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D - Stockage

I - TYPES DE STOCKAGE

1. Stockage traditionnel

Nous avons vu qu'au niveau villageois, le maïs est généralement stocké en épis en spathes dans des greniers aérés qui permettent une finition du séchage par ventilation naturelle; ce type de stockage est précédé d'un préséchage naturel du produit au champ.

L'utilisation du crib, à la fois structure de séchage et de stockage, permet d'améliorer ces techniques villageoises (voir chapitre IV).

Poids spécifique du mais stocké: maïs épis nus: 450 kg/m³.

2. Stockage en sacs

Au niveau des centres de commercialisation, le mais est le plus souvent stocké en sacs.

Son volume spécifique moyen est alors de 1,8 m³/t.

L'humidité de sauvegarde recommandée pour un stockage de longue durée est de 12 % - 13 %.

3. Stockage en vrac

C'est le mode principal de stockage dans les pays industrialisés. Il commence à se développer dans les zones tropicales notamment au niveau des ports, des industries de transformation, des grands centres de collecte.

Le poids spécifique du maïs-grain stocké en vrac est de: 700-750 kg/m³.

Angle du talus naturel à 12 %

28°

Angle de repos:

vidange-écoulement

27°

remplissage

16°

Les différentes structures de stockage sont largement décrites au chapitre VI.

II - MANUTENTION

Les appareils de manutention sont ceux employés classiquement pour les céréales et décrits au chapitre VI.

Cependant, certaines précautions doivent être prises, car le mais est un produit plus fragile que les autres céréales (blé). Il faut donc

- limiter la vitesse des appareils de manutention,
- alimenter les élévateurs à godets de préférence sur le brin descendant,
- éviter les fortes inclinaisons des vis et choisir un jeu suffisant entre la vis et le tube,
- éviter l'emploi des transporteurs pneumatiques qui risquent d'entraîner des taux de brisures importants,
- limiter les hauteurs de chute (au-dessus de 10 In, les taux de casse deviennent importants) et éviter les impacts directs sur le béton ou l'acier,
- éviter les manipulations répétées.

III - ENNEMIS DES STOCKS

Nous avons vu précédemment qu'il était essentiel de bien sécher le produit avant le stockage (H < 13 %) pour éviter d'une part une perte de matière sèche par respiration et, d'autre part, un développement des micro-organismes. Cependant, dans les zones où l'on dispose de températures fraîches, il est possible de conserver le mais en attente de séchage en lui appliquant une ventilation de maintien dont le débit spécifique est fonction de l'humidité du grain et de la température de l'air.

DÉBITS SPÉCIFIQUES EN VENTILATION DE MAINTIEN (données CEMAGREF) - (unité m³/h/m³ de mais)

 

Humidité du grain (MH)

Température de l'air

35 %

31 %

27 %

25 %

23 %

21 %

19 %

16 %

15° C

190

128

84

10

42

25

18

4,5

20° C

313

212

149

139

69

43

30

7,5

Lorsque le mais est sec, les principaux risques auxquels sont soumis les stocks sont les attaques de rongeurs et surtout d'insectes.

Les principaux ravageurs des maïs stockés sont Sitophilus oryzae (charançon) et Sitotroga cerealella (alucite). Nous présentons au chapitre IV un exemple de traitement des cribs. Rappelons que si dans certains cas, les spathes assurent une protection naturelle des épis contre les insectes, il est le plus souvent préférable de despather pour que l'insecticide soit directement en contact avec le grain, le protégeant ainsi plus efficacement.

Pour le traitement du maïs stocké en sacs et en vrac le lecteur se reportera au chapitre VII.

Fiche N° 2 - Riz

A - Généralités
B - Conservation
C - Séchage
D - Stockage

 

A - Généralités

Le riz est la troisième céréale cultivée dans le monde avec une production totale d'environ 414 millions de tonnes et la première céréale cultivée dans les pays en développement.

La Chine et l'Inde représentent à elles seules 55 % de la production mondiale.

Riz

Production (millions de tonnes)

Superficie récoltée (millions d'hectares)

Rendement moyen (t)

Monde

414

145

2,8

Asie

376

129

2,9

(dont Chine

(146)

(34,5)

(4,2)

Inde)

(82)

(40)

(2)

Amérique du Sud

13

7,5

1,7

Amérique du Nord

11

2,3

4,7

Afrique

8,5

4,9

1,7


Le riz est essentiellement destiné à l'alimentation humaine.

On distingue:

- le riz paddy

: grain (caryopse) encore entouré de ses enveloppes (glumes et glumelles) qui est obtenu après battage des panicules;

- le riz cargo

: grain débarrassé de ses enveloppes (ou «balles») par le décorticage;

- le riz blanchi

: grain obtenu après l'opération de blanchiment qui consiste à éliminer le germe et les téguments;

A l'usinage, 100 kg de paddy donnent environ 70 kg de riz, 10 kg de son et farine et 20 kg de balles.

La composition moyenne du riz est la suivante:

 

Riz PADDY

Riz CARGO

Eau

13 %

12 %

Glucides

73,1 %

75,5 %

Lipides

2,1 %

1,3 %

Protides

8,2 %

10 %

Matières minérales

3,6 %

1,2 %

Fig. 264: Coupe d'un grain de riz.

B - Conservation

La courbe de la figure 265 montre l'évolution de l'intensité de la respiration (et corrélativement du dégagement de chaleur) du paddy à différentes humidités. Aux basses humidités, la respiration reste faible et généralement inférieure à celle des autres céréales: blé, sorgho, mais (cf. chapitre I, fig. 4).

Fig. 265: Intensité de la respiration du grain de paddy en fonction de l'humidité du grain (à 37,8° C).

C - Séchage

A la différence des autres céréales, le riz n'est pas consommé sous forme de farine ou de semoule, mais en grains décortiqués. Il importe donc qu'un maximum de précautions soient prises lors du séchage pour éviter le clivage des grains qui déprécie la récolte.

I - COURBE D'ÉQUILIBRE AIR-RIZ

Fig. 266: Courbe d'équilibre air-riz. L'humidité maximum du paddy pour le stockage est de: 14 %.

II - SÉCHAGE NATUREL

1. Séchage en Panicules

Le séchage du riz en panicules est directement lié aux conditions climatiques régionales pendant la récolte. Il est important de ne pas laisser les panicules en contact avec le sol humide de la rizière et de ne pas les exposer directement au soleil pour éviter un séchage trop rapide, qui provoque le clivage des grains.

Il est recommandé:

- lorsque l'on dispose de bâtiments suffisamment vastes, de sécher les bottes de panicules à l'ombre,
- lorsque le séchage à l'extérieur est inévitable, de protéger les moyettes ou les meules de l'ensoleillement direct, soit avec une botte renversée formant chapeau, soit avec de la paille.

Les moyettes sont constituées d'une quinzaine de gerbes appuyées sur quelques gerbes centrales. Le séchage peut durer de 4 à 8 jours suivant les conditions climatiques et l'humidité à la récolte.

Un autre système de séchage en panicules est le «perroquet» (Fig. 267). Il est constitué d'une perche reposant sur des piquets de 60 cm de haut. De part et d'autre de cette perche centrale, on vient appuyer les gerbes. Pour éviter l'insolation directe, le haut des gerbes est recouvert par d'autres gerbes ou par de la paille. Le séchage en perroquet, généralement situé près de l'aire de battage, est régulier et dure une dizaine de jours.

Le séchage avant battage a une influence directe sur le rendement en grain entier comme l'illustrent les résultats suivants:

Fig. 267: Séchage de panicules de riz sur perroquet.

 

Rendement en grains entiers

Séchage sur le sol sans abri

15%

Séchage en moyettes le jour de la coupe

43%

Séchage en perroquet le jour de la coupe

44%

Battage immédiat et séchage du paddy

54%

2. Séchage naturel après battage

Pour éviter les inconvénients dus au séchage des panicules en moyettes ou perroquet, il est possible de battre immédiatement après la récolte. Dans le cas d'une mécanisation poussée (emploi de moissonneuse-batteuse) ces deux opérations sont d'ailleurs simultanées. On obtient alors un grain à 20 % - 25 % d'humidité qu'il est nécessaire de sécher à 14 % pour le stockage. Lorsque les conditions climatiques le permettent, le séchage naturel est encore largement utilisé pour abaisser l'humidité du paddy jusqu'au taux de sauvegarde.

Le paddy est mis à sécher sur des aires en terre battue, en ciment ou sur des nattes. L'expérience a montré que le séchage à l'ombre en couche mince (5 à 20 cm) permettait d'obtenir les meilleurs résultats, mais il exige des surfaces couvertes importantes et est plus lent que l'exposition directe au soleil.

Dans la pratique du séchage au soleil, il est conseillé d'étendre le paddy en couche mince (10-12 cm) et de le pelleter fréquemment (5 fois par jour) pour éviter que les grains n'atteignent des températures excessives (50° C, voire plus). Les alternances séchage-réhumidification favorisant le clivage des grains, il convient de prévoir une protection contre les pluies et les condensations nocturnes.

Remarque: La période de récolte n'est évidemment pas indifférente, il faut, dans la mesure du possible, récolter à maturité et même légèrement avant. Une surmaturité entraîne, notamment en zones sèches, des taux de brisures plus importants et des pertes par égrenage au moment de la récolte.

Maintenant, l'introduction de nouvelles variétés, le développement de l'irrigation, et les possibilités des doubles cultures, conduisent souvent à récolter pendant les périodes pluvieuses. Le séchage artificiel devient alors indispensable.

III - SÉCHAGE ARTIFICIEL

On distingue deux méthodes de séchage artificiel du riz:

- le séchage lent à l'air ambiant ou légèrement réchauffé,
- le séchage rapide à l'air chaud.

1. Ventilation à l'air ambiant ou légèrement réchauffé

Pour bien mener une ventilation séchante, il faut connaître:

- l'humidité du riz et l'humidité relative de l'air de ventilation,

- la courbe d'équilibre air-riz pour déterminer, en fonction de l'humidité du riz et de l'humidité relative de l'air insufflé, s'il y aura séchage effectif et jusqu'à quel taux d'humidité (cf. Fig. 266).

- la perte de charge dans le riz pour déterminer, en fonction du ventilateur utilisé et de l'épaisseur de grain à sécher, quel sera le débit réel du ventilateur (cf. Fig. 278),

- le diagramme de l'air humide pour déterminer la quantité d'eau enlevée par l'air.

a) Types d'installations

Différents types d'installations de ventilation peuvent être employés, à savoir:

- cellules carrées ou circulaires équipées de gaines ou d'un faux fond perforé,
- magasins équipés de gaines,
- cellules circulaires avec cheminée centrale,
- etc.

b) Conduite du séchage

Le cas le plus fréquent est le séchage en cellule à faux fond perforé.

On recommande généralement de travailler sur une couche de paddy de 2,5 m de hauteur au maximum et de lui appliquer une ventilation de 135 m³ d'air/h/m³ de paddy.

Le paddy est ventilé en permanence jusqu'à ce que l'humidité de la couche supérieure atteigne 16 % sans se préoccuper de l'humidité relative de l'air. Si toutefois l'hygrométrie demeure trop élevée (90 0/9 et plus) en permanence, il est préférable d'arrêter la ventilation et de ne la faire fonctionner que pendant quelques heures par jour pour évacuer la chaleur dégagée par le produit humide.

Lorsque le paddy atteint 16 %, il ne faut ventiler qu'avec de l'air à 75 % d'humidité relative au maximum pour sécher jusqu'à l'humidité de sauvegarde (14 %).

Cette méthode permet un séchage de 0,5 à 1,1 % par jour dans des conditions moyennes,

Le séchage par ventilation à l'air ambiant est un procédé économique très intéressant dans les zones où la période après récolte est sèche.

On conçoit aisément sa difficulté d'application dans les régions où l'humidité relative de l'air est très élevée. Pour y remédier, il est possible d'abaisser l'humidité relative en utilisant un petit générateur d'air chaud qui relève de 4 à 5° C la température de l'air et réduit son hygrométrie: le séchage doit alors être conduit avec précaution pour éviter deux risques:

• la dégradation microbiologique du produit humide d'une part,

• le surséchage des couches proches des entrées d'air qui se traduit par un moins bon rendement d'usinage d'autre part (taux de brisures élevé).

Cette technique de séchage lent fait l'objet d'un important programme de mise au point dans les conditions climatiques humides du Sud-Est asiatique (Malaisie) où elle est utilisée en séchage lent de complément de 18 % à 14 % après un séchage rapide de 25 % à 18 %.

2. Séchage à l'air chaud

Le séchage à l'air chaud permet d'abaisser rapidement l'humidité du paddy jusqu'à son taux de sauvegarde. Il est réalisé dans des séchoirs, c'est-à-dire avec de forts débits d'air chaud et sec.

a) Séchoirs statiques

Les séchoirs statiques, qu'ils soient horizontaux ou verticaux, fonctionnent généralement à une température inférieure à 40° C et permettent le séchage en 12 à 24 h.

Les séchoirs couramment utilisés sont les séchoirs cases qui sont décrits en détail au chapitre III.

Ils sont constitués d'une case horizontale à faux fond perforé (parfois incliné pour faciliter la vidange) à laquelle est accouplé un générateur d'air chaud.

La température de l'air de séchage est voisine de 40° C et le débit spécifique fourni par le ventilateur est de l'ordre de 2 000 m³/h/m³ de grain, l'épaisseur de la couche de grain étant de 30 à 50 cm.

Quelques exemples de séchoirs statiques à riz:

- cases de séchage à fond incliné (fig. 27, chapitre III),
- cases de séchage japonaises (fig. 269).

Il s'agit de cases à faux fond perforé présentant une surface de séchage de 3 à 6 ml et permettant de sécher des lots de 500 kg à 1500 kg de paddy. La vitesse de séchage est de 0,6 % à 0,8 % d'humidité par heure.

La case est équipée d'un brûleur consommant de 2 à 5 1 de fuel/h et d'un ventilateur actionné soit par moteur thermique, soit par moteur électrique.

L'élévation de température de l'air au-dessus de l'ambiance est de 5 à 15° C au maximum.

Ces séchoirs sont peu onéreux, mais exigent un minimum d'attention pour leur conduite et l'entretien du moteur. Ils sont très répandus dans les petites exploitations japonaises.

- cases de séchage de l'I.R.R.I.:

• Case horizontale type BD1 (cf. fig. 28, chapitre III)

Il s'agit de la version simplifiée du modèle japonais décrit précédemment; sa capacité est d'environ 1 tonne. Si possible, il est conseillé de jumeler deux cases afin de mieux rentabiliser le générateur d'air chaud pendant les périodes de chargement et de vidange des cases.

• Case verticale type BD2 (cf. fig. 271)

Cette cellule en bois se compose de 2 colonnes verticales de 46 cm d'épaisseur disposées de part et d'autre d'une chambre centrale d'arrivée d'air chaud. Les deux parois extérieures sont constituées de persiennes à éléments coulissants inclinés à 60° qui peuvent être retirés pour le chargement et la vidange. Les 20 cm supérieurs des parois intérieures sont pleins pour que l'air chaud traverse effectivement la couche supérieure du grain. L'avant et l'arrière du séchoir sont constitués d'une paroi pleine en contre-plaqué.

Les dimensions d'une colonne sont:

Longueur

: 2,45 m

 

Hauteur

: 1,55 m

volume 1,7 m³

Épaisseur

: 0,46 m

 

donc une capacité totale du séchoir de 2 t avec les 2 colonnes.

La température de l'air de séchage est de 43° C. Le débit spécifique de 1800 à 2 000 m³/h/m³ de grain.

Le générateur d'air chaud est un brûleur à pétrole. La consommation annoncée est de 1,5 l/h par le moteur et de 2,7 l/h par le brûleur.

La figure 272 représentant la vitesse de séchage illustre l'hétérogénéité du séchage. Cet écart, de l'ordre de 3 %, peut être réduit en maintenant le ventilateur en fonctionnement environ une heure après l'arrêt du brûleur.

• Cases de séchage de grande capacité

Identiques dans leur principe aux précédents, ces séchoirs en diffèrent par leur taille et par la mécanisation plus ou moins poussée des manutentions.

Le faux fond perforé, généralement circulaire, peut dépasser 50 ml et les lots atteindre 20 tonnes. La vitesse de séchage est de l'ordre de 1 à 1,5 % d'humidité par heure selon la puissance du générateur d'air chaud et l'humidité initiale du paddy.

Fig. 269: Case de séchage japonaise. (Doc. SATAKE.)

Fig. 270: Vitesse de séchage dans le séchoir IRRI BD1 en fonction de l'humidité initiale. (Doc. IRRI.)

Fig. 271: Coupe du séchoir statique vertical IRRI BD2. (Doc. IRRI.)

Fig. 272: Mesure de la vitesse de séchage avec le séchoir à cases verticales BD2. (Doc. IRRI.)

La mécanisation des opérations de chargement et déchargement permet de limiter les temps morts entre chaque lot et en conditions moyennes de sécher 2 lots par 24 heures (1 de jour et 1 de nuit).

Ce type de matériel est intéressant dans le cas où il est nécessaire de sécher des quantités importantes, mais ne justifiant pas l'investissement élevé dans un séchoir continu. Son principal désavantage est d'occuper une importante surface au sol. Compte tenu de l'hétérogénéité de séchage inhérente à tout séchoir statique, il est conseillé de prévoir une cellule d'homogénéisation ventilée avant les cellules de stockage.

b) Séchoirs continus

Pratiquement, tous les types de séchoirs continus décrits au chapitre III peuvent être utilisés, ce qui importe n'étant pas le type du séchoir, mais la conduite de son fonctionnement.

Il est possible de sécher avec de l'air à température élevée lorsque le grain perd facilement son eau. L'évaporation absorbe une forte quantité de chaleur, ce qui abaisse la température de l'air de séchage. Ceci est vérifié dans la pratique où l'on utilise de l'air d'autant plus chaud que le grain est plus humide et où l'on constate qu'à mesure que l'humidité du grain diminue, la température de l'air sortant du séchoir augmente.

Dans le cas du riz, un séchage trop rapide provoque la dessiccation de la couche externe du grain et ne permet pas à l'eau interne de diffuser vers la périphérie. Les contraintes dans la couche superficielle provoquent des taux de brisures élevés à l'usinage.

Pour limiter ce risque, les séchoirs continus travaillent à basse température (35-45° C) aux dépens du débit.

C'est pour améliorer ce débit qu'a été mis au point le séchage en plusieurs passages. Le paddy humide est séché de 2 à 3 % en quelques minutes, puis laissé en repos pendant plusieurs heures, afin que l'humidité s'homogénéise dans le grain avant un nouveau passage au séchoir. Le séchage complet demande généralement au minimum 4 passages. (Fig. 273).

Le séchage du riz en plusieurs passages peut être réalisé de différentes manières:

- Utilisation d'un séchoir continu jumelé avec un boisseau tampon de ressuyage dont la capacité correspond à plusieurs fois le débit horaire du séchoir. Ce système n'est généralement applicable que sur de petites unités. Sinon on utilise autant de colonnes de séchage qu'il est prévu de passes et des cellules intermédiaires de temporisation.

Fig. 273: Diagramme de séchage d'un séchoir Satake.

La température de l'air de séchage atteint 54° C pour du paddy destiné à la consommation (ne pas dépasser 43° C pour du paddy de sentence) et la durée d'homogénéisation varie de 6 à 24 h (10 Il en moyenne), alors que chaque passe de séchage dure de 10 à 30 mn.

- Une autre technique consiste à aménager dans la colonne du séchoir des zones de séchage séparées par des zones de ressuage. (Fig. 274).

Fig. 274: Schéma de principe du séchoir continu polyvalent. (Doc. COMIA FAO.)

- Enfin une dernière solution consiste à faire recirculer le riz dans un séchoir où 1/6 de la colonne permet le séchage, le reste étant réservé au ressuage.

La figure 275 présente le principe d'un séchoir à colonne large. Ce même principe peut être utilisé en colonne haute. Des essais réalisés en Italie par le constructeur ont montré que si dans un séchoir à un seul passage le riz atteignait 40° C, dans un séchoir multipasse cette température n'est que de 25-30° C et n'atteint WC qu'en fin de séchage pour une température de l'air chaud de 50° C à 55° C.

Le débit d'air est d'environ 1800 m³/h/m³ de grain.

La conduite du séchage est la suivante:

temps de séchage: environ 30 mn
temps de ressuage: 3 à 4 h

Quelques constructeurs de séchoirs à riz: LAW, COMIA-FAO, SATAKE.

Fig. 275: Schéma de principe du séchoir à colonne large.

PHASE 1: extraction de 500 kg de riz sur la zone de séchage vers les zones de repos, durée 2 mn.

PHASE 2: extraction de 2 x 250 kg de riz sur les zones de ressuage vers la zone de séchage, durée 2 mn.

(Doc. COMIA-FAO.)

3. Séchage du riz étuvé

L'étuvage du riz est réalisé par trempage du paddy suivi d'une élévation de température en autoclave, puis d'un séchage. Il a pour but de faire diffuser vers l'intérieur du grain de nombreux éléments nutritifs, minéraux et vitamines, concentrés à la périphérie et en grande partie éliminés lors du blanchiment qui suit le décorticage. De plus, le trempage et le chauffage à la vapeur provoquent une gélatinisation de l'amidon; la texture du grain s'en trouve consolidée, le grain ne se brise pratiquement plus à l'usinage et résiste bien aux attaques d'insectes. Le séchage peut être conduit à température élevée sans risque de provoquer des brisures.

L'étuvage a l'inconvénient de conférer au riz une couleur jaune et un goût particulier qui n'est apprécié que dans certaines régions.

4. Utilisation de sous-produits pour le séchage

Le riz paddy contient 20 % d'enveloppes ou «balles». Leur poids spécifique est d'environ 140 kg/m³.

Ce sous-produit sec peut être utilisé comme combustible pour le séchage. Son pouvoir calorifique est de 2 800 à 3 500 mth/kg M.S. Les balles brûlent à environ 900° C mais ont pour inconvénient d'avoir un taux de cendres important: 20 %. Le décorticage d'une tonne fournissant 200 kg de balles, même dans un séchoir peu performant (2 000 kcal/kg d'eau évaporée), elles sont suffisantes pour sécher 1 tonne de paddy de 35 % à 14 %. L'humidité initiale étant en général inférieure, la balle est excédentaire pour sécher le riz et peut également produire l'énergie nécessaire au fonctionnement de la rizerie (usinage, etc.).

L'IRRI a mis au point des générateurs de petites puissances très simples adaptables aux petits séchoirs à cases BD1 et BD2 présentés ci-dessus.

Le four est construit en briques dans une ossature métallique (parfois revêtue de tôles métalliques récupérant la chaleur radiante).

Pour une augmentation de température de 14° C (de 29° C à 43° C) la consommation en balles, donnée par le constructeur, est:

- four à balles pour séchoir BD1: 4,5 kg/h,
- four à balles pour séchoir BD2: 10-11 kg/h.

Un schéma explicatif est présenté figure 61 (chapitre III).


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