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Canal de vannage pour grains et graines

De
136 pages
Après décorticage ou blanchiment du fonio, la séparation grain/impuretés est difficile à cause de la petitesse des grains. Pour promouvoir la production et la commercialisation de cette céréale, un canal de vannage d'une capacité de 100 à 150 kg/h a été développé. Il peut aussi nettoyer tous types de grains.
Le dossier de plans de fabrication du canal de vannage est défini pour permettre aux équipementiers, artisans ou PME, de le fabriquer en assurant toutes ses fonctionnalités. Cette démarche vise à faciliter le transfert aux populations bénéficiaires de tous les acquis du projet.
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Projet Amélioration

Fonio

CFC/ICG

- (FIGG/02)
Post-récolte T du Fonio

des Technologies CIRAD-IER-IRAG-IRSA

Dossier

de fabrication

Canal
Modèle

de vannage

pour grains

et graines
à fonÎo GMBF à moteur électrique

GMBF 03 intégré au décortiqueur indépendant

Modèle VAN, canal de vannage

C. Marouzé, P. Thaunay, D. Dramé, A. Diop.

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique; 75005 Paris

FRANCE
L'Hannattan Hongrie Kônyvesbolt Kossuth L. u. 14-16 10S3 Budapest Espace LtHarmattan Kinshasa Fac..des Sc. Sociales, Pol et Adm. ; BP243, KIN XI Université de Kinshasa RDC L'Harmattan Italia Via Degli Artist~ 15 10124 Torino L'Harmattan Burkina Faso 1200 logements villa 96 12B2260

-

ITALIE

Ouagadougou12

Préface
Le fonio est la plus ancienne céréale d'Afrique de l'Ouest. Principalement consommé sous forme de couscous ou de bouillie, il connaît aujourd'hui un regain d'intérêt en zone urbaine en raison des qualités gustatives et nutritionnelles que lui reconnaissent les consommateurs. A cause de la petitesse des grains dont la taille ne dépasse pas 1 mm, le décorticage et le blanchiment sont des opérations qui, réalisées traditionnellement par les femmes au pilon et au mortier, restent très laborieuses. Pour obtenir un produit d.e qualité, les impuretés comme les sables doivent être éliminées par de nombreux lavages; ce qui rend sa préparation longue et fastidieuse. Ce surcroît de travail entraîne la désaffection de cette culture et se traduit par un prix de vente généralement supérieur à celui des autres céréales. Pour contribuer à une meilleure compétitivité du fonio sur le marché en termes de qualité". et. de prix, le CFC (CommonFund for Commodities), institution financière intergouvernementale, a fmancé un projet intitulé « Amélioration des technologies post-récolte du fonio ». Placé sous l'égide de l'IGG (International Group on Grains) basé à la FAO, ce projet régional a associé les instituts de recherche nationaux du Mali (1ER), de la Guinée (IRAG), du Burkina Faso (IRSA T) et le CIRAD qui a assuré Je rôle d'agence d'exécution. L'objectif principal du projet est de favoriser la relance de la filière fonio grâce à l'amélioration des techniques de transformation. Les rares équipements existant avant le projet ne répondaient pas correctement aux besoins des producteurs et des transformateurs de fanio et il a été nécessaire de concevoir de nouveaux matériels pour mécaniser les principales opérations post-récolte telles que le nettoyage et le décorticagelblanchiment. Les études techniques menées en étroite collaboration avec les partenaires privés (transformateurs, constructeurs d'équipements) ont conduit à la mise au point d'un décortiqueurblancmsseur de type « Engelberg» et de trois matériels de nettoyage (un canal de vannage et deux cribles rotatifs). Les dossiers de fabrication de ces quatre équipements ont été élaborés pour aider les constructeurs locaux à s'approprier les résultats techniques du projet et leur pennettre, ainsi, de produire des machines de qualité. Une large diffusion de ces dossiers favorisera le développement de la mécanisation des opérations post-récolte du fonio et participera ainsi au renouveau de cette céréale trop longtemps négligée. Jean-François CRUZ, Cirad Coordonnateur général du projet «fonio»

Présentation

des dossiers

de fabrication

Les quatre équipements développés par le projet «Amélioration des Technologies Post-récolte du Fonio» sont présentés dans quatre dossiers de fabrication distincts :

. .
. .

Le Crible Rotatif Manuel Court CRMC ;

Le Crible Rotatif Long CRL; Le Décortiqueur à fonio GMBF ; Et le Canal de vannage pour grains et graines.

La transformation mécanisée du fonio nécessite l'utilisation de trois machines: le crible (court ou. long) aSS\lte l'élimination dessables, des poussières et des impuretés plus grosses que les grains (cailloux, morceaux de terre), le décortiqueur arrache les enveloppes des grains et le canal de vannage sépare les sons des grains. Dans les ateliers de transformation, le fonio est d'abord nettoyé au crible puis il est décortiqué ou blanchi par le décortiqueur couplé au canal de vannage qui assure l'élimination des sons.
Le présent dossier est celui d'u :

Canal de vannage

pour grains et graines.

Remerciements
Les auteurs remercient toutes les personnes ayant contribué au bon déroulement du projet, en particulier, les transformateurs et les utilisateurs d'équipements pour leurs avis, leurs suggestions lors des essais et des démonstrations de matériels et pour leur contribution à la construction commune de la définition d'un besoin et de la réponse en tenne de solution technique pennettant de le satisfaire. Les équipementiers les plus impliqués dans le lancement de la fabrication locale des équipements sont associés à cet ouvrage comme coauteurs.

Objectifs

de la publication

des dossiers

de fabrication

Les dossiers' de fabrications répondent à l'objectif prioritaire du projet .«Amélioration des Technologies Post-récolte du Fonio» de transférer aux populations bénéficiaires tous .lesacquis du projet. L'étude du développement des équipements agricoles et agroalimentaires en Afrique montre que celui-ci est souvent aléatoire car les concepteurs ou équipementiers reproduisent ou copient des matériels sans une connaissance complète de leur histoire, de leur évolution et des choix techniques réalisés par les concepteurs originaux. La conception d'équipement est un
.

parcours malheureusement trop souvent jonché d'échecs, de demi succès et
d'utilisateurs insatisfaits. Pour favoriser la réussite du volet équipements du projet, de nombreuses données/infofIl1ations relatives au développement des équipen1ents ont été capitalisées durant les quatre années de collaboration entre les partenaires. Le lecteur pourra prendre connaissance de leur synthèse dans le CD Room de présentation du séminaire final du projet). La rédaction des dossiers de fabrication répond au souci d'apporter aux équipementiers et aux utilisateurs d'équipements l'ensemble des informations relatives au matériel considéré que ce soit au niveau de la définition des ensembles et des pièces élémentaires sous la fonne de dessins de définition ou que ce soit au niveau de 1'historique de la conception sous la forme d'un cahier des charges fonctionnel traduisant les besoins des futurs utilisateurs, du principe de fonctionnement de l'équipement, de son mode de fabrication et des conditions d'utilisation. En ce sens, les dossiers devraient constituer un modèle pour la diffusion des équipements.

C. Marouzé Cirad
Coordinateur du projet pOUf le volet équipements.

1

2005.

Projet CFC/IGG-(FIGG/02) "Amélioration. des technqlogles post-récolte du

foniott. 1999- 2004. Editeurs CFC - ClRAD. JF. Cruz 8i D. Dramé ~ Coordonnateurs.

8

Sommaire

I.
1. 2. II.
ID. 1. 2. IV. v.

PRESENTATION

DU CANAL DE VANNAGE
e'to.o.0...1I... ...
00

Il Il 12 13

DESCRIPTION GENERALE...

SPECIFICATIONS TECl1NIQUES

HISTORIQUE DE LA DEMARCHE DE CONCEPTION

CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL DU CANAL DE VANNAGE 15
DESCRIPTIONDES ELEMENTSDU MILIEUENVIRONNANT LISTE DESFONCTIONSDE SERVICEET LEURCARACTERJSATION PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU CANAL DE VANNAGE.. 16 16 18

PRESENTATION DES PLANS ET DU MODE DE FABRICATION DU CANAI,. :DE VANNAGE

19

1. J.I. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 2.
3.

ASSEMBLAGE UCANAL D DEVANNAGE Gabarit d'assemblage et de soudure Canal de vannage VentiIateur Cyclone Tra11Smission Trémie
DIFFERENCES ENTRE LES VERSIONS CANAL INDEPENDANT ET CANAL

uu.. 19 19 20 22 24 25 25 ... 26
u

IN1EGRE AUDECORTIQUEUR..
REALISATIONDESFINITIONSDE .FABRICATION

27
27 28 29 29 29 30 31
UH..,...31 32 32 32
33

3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

Montage du tendeur et alignement des poulies Montage d'une liaison souple pour la bride du cyclone Indication du sens de rotation du ventilateur Trappe de réglage de débit d'air

3.5.
3.6. VI.

Déport despaliers du ventilateur

~u

"..uH

H..

Trémie du canal de vannage indépendant DU CANAL DE VANNAGE
n u

GUIDE D'UTILISATION

1. 2. 2.1. 2.2. 3.

INSTALLATION MISEEN ROUTEDU CANALDE VANNAGE ET REGLAGESDU C.ANAL VANNAGE DE Débit d'air de vannage Débit d'alimentation en grain ...
NEITOY AGE e

VIT.
VIII. IX.

LISTE DES PLANS
"

.",,"'''',.

.."0,"'.4I

"'

"'..."'"...04<4I4I..rt..

04<41

33 36

DEBIT DES TOLES DU CANAL DE VANNAGE DEBIT DES PROFIL,ESETLISTE COMPOSANTS

DES PIECES MECANIQUES ET DES 38

I.

Présentation du canal de vannage
1. Description générale

Après décorticage ou blanchiment, les grains de fonio sont mélangés .aux. balles et sons fmement pulvérisés. Le fomo étant une graine extrêmement petite, la séparation grain - impuretés est d'autant plus difficile que la présence de lipides issus du germe provoque l'adhérence des sons sur les grains. La séparation ne peut être réalisée avec les dispositifs simples de vannage souvent montés en sortie de décortiqueurs. Pour mécaniser complètement la transformation du fonio, la conception d'un dispositif de vannage adapté à la spécificité de celui-ci était donc indispensable. Les grains à nettoyer sont introduits par gravité à mi-hauteur d'un canal vertical où les grains et les impuretés sont séparés par un flux d'air ascendant. Le canal de vannage indépendant comporte une trémie, un canal vertical de séparation grains impuretés, un ventilateur et un cyclone. L'ensemble est monté sur un châssis à trois pieds.

-

Initialement conçu pour être monté à la sortie de grains du décortiqueur à fonio GMBF, le canal de vannage est disponible dans les versions suivantes:

.

Canal de vannage intégré au décortiqueur à fonio GMBF. Le canal est monté sur le châssis du décortiqueur et entraîné par le rotor de celui-ci. Cette disposition est celle du décortiqueur GMBF à moteur diesel car il est utilisé dans les zones non électrifiées où il n'est pas possible d'utiliser un moteur électrique pour l'entraînement du ventilateur ; Canal de vannage indépendant entraîné par son propre moteur électrique et utilisé; Seul pour le nettoyage des grains et graines. Dans ce cas, le canal est équipé d'une trémie qui assure une alimentation régulière de grains, Couplé au décortiqueur à fonio GMBF ne disposant pas d'un canal de vannage intégré c'est-à-dire du décortiquenr GMBF entraîné par un moteur électrique. Les transformateurs situés en zone électrifiée préfèrent souvent un canal séparé pour assurer le nettoyage des autres céréales que le fonio. Dans ce cas, la trémie est enlevée.

.

11

2" Spécifications techniques
Débit: 100 à 150 kglh pour le vannage du fomo 300 à 450 kglh pour le maïs, sorgho, etc. Moteur électrique de 0,75 kW à 2850 tr/min pour le canal de vannage indépendant Entraînement par courroie depuis l'axe du rotor pour le canal de vannage intégré au décortiqueur GMBF Vitesse de rotation du ventilateur : 2850 tr/min pour le canal de vannage indépendant 2400 tr/min pour le canal de vann.age intégré au décortiqueur GMBF
Encombrement:

Moteur :

Hauteur; 1,4m, longueur; 1,5 ID,largeur; 0,7 m pour le canal de vannage indépendant

Capacité de la trémie:

40 kg pour le fonio.

Réglages spécifiques et conditions d'utilisation Réglage du débit d'air:

Intensité de vannage réglable à l'aide de la trappe de réglage de débit d'air ;

Sur le canal de vannage indépendant, réglage pour ;

-le nettoyage du fonio : -les autres céréales (maïs, sorgho) :

4à5 7à9

Trémie démontable permettant de placer le canal directement à la sortie des grains du décortiqueur à fomo GMBF
Fabricant actuel:

IMAF BP 1715, rue Titi Niare, Bamako, Ma.lL Tél. 221 24 93, Fax 222 98 66 410 000 FCFA pour le canal de. vannage indépendant

Prix approximatif:
Pour en savoir plus,

avec le moteur électrique.

contacter IER Bamako, IRAG à Conakry, IRSA T à Ouagadougou ou CIRAD à Montpellier.

12

Il.

Historique

de la démarche

de conception

Les études menées en 2001 au Cirad à Montpellier montrent que la séparation des balles et des sons finement pulvérisés sortant d'un décortiqueur à fonio ne peut être convenablement réalisée avec les dispositifs de simple vannage. Pour mécaniser complètement la transformation du fonio, la conception d'un dispositif de nettoyage adapté à la spécificité de celui-ci était donc nécessaire. Le principe mis au point est aussi efficient pour les autres céréales telles que maïs, sorgho et mil.

Photo 1 : Premier modèle de canal de vannage indépendant. La démarche de conception a conduit à la défmition d'un premier modèle de canal de vannage indépendant fabriqué au Mali au début de l'année 2002 par IMAF, équipementier de Bamako selon des plans fournis par le Cirad. Ce modèle placé à la sortie de grains du premier décortiqueur à fonio (modèle GMBF 01) élimine les balles et les sons du grain usiné. Il a ensuite été utilisé seul par les transformatrices pour le nettoyage d'autres céréales. Au cours de l'année 2002, un deuxième modèle de canal de vannage a été monté sur les décortiqueurs de la série GMBF 02. Il s'agit d'un modèle intégré au décortiqueur c'est-à-dire que le canal est monté sur le châssis du décortiqueur ~t que le ventilateur est entraîné par une courroie à partir du rotor.

13

Photo 2 : Canal de vannage intégré au décortiqueur GMBF 02 dans l'atelier d'une transformatrice à Bamako.

Les performances de ces matériels étant très satisfaisantes et répondant au cahier des charges présenté page suivante, le projet Fonio a décidé de lancer leur diffusion sous la forme:

.

soit, d'un canal de vannage indépendant (correspondant aux plans VAN),
soit, d'un canal intégré au décortiqueur (correspondant aux plans GMBF 03). à fo.nio GMBF

.

Depuis six autres exemplaires de ces modèles ont été fabriqués au Mali par IMAF. La présente version intègre toutes les améliorations réalisées durant le projet. Les différents modèles de canal de vannage ont été testés dans les conditions les plus diverses des trois pays partenaires africains lors des essais des décortiqueurs GMBF aussi bien en zone rurale pour l'opération de décorticage que chez des transformateurs urbains pour le blanchiment du fomo. Plus d'une centaine de tonnes de fonio a été nettoyée lors de ces essais.

14

L'expérimentation de ces modèles est présentée en détail dans la synthèse des essais sur le nettoyage du fonio réalisés durant le projet. Pour le décorticage du fonio, le décortiquenr GMBF doit obligatoirement être associé au canal de vannage (intégré ou indépendant). Le décortiqueur a fait l'objet d'un dossier de fabrication spécifique3.

III"

Cahier

des

charges

fonctionnel

du canal

de

vannage
Le canal de vannage indépendant a été conçu pour répondre au cahier des charges présenté ci-dessous. Le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) est un outil méthodologique normalisé de conception4 qui définit le besoin des futurs utilisateurs du produit considéré en décrivant les relations entre l'équipement et son milieu environnant. Le canal de vannage intégré au décortiqueur GMBF répond aux mêmes spécifications, excepté pour l'alimentation en produit qui est assuré directement par la sortie des produits du décortiqueur.

2 Son, G., C. Marouzé, D. Dramé et S. Sakho (2005). Projet CFCIIGG(FIGG/02) "Amélioration des technologies post-récolte du fonio". 1999- 2004. Editeurs CFC - CIRAD. JF. Cruz & D. Dramé - Coordonnateurs 3 Marouzé, C., P. Thaunay, D. Dramé, G. SQn, F. Loua et A. Diop (2004). Projet Fonio CFCIICG - (FIGG/02) Amélioration des Technologies Post-récolte du Forno CIRAD-IER-IRAG-IRSAT. Dossier de fabrication Décortiqueur GMBF à Fonio. L'Harmattan, Paris. 4 Delafolie, G. (1991). Analyse de la valeur. Paris.

15