Domaine technique

La présente invention propose un procédé de mouture destiné notamment à la préparation de farine panifiable. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une farine panifiable présentant des qualités équivalentes à celles des farines obtenues par les procédés de l'art antérieur. Le procédé selon l'invention est notamment caractérisé par l'utilisation d'un broyeur pendulaire.

Technique antérieure

Le pain est depuis des siècles la base de l'alimentation de la population française et de celle d'autres pays européens. Jusqu'à l'aube de la révolution agricole au milieu du XIX ^eme siècle, ces pays ont connu de nombreuses années de pénurie en grains du fait d'aléas du climat ou des guerres. Le prix des céréales subissait alors d'importantes oscillations. Le blé tendre ou froment (Triticum aestivum) , céréale fragile et exigeante vis-à-vis de la qualité des sols et du climat, est longtemps resté le plus coûteux. De ce fait, les rendements en farine blanche influaient à l'époque de manière significative sur le prix du pain, cette blancheur de la farine ayant constituée depuis plus de 2000 ans le principal critère de qualité (source Les pains français de P. Roussel et H. Chiron) . L'invention des procédés industriels de mouture sur cylindres vers la fin du XIX ^eme siècle a conduit au perfectionnement de la technique d'extraction de l'amande farineuse et de sa séparation des enveloppes et du germe, permettant ainsi l'accroissement des rendements en farine blanche. Couplé à l'amélioration et à l'intensification des pratiques agricoles, la consommation de pains issus de farines de blé tendre plus ou moins raffinées a pu se démocratiser .

La transformation du blé en farine, appelée mouture, repose sur la combinaison de deux types d'opérations physiques : des opérations de fragmentation/dissociation des tissus du grain entrecoupées d'étapes de classification/séparation des constituants. L'ensemble de ce procédé, permettant la réduction granulométrique de l'amande farineuse et sa dissociation des enveloppes, conduit à la production d'une fraction majoritaire de farine qui concentre les protéines et l'amidon, composantes essentielles de la qualité technologique des farines. Le germe et la plupart des enveloppes du grain, constituant les sons, sont évacués parmi les refus.

En France, la classification des farines repose sur une notion de blancheur. Cet attribut est directement lié à la présence de particules micronisées d'enveloppes du grain, plus ou moins importante selon la conduite de mouture (taux d'extraction, type de moulin, ...) . Or c'est dans ces tissus que sont concentrées les matières minérales du grain. La mesure du taux de cendres (résidu non combustible de la farine ~ minéraux) est ainsi utilisée pour classer les farines en différents types, indicateurs d'une présence plus ou moins importante de particules d'enveloppes micronisées et par conséquent de leur blancheur .

La différence de taux de cendres des farines induit irrémédiablement une différence de composition nutritionnelle de celles-ci. On peut considérer de manière globale qu'une farine T80 conserve la moitié des fibres, vitamines et minéraux du grain alors qu'une farine courante T55 n'en conserve qu'un tiers. Ces différences se retrouvent bien entendu dans les pains. Dans l'industrie meunière, il existe deux types différents de moulins : les moulins à cylindres et les moulins à meules.

La mouture sur cylindres est le procédé industriel meunier le plus performant et le plus répandu. En effet, il permet la production de farines des plus raffinées (T55) aux plus complètes (T110), avec des rendements très intéressants .

Ce procédé nécessite la mise en œuvre de nombreuses opérations unitaires diverses permettant de curer progressivement les enveloppes du grain afin d'accroître le taux d'extraction de l'amande farineuse, de séparer en continu les différentes fractions produites et de les diriger vers les opérations de transformation appropriées suivantes. Au fur et à mesure de la transformation du grain, diverses fractions sont produites : les semoules (particules grossières d'amande farineuse), les semoules vêtues (semoules auxquelles adhèrent encore des fragments d'enveloppe), les remoulages (résidus de la transformation des semoules en farine, évincés parmi les refus), les sons (germe et enveloppes du grain, évincés parmi les refus) et la farine.

Parmi les différents appareils utilisés successivement dans cette méthode, on peut citer :

- Les broyeurs, finisseurs et détacheurs, constitués de cylindres cannelés (sillons de profondeur 200 à 600pm) à écartement réglable en rotation avec un différentiel de vitesse (rapport 1/2,5) qui génère un cisaillement permettant la dissociation progressive albumen/tissus périphériques.

Les claqueurs et convertisseurs, constitués de cylindres lisses, permettent la réduction des semoules en farine . Le sasseur (optionnel en moulin de blé tendre) , constitué de tamis inclinés qui subissent un système d'entraînement par l'air, permettant de séparer les produits sur la base de leurs propriétés aérodynamiques (densité, forme, taille) .

- Les plansichters , constitués d'un ensemble de tamis superposés animés d'un mouvement circulaire, permettant de séparer les produits de mouture sur la base de leur granulométrie .

Ainsi les particules de sons curées sont évacuées en continu durant les multiples étapes de classification/séparation et les fractions de farines produites sont récupérées. La farine finale proprement dite correspond donc à l'association des différentes farines passage. C'est donc un produit très hétérogène. Pour produire des farines T80 à type supérieur avec ce procédé, il est nécessaire de microniser les remoulages bis et semoules vêtues puis de les réincorporer dans les farines T65. Cela augmente le nombre d'opérations unitaires déjà nombreuses pour la production des farines blanches (T55 et T65) .

Ce procédé nécessite donc de nombreuses machines ce qui entraine un coût important.

La mouture sur meules est le procédé traditionnel et ancestral. En effet, l'outil actuel fonctionne sur le même principe que les moulins à meules de l'antiquité et il n'a pas connu de perfectionnement majeur depuis le début du moyen âge .

Ce procédé repose sur des passages successifs entre deux meules horizontales à écartement décroissant, intercalés de phases de classification/séparation des fractions par tamisage permettant la récupération de la farine. Le grain est ainsi soumis à une combinaison de forces de compression et cisaillement qui, en plus de permettre la fragmentation/dissociation, provoquent l'éclatement de certains tissus tels que la couche à aleurone ou le germe. Cet écrasement progressif permet l'enrichissement naturel de la farine en microparticules de ces tissus d'intérêt. En comparaison des farines de cylindres, à taux d'extraction identique, les farines de meules sont au minimum de type 80.

D'un point de vue industriel, la mouture sur meules présente une productivité beaucoup plus faible que le procédé à cylindres. Pour être rentable, ce procédé est donc utilisé pour la production de farines à valeur ajoutée supérieure. C'est pourquoi la mouture sur meules est souvent utilisée pour la production de farines de blés tendres issus de l'agriculture biologique ou d'autres céréales rustiques comme l'épeautre ou le sarrasin.

Les procédés conventionnels de mouture présentent donc tous deux des points faibles pour la production de farines . Résumé de l'invention

La présente invention se propose de répondre aux problèmes posés par les procédés traditionnels de mouture. La présente invention se propose notamment d'offrir un procédé de mouture permettant d'obtenir une farine panifiable, ledit procédé nécessitant un nombre d'étape réduit par rapport à la mouture sur cylindre, tout en conservant un rendement équivalent pour un coût énergétique réduit .

Le procédé selon l'invention permet idéalement de transformer le grain en farine en continu et en une seule étape .

Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de mouture, destiné à la préparation de farines panifiables, caractérisé en ce que le broyage des graines de céréales est effectué par un broyeur pendulaire.

Les broyeurs pendulaires sont bien connus dans le domaine de la chimie où ils servent notamment à broyer des matières premières telles que l'argile, le carbonate de calcium, la bentonite, la craie avec des taux de productivité très élevés.

Dans ce type de broyeur, le broyage est effectué entre des galets libres montés sur pendules et un chemin de roulement fixe. La force centrifuge, induite par la mise en rotation des pendules, est responsable de la pression des galets sur le chemin de roulement.

Selon un mode de réalisation préféré, ledit broyeur pendulaire est alimenté en continu en grain et de façon tout à fait préférée ladite alimentation est faite par une vis sans fin.

Selon un autre mode de réalisation préféré, ledit broyeur pendulaire est alimenté en continu en grain et ladite alimentation est régulée en fonction de la puissance consommée par ledit broyeur pendulaire.

Selon un autre mode de réalisation préféré, ledit broyeur pendulaire est alimenté en continu en grain et ladite alimentation est régulée en fonction du débit de farine produite par ledit procédé.

Dans le cadre de la présente invention, le terme

« grain » fait préfèrentiellement référence aux graines de céréales telles que les graines de blé, de seigle et d'épeautre. De façon tout à fait préféré le terme "grain" fait référence au grain de blé.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit broyeur pendulaire comprend une entrée d'air communiquant avec la chambre dans laquelle s'effectue le broyage . Dans le cadre de la présente invention, le terme « chambre dans laquelle s'effectue le broyage » correspond à la partie du broyeur pendulaire dans laquelle sont présents les galets et le chemin de roulement.

Selon un mode de réalisation encore plus préféré de l'invention, ladite chambre dans laquelle s'effectue le broyage communique avec une ouverture vers l'extérieure, différente de ladite entrée d'air, et en ce qu'un flux d'air parcourt ladite chambre de ladite entrée d'air vers ladite ouverture vers l'extérieure. Ce flux d'air à l'intérieur de la chambre dans laquelle s'effectue le broyage permet le transport des farines produites par le broyage des grains vers l'extérieur du broyeur pendulaire.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de broyage est suivie par une étape de sélection des particules obtenues en fonction de leur taille. Cette étape supplémentaire permet de sélectionner uniquement les particules de farine et de semoule ayant la granulométrie souhaitée. L'homme du métier est capable de choisir la granulométrie la plus intéressante en fonction de l'utilisation envisagée pour les farines produites. Dans le cadre de la production de farines panifiables, ladite étape de sélection permettra avantageusement de sélectionner les particules ayant une granulométrie inférieure à 320pm et encore plus avantageusement une granulométrie inférieure à 250pm et tout à fait avantageusement une granulométrie inférieure à 180pm. Ladite étape de sélection permet ainsi de produire des farines fluides, des farines de panifications ou des farines fines. Les particules de tailles supérieures peuvent avantageusement être réintroduites dans ledit broyeur pendulaire afin de subir une nouvelle phase de broyage.

Selon un mode de réalisation encore plus préféré, ladite étape de sélection des particules est effectuée par un sélecteur dynamique communiquant directement avec ladite ouverture vers l'extérieure.

Les sélecteurs dynamiques (également appelés séparateurs dynamiques) sont bien connus de l'homme du métier spécialisés dans le domaine des broyeurs pendulaires. Ce type de produit permet la sélection des grains de farine, dans un flux d'air, en fonction de leur granulométrie .

Selon un mode de réalisation tout à fait préféré, le broyage des grains est effectué uniquement par un broyeur pendulaire .

La présente invention concerne également les farines obtenues par le procédé selon l'invention. Description des modes de réalisation

La figure 1 présente une vue schématique du procédé selon l'invention.

Le déposant décrit ci-dessous un mode de réalisation préféré de l'invention.

Le broyeur pendulaire 1 utilisé dans le procédé selon l'invention est un broyeur non cisaillant conventionnellement utilisé dans l'industrie chimique ou pharmaceutique. Il utilise la force centrifuge générée par la mise en rotation de pendules 2, afin d'écraser la matière par compression entre les galets 3 libres de ces pendules 2 et une piste de broyage fixe. C'est l'inertie des pendules 2 en rotation qui génère une consommation énergétique moindre de 46kW/tonne contre 53kW/tonne pour un moulin à cylindres de capacité équivalente.

L'ensemble de l'installation fonctionne en système dépressionnaire d'air, dépression générée par un ventilateur situé en sortie. La base de la chambre de broyage est criblée en sa périphérie d'aubes 4 orientées qui induisent la formation d'un tourbillon ascendant. La matière à broyer, introduite directement dans la chambre de broyage par le biais d'une vis sans fin, est reprise par des socs (racleurs ou pales) fixés à l'arbre rotatif 5 central et en rotation identique à celle des pendules. Ces pièces projettent en permanence de la matière à broyer entre les galets 3 en rotation libre et la piste de broyage 6. La force centrifuge donne ensuite la pression nécessaire à l'éclatement de cette matière. Le système dépressionnaire met alors en suspension et véhicule le produit broyé dans un premier temps jusqu'à un module appelé sélecteur dynamique 7. Ce sélecteur 7 permet de filtrer la matière pulvérulente suivant les propriétés aérodynamiques de ses constituants (granulométrie, masse, forme) . Les fractions passantes sont celles ayant atteint la granulométrie maximum définie, cela étant réglé par la vitesse de rotation de ce sélecteur 7 : plus celle-ci est faible, plus le produit recueilli sera grossier. Les fractions de granulométrie désirée passent alors le sélecteur et sont portées jusqu'à un cyclofiltre ou le produit est séparé de l'air porteur puis récupéré. De l'air comprimé est injecté à intervalles réguliers dans les manches filtrantes du cyclofiltre afin de décoller les galettes de farines accumulées du fait de l'aspiration continue.

Le broyeur pendulaire 1 utilisé dans le procédé selon l'invention peut être équipé de 2 à 6 pendules 2 suivant la productivité escomptée, la dureté du produit à broyer ou encore la courbe granulométrique recherchée. Dans le cadre des essais réalisés, c'est un broyeur pendulaire 1 pilote à trois galets 3 qui a été utilisé, permettant d'atteindre une productivité de 600kg/h.

Le broyeur pendulaire 1 s'est avéré être le plus adapté pour la production d'une mouture économique puisque des taux d'extraction similaires aux procédés conventionnels ont été obtenus pour la production de farines type 80, alors que sa consommation énergétique est de 46KW/tonne contre 53KW/tonne pour un moulin à cylindres de capacité équivalente. A type de farines et taux d'extractions identiques, il consomme 14% d'énergie de moins qu'un broyeur cylindre classique de capacité équivalente, qui consomme lui-même déjà environ 15% d'énergie de moins qu'un broyeur meule.

Par ailleurs, les farines qui en sont issues présentent des enrichissements minimums en fer et magnésium de 110% comparé à la farine de base type 55 classique ou à des farines comparable produite dans un moulin à cylindre. Ces données confirment l'intérêt du procédé de broyage pendulaire pour l'amélioration de la qualité nutritionnelle des farines courantes.