principes invitez-les à réfléchir sur l'opération de séchage traditionnel des grains et de la viande . Demandez-leur de décrire les principes physiques qui permettent l'évaporation de l'eau. Pour ce faire vous invitez les vulgarisateurs à participer ou assister à une opération de séchage des grains ou de la viande. Pendant la session vous décrivez comment les principes appris agissent.
La température de l'eau à l'intérieur des denrées est augmentée par l'action du rayonnement calorifique solaire direct et parfois par le transport de la chaleur par conduction d'une surface dure où sont étendues les denrées. Plus une denrée est foncée plus elle absorbera de chaleur et plus vite l'eau en sortira. La hausse de température à l'intérieur des denrées provoque une élévation de la pression de vapeur d'eau dans les tissus forçant ainsi la sortie de l'eau des cellules sous forme de vapeur d'eau. Cette vapeur d'eau s'élève par convention naturelle et elle est absorbée par l'air ambiant d'autant plus efficacement que celui-ci est chaud, sec et se déplace bien en surface des denrées.
Dans plusieurs pays d'Afrique sahélienne, le séchage solaire traditionnel consiste à exposer directement aux radiations solaires des grains, des feuilles, de la viande ou du poisson sur une surface dure et généralement horizontale pendant quelques jours. L'agriculteur étend les denrées en début de journée. Il les mélange deux ou trois fois par jour. Il les protège de la pluie et des voleurs. Il les entrepose sous un abri le soir afin d'éviter qu'elles se réhydratent en contact avec la rosée. Il utilise des repères tactiles pour juger d'un bon niveau de déshydratation et il entrepose finalement les denrées dans différents types de contenants et de greniers.
Le séchage traditionnel au soleil utilise donc une combinaison d'expositions variables au soleil et à l'air chaud et relativement sec (50%) ainsi que des efforts physiques pour étendre, mélanger, protéger et ensacher les denrées.
Invitez maintenant les vulgarisateurs à observer ce qui limite une action optimum de chacun des principes étudiés et d'identifier les désavantages:
3.1 PAR RAPPORT AUX PRINCIPES PHYSIQUES
Les pores des aliments sont partiellement exposés à l'air ambiant La vapeur d'eau s'échappe par les pores qui ne sont pas en contact avec la surface de séchage. C'est d'ailleurs pourquoi les grains sont brassés et les aliments retournés.
- La surface sur laquelle reposent les aliments n'est pas suffisamment inclinée pour absorber un maximum de radiations calorifiques.
La conduction n'est pas optimalisée.
- En saison des pluies l'air est trop humide ou ne circule pas suffisamment au niveau des denrées. Le séchage est trop long et les grains sèchent irrégulièrement.
- La surface de séchage est ombragée trop longtemps entre 11.00 et 15.00 heures.
3.2 PAR RAPPORT AUX MANIPULATIONS
- Lors du brassage et du ramassage fréquent des grains un certain pourcentage d'entre eux subit des pertes par éraflure et écrasement sur des surfaces en ciment.
- La qualité des poissons et des viandes peut être affectée par des saletés, des insectes, de la poussière et la pluie
- La fréquence journalière de manipulations est assez élevée.
3.3 PAR RAPPORT A IA QUALITE NUTRITIONNELLE.
-Le rayonnement ultra-violet détériore à des niveaux variables les vitamines, les protéines et la couleur des denrées
- On ne peut sécher efficacement les fruits et les légumes de cette manière. Le temps de séchage étant trop long (plus de 2 jours) l'oxydation affecte la couleur, la saveur, la qualité nutritive et la flore bactérienne et fongique peut s'y reproduire abondamment.
Invitez maintenant les vulgarisateurs à réfléchir sur d'autres manières d'utiliser les principes physiques étudiés de façon à optimaliser le séchage solaire domestique traditionnel. Vous les invitez en quelque sorte à inventer de nouveaux niveaux technologiques. Laissez-leur amplement de temps pour cet exercice. Ils seront d'autant plus motivés à persuader les agriculteurs d'adopter de nouvelles techniques qu'ils auront eux-mêmes trouver des façons d'améliorer l'ancien niveau technique.
Invitez-les à prendre en considération le type de matériaux à utiliser, la simplicité de construction et la disponibilité des matériaux. La nouvelle technique doit être la moins dispendieuse possible, doit utiliser des matériaux locaux et des équipements construits et entretenus par eux ou par des artisans.
Voici quatre niveaux technologiques faciles à mettre en place pour améliorer le séchage traditionnel. Le quatrième niveau est le plus adapté au séchage domestique des viandes. des fruits et des légumes. Il est décrit en détail au chapitre 111.11 pourra être utilisé pour les grains si l'on a les moyens de construire de grandes surfaces de la manière décrite.
4.1 AMELIORATION DES SURFACES DE SECHAGE ET DE IA MANIPULATION DES DENREES SUR CELLES-CI.
Si l'on choisit des surfaces de séchage (ou si on les fabrique) orientées plein sud ou légèrement vers l'ouest et inclinée de 20° par rapport à l'horizontale les grains ou les viandes que l'on y déposera accumuleront plus de chaleur et l'eau s'en évaporera plus rapidement.
- Si l'on fabrique de telles surfaces dans un endroit bien exposé au vent les denrées y sécheront plus vite.
- Si l'on utilise des matériaux noirs ou si l'on noircit ces surfaces elles transmettront plus de chaleur aux denrées.
- Si l'on prévoit deux fois la surface requise, à chaque brassage des grains ceux-ci seront déplacés sur la section qui aura été entre-temps chauffée par le soleil. Ainsi plus de chaleur migrera par conduction de la surface de séchage vers l'intérieur des grains.
4.2 SURFACES DE SECHAGE AJOUREES ELEVEES DU SOI (Voir figure 1)
Il s'agit de cadres en bois rectangulaire de 10 cm de profondeur et de dimension maximum de 2,1 mètres par I mètre. Un grillage métallique ou plastifié est fixé sur le cadre en bois sur un seul côté. Ces cadres sont ensuite placés sur des supports horizontaux fixés au dessus de poteaux verticaux. Cette charpente est construite de manière à ce que les cadres soient inclinés de 20° d'angle par rapport à l'horizontale lorsqu'ils reposent sur les travers horizontaux et que cette inclinaison fasse face au sud.
Ce niveau technique permet d'améliorer le séchage solaire de plusieurs façons:
- L'eau peut s'évaporer librement en haut et sous le cadre. Moins de brassage est nécessaire si l'on dispose des grains dans ces claies de séchage.
- L'air absorbe plus de vapeur d'eau par unité de temps puisque l'air est en contact avec plus de surfaces des denrées. L'air ne passe qu'au dessus des denrées lorsque celles-ci sont déposées sur une surface non ajourée.
- Il est plus facile et rapide de ranger des claies remplies de denrées que des denrées disposées sur le sol. Le rangement se fait aussi avec moins de bris par écrasement et moins de souillures.
- Ce système assure une meilleure protection contre les prédateurs.
- Le brassage des grains est plus facile. On n'a qu'à secouer les cadres de haut en bas ou de gauche à droite.
4.3 CLAIES DE SECHAGE RECOUVERTES D'UNE TOLE NOIRE (Voir figure 2)
Il s'agit pour ce niveau technique de simplement recouvrir les claies de séchage d'une vieille tôle noire perforée à une extrémité d'un trou de 8. x 8cm . On s'assurera de placer la tôle de manière à ce que le trou soit au point le plus élevé de la claie. (Fig. 2)
L'air pénètre par le dessous de la claie. La tôle exposée au soleil ardent devient très chaude et par conduction cette chaleur est transmise à la colonne d'air sous la tôle. Cette colonne d'air transmet ensuite la chaleur aux denrées qui lui restituent en échange de la vapeur d'eau. Lentement l'air humide sortira par le trou de la tôle qui agit un peu comme une cheminée. Le surplus de chaleur obtenu par ce système permettra de sécher la banane fruit et légume, le cocotier, le piment fort et la tomate sans que ceux-ci noircissent et ne perdent trop de vitamines au contact du rayonnement ultra-violet.
4.4 CLAIES DE SECHAGE INTRODUITES DANS UNE ENCEINTE FERMEE ET VENTILEE PAR CONVECTION NATURELLE (Voir figure 3)
Les claies de séchage sont introduites dans une enceinte rectangulaire fermée sur tous les côtés, ouverte partiellement à la base et recouverte de fenêtres plastifiées. Ce type de séchoir est décrit au chapitre 111.
Dans ce type de séchoir le rayonnement solaire passe par le plastique transparent et est absorbé par les surfaces intérieures et les denrées. Une partie de ce rayonnement solaire est réfléchi mais ne peut pas s'échapper directement par le plastique transparent. Il devient rayonnement calorifique (chaleur) prisonnier dans l'enceinte.
Au fur et à mesure que le rayonnement solaire pénètre dans le séchoir. la chaleur augmente. La température intérieure s'élève jusqu'à un degré maximum qui dépend en partie de la nature isolante des matériaux utilisés et de l'ouverture des fenêtres plastifiées. Une partie de la chaleur du séchoir s'échappe par conduction au contact de l'air extérieur avec le plastique chaud.
La température de l'air augmentant celui-ci se dilate, s'élève et finit par sortir par les espaces crées par l'ouverture des fenêtres plastifiées (mouvement de l'air chaud vers le haut). Le mouvement de l'air chaud vers le haut crée un vide partiel qui induit l'air frais à pénétrer par les ouvertures à la base du séchoir. En se mouvant ainsi du bas vers le haut, l'air chaud absorbe, à son passage près des surfaces poreuses des denrées, les vapeurs d'eau qui s'en échappent.
Cette technique permet à l'air de chauffer les denrées à une température plus élevée (50°C à 80°C). L'eau liée en sort plus vite.
Si le séchage solaire amélioré nécessite l'acquisition d'outils améliorés de séchage il nécessite aussi l'acquisition d'un savoir- faire le choix des denrées, la préparation des denrées, les traitements de préséchage, le séchage au séchoir solaire, I'identification du bon degré de siccité des denrées, le conditionnement, l'emballage et la conservation des denrées séchées.
La technique de séchage solaire améliorée des fruits, des feuilles et des légumes n'est pas difficile mais ses règles, bien que simples, doivent cependant être suivies à la lettre. Prendre des raccourcis peut mener à l'obtention d'un produit dangereux. instable ou peu appétissant et à valeur nutritive diminuée.
Sécher à la maison des aliments est agréable et peut rapporter un peu d'argent. C'est un excellent moyen de conserver les surplus des récoltes saisonnières en prévision des saisons sèches froides et chaudes où il y a souvent pénurie.
Toutes les denrées végétales se conservent plus longtemps séchées que fraîches. Voici une liste d'aliments que l'on pourra conserver séchés pendant trois (3) à neuf (9) mois:
- Amarante - Papaye - Courge - Carottes - Igname jaune - Goyave Banane Plantain - Choux - Patate douce - Mangue - Cantaloupes Tamarin - Piment fort - Cocotier Tomates - Manioc - Feuilles vertes (séné, corète, Baobab, jutes. oseille, moringa)
PRUDENCE:
Il est important que le plus de propreté possible soit maintenue à chacune des étapes de l'amont et de l'aval du séchage solaire des denrées végétales. Il faut cueillir, préparer, sécher et conserver hygiéniquement sinon la poussière' les animaux et les insectes pourraient transporter des bactéries nuisibles à une bonne conservation des aliments et nuisibles dans certains cas pour la santé des consommateurs.
AFIN D'EVITER LA POLLUTlON BACTERIENNE DES DENREES A SECHER, IL SERAIT UTILE DE SUIVRE LES RECOMMANDATIONS SUIVANTES:
- Bien se laver les mains avec de l'eau potable savonneuse avant de manipuler les denrées. Pendant une journée consacrée au séchage les usagers devraient se laver les mains à plusieurs reprises.
- Bien nettoyer le matériel de coupe et les ustensiles avant chaque séance de séchage.
- Laver les denrées minutieusement avec une brosse et une eau non contaminée par des substances chimiques et préalablement bouillie pendant 20 minutes.
- Avant chacune des séances de séchage laver les claies de séchage.
- Empaqueter les denrées séchées dans des récipients bien secs, préalablement nettoyés à l'eau potable bouillante et savonneuse et fermer hermétiquement les contenants.
