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Décortiqueur à Fonio GMBF

De
154 pages
Le décorticage et le blanchiment manuels du fonio sont des opérations pénibles et fastidieuses. Pour promouvoir la production et la commercialisation de cette céréale, un décortiqueur à fonio a été développé puis testé avec succès. Le dossier des plans de fabrication est défini pour permettre aux équipementiers, artisans ou PME, de le fabriquer en assurant toutes ses fonctionnalités.
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Dossier de fabrication

Décortiqueur à Fonio GMBF

site: www.librairieharmattan.com e.mail: harmattanl@wanadoo.fr
@ L'Harmattan, 2005 ISBN: 2-7475-9209-X EAN: 9782747592093

Projet
Amélioration des

Fonio CFCIICG
Technologies

-

(FIGG/02)
du Fonio

Post-récolte T

CIRAD-IER-IRAG-IRSA

Dossier

de fabrication

Décortiqueur à Fonio GMBF

Modèle Plans du décortiqueur

GMBF

03 thermique électrique (e) (d)

à moteur à moteur

et du décortiqueur

C. Marouzé, P. Thaunay, D. Dramé, F. Loua, G. Son, A. Diop.

L'Harmattan 5-7, rue de l'École-Polytechnique; FRANCE
L'Hannattan Hongrie

75005 Paris

Espace L'Hannaltan

Kinsh...

Kônyvesbolt Kossuth L. u. 14-16

Fac..dos Sc. Socialos, Pol. et Adm. ; BP243, KIN XI
Université de Kinshasa

L'Harmattan Italia Via Dogli Artisti, 15 10124 Torino ITALIE

L'Harmattan Burkina Faso 1200 logements villa 96 12B2260 Ouagadougou 12

1053 Budapest

- RDC

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 I 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 de 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 (Common Fund for Commodities), institution financière intergouvernementale, a financé 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 le rôle d'agence d'exécution. L'objectifprincipal 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 fonio et il a été nécessaire de concevoir de nouveaux matériels pour mécaniser les principales opérations post-récolte telles que le nettoyage et le décorticage/blanchiment. Les études techniques menées en étroite collaboration avec les partenaires privés (transformateurs, constructeurs d'équipements) ont conduit à la mise au point d'un décortiqueur blanchisseur 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 permettre, 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) assure l'élimination des sables, 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 du :

Décortiqueur à fonio GMBF.

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 terme de solution permettant 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 Ponio» de transférer aux populations bénéficiaires tous les acquis 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/informations relatives au développement des équipements 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 projetl. 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 forme de dessins de définition ou que ce soit au niveau de l'historique de la conception sous la forme d'un cahier des charges fonctionnel traduisant le besoin 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 pour le volet équipements.

1

2005. Projet CFC/IGG-(FIGG/02) "Amélioration des technologies post-récolte

du fonio". 1999- 2004. Editeurs CFC - ClRAD. IF. Cruz & D. Dramé - Coordonnateurs.

Sommaire

L

Présentation du décortiqueur àfonio GMBF

ll .11 12 13

1. 2. IL
IlL
1.

Descriptio n gén éraIe Spécifi cations techniq ues .. Historique de la démarche de conception Cahier des charges fonctionnel du décortiqueur GMB F

-blanchisseur

àfonio ..15 15

Description des éléments du milieu environnant

2.
3. IV. V. VL 1.

Pieuvre, représentation des relations entre le décortiqueur et les milieux euvironnants. 16 Liste des fonctions de service et caractérisation Principe de fonctionnement retenu pour le décorticage du fonio 17 19 21 21 22 23 ...24 27
27 28 29 29 .3 30

Mode de fabrication du décortiqueur GMBF Présentation des plans du décortiqueur GMBF Réalisation du rotor (plan 230) Réalisation du capot (plan 240) Trans mission Réalisation des finitions
5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. Marquage de la position des trappes Etanchéité sur les côtés de la lame frein Indication du sens de rotation Carter de protection des courroies Montage de silentblocs sur la version diesel... Butée pour le réglage de la vitesse du moteur

Réalisation du corps du décortiqueur (plans 200, 210, 220)...22

2. 3. 4. 5.

VII. Guide d'utilisation du décortiqueur GMBF Installation du décortiqueur GMBF 1. Principe de fonctionnement du décortiqueur GMBF 2.

31 31 31

3. 4.
5. 6.

Réglages de la machine
Points de réglage courant 4.1. Influence des réglages courants 4.2. Réglages d'origine ou lors des réparations Procédure de mise en route du décortiqueur GMBF

32

,

33 33 .3 35 36 .3 37 37

Démontage des pièces d'usure 6.1. Retournement ou changement de lame-frein 6.2. Retournement ou changement de coquille 6.3. Rechargement ou changement du rotor

7.
VIIL IX X

Pann es et re mèdes Liste des plans d'ensemble et de fabrication Débit des tôles et liste des composants du décortiqueur GMBF Plans du décortiqueur àfonio GMBF

38 40 .4 43

10

I.

Présentation

du décortiqueur

à fonio GMBF

1. Description générale

Décortiqueur GMBF entraîné par moteur diesel, modèle GMBF 02

Décortiqueur GMBF entraîné par moteur électrique, modèle GMBF 02

Conçu spécifiquement pour le décorticage et le blanchiment du fonio, le décortiqueur GMBF comporte un module de décorticage avec une trémie, un canal de vannage, un ventilateur, un cyclone et un moteur. Il existe deux possibilités d'entrâmement par moteur électrique ou diesel.

11

2. Débit :

Spécifications techniques
100 à 120 kg/h pour le décorticage 100 à 150 kg/h pour le blanchiment Electrique, 7,5 kW ou 5,5 kW (uniquement pour le blanchiment et avec le canal de vannage indépendant) Diesel,8 à 10 kW hauteur, 1,40 m; largeur, 0,75 m; longueur, Pour la version électrique, 1,25 m (sans le cyclone), 2,10 m (avec cyclone), Pour la version Diesel, 1,8 m (sans le cyclone), 2,70 m (avec cyclone).

Puissance moteur:

Encombrement:

Poids:

200 kg environ pour la version électrique, 320 kg pour la version diesel.

Capacité de la trémie: 35 kg de fonio.
Canal de vannage:

Indépendant pour la version électrique, Ou intégré sur le décortiqueur à moteur thermique.

Vitesses des arbres et réglage: Vitesse de rotation du décortiqueur : Vitesse de rotation du ventilateur: Taux de décorticage - blanchiment, Réglable à l'aide de la trappe de sortie de grain. Fournisseur: IMAF BP 1715, rue Titi Niare, Bamako, Mali Tél. 221 2493. 900 000 FCFA avec moteur électrique 1 500 000 FCFA avec moteur Diesel Pour en savoir plus, contacter CIRAD à Montpellier,
IER à Bamako, IRAG à Conakry, IRSA T à Ouagadougou.

900 tr/min 2400 tr/min

Prix approximatif:

12

Il.

Historique de la démarche

de conception

L'usinage manuel du fonio, c'est-à-dire les opérations de décorticage et de blanchiment sont des opérations de transformation longues et les plus pénibles de toutes les opérations de transformation de cette céréale. La mécanisation du décorticage-blanchiment du fonio a donc été prioritaire pour le Projet « Amélioration des Technologies Post-récolte du Fonio ». Les spécifications du futur équipement ont été définies au début du projet lors d'une réunion des partenaires. L'étude documentaire a mis en évidence quelques principes de décorticage pouvant être appliqués au fonio. Le principe de décorticage «Engelberg» a été retenu puis étudié sur un matériel conventionnel, le décortiqueur à riz de marque Votex (Model HULLER) utilisé pour le riz paddl. Pour obtenir des résultats satisfaisants, le rotor a été changé pour réduire le volume de la chambre de décorticage. Un prototype, spécifique pour le décorticage du fonio, a ensuite été réalisé au Cirad à Montpellier. Il a validé définitivement le principe en apportant les connaissances nécessaires au lancement de la fabrication locale d'un décortiqueur à fonio. A partir des plans réalisés par le Cirad, un premier pilote, appelé décortiqueur GMBF 01 (Guinée, Mali, Burkina et France, pays partenaires du projet), est ensuite fabriqué fin 2001 par IMAF équipementier à Bamako (Mali) puis une présérie de trois machines en 2002 appelées décortiqueurs GMBF 02. L'étude a conduit à la réalisation d'un matériel satisfaisant le cahier des charges et le besoin des transformateurs de fonio aussi bien pour le décorticage que pour le blanchiment. Le Cahier des Charges Fonctionnel présenté au point suivant formalise le besoin. Les plans de fabrication ont été dessinés pour chaque réalisation. Ils ont été progressivement enrichis lors des essais et des améliorations techniques successives en particulier pour intégrer les contraintes de fabrication. Courant 2003, des améliorations permettent de répondre à l'usure de la carcasse constatée sur la série GMBF 02. Les plans ci-après du décortiqueur GMBF 03 sont les plans définitifs du projet Fonio. Détaillés pour chaque pièce, ils permettent à l'équipementier d'assurer une fabrication de qualité garant des fonctionnalités des matériels construits.
2 Marouzé, c., P. Thaunay, G. Fliedel et J.-F. Cruz (2004). "Designing a fonio huller/whitener - searching for and validating an operating principle." article proposé à la revue AMA, Agricultural mechanisation in Asia, Africa and Latin America. 13

Les décortiqueurs GMBF ont été testés dans les conditions les plus diverses des trois pays partenaires africains aussi bien en zone rurale que chez des transformateurs urbains. Plus d'une centaine de tonnes de fonio a été usinée par les différentes versions de décortiqueurs. L'expérimentation de ces modèles est présentée en détail dans la synthèse des essais réalisés durant le projd. Le décortiqueur à fonio GMBF est dessiné en deux versions avec un maximum de pièces communes:

.

Décortiqueur GMBF entrainé par moteur thermique diesel. Sur ce modèle, le canal de vannage est intégré c'est-à-dire qu'il est monté sur le même châssis et que le ventilateur est entraîné par le rotor du décortiqueur. Les pièces spécifiques de cette version sont référencées GMBF 03d ; Décortiqueur GMBF entrainé par moteur électrique. Ce modèle ne comporte pas de canal de vannage. il est utilisé avec un canal de vannage indépendant qui est couplé au décortiqueur. Les pièces spécifiques de cette version sont référencées GMBF 03e.

.

Le dispositif de nettoyage des grains placé en sortie de décortiqueur est présenté dans le dossier de fabrication du canal de vannage4. Il est indispensable d'utiliser les deux équipements ensemble, décortiqueur et canal pour vanner les grains dès leur sortie du décortiqueur.

3 Dramé, D., C. Marouzé, G. Son et F. Loua (2005). Rapport de synthèse sur le décorticage du fonio. Projet CFC/IGG-(FIGG/02) "Amélioration des technologies postrécolte du fonio". 1999- 2004. Editeurs CFC - ClRAD. JF. Cruz & D. Dramé Coordonnateurs. 4 Marouzé, C., P. Thaunay, A. Diop et D. Dramé (2004). Dossier de fabrication Canal de vannage pour grains et graines. Projet Fonio CFC/ICG - (FIGG/02) Amélioration des technologies post-récolte du fonio ClRAD-IER-lRAG-IRSAT. Harmattan, Paris.

14

III.

Cahier des charges fonctionnel du décortiqueur
- blanchisseur à fonio GMBF

Le décortiqueur - blanchisseur à fonio GMBF a été conçu pour répondre au cahier des charges fonctionnels présenté ci-dessous. 1.

Description des éléments du milieu environnant

~

Fonio paddy ou décortiqué (produit entrant dans la machine): - humidité inférieure ou égale à Il %, - produit préalablement trié avec un crible pour enlever les cailloux et les sables. Opérateur: personne utilisant la machine et ayant reçu une formation à l'utilisation du décortiqueur. Fonio blanchi ou décortiqué (produit sortant de la machine) : - de 0,1 à 0,3 % de grain non décortiqué pour le fonio blanchi,

~ ~

- de 1 à 2 % de grain non décortiqué pour le fonio décortiqué.
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Energie disponible: triphasé). gasoil ou énergie électrique (380 V, courant Transformateur: association, PME transformateur de fonio ou meunier effectuant des travaux de décorticage à façon. Environnement du lieu de travail: lieu couvert, protégé mais aéré, surface disponible limitée. Sous produits: sons ou balles. Atelier de fabrication, artisan ou PME de fabrication d'équipements. Matières premières, celles nécessaires à la fabrication du matériel. Moyens de transport.

5 Voir définition dans Delafolie, G. (1991). Analyse de la valeur. Paris. 15