7.3 Installation pilote de production et equipements

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205. Un bloc-diagramme typique d'une unité de transformation par extrusion est donné Fig. 31. Les différents éléments montrés Fig. 31, tels qu'ils ont été adaptés par la "National Milling Corporation", sont donnés dans le plan de masse Fig. 32. Ce plan d'installation n'est pas unique, mais il a été conçu pour s'intégrer dans un bâtiment pré-existant qui a été transformé. Le plan d'une installation pilote d'extrusion "bon marché" plus élaborée est donné Fig. 33. Il comprend tous les éléments de l'installation LISHA, excepté l'unité de décorticage qui est remplacée, Fig. 33, par une unité plus performante. Le système représenté Fig. 33 constitue un modèle d'installation pilote d'extrusion, conçue à partir de zéro et autonome, qui est indépendante d'infrastructures administratives ou autres.

L'unité de base est constituée d'un extrudeur "Brady No. 2160 Crop Cooker". Deux systèmes de contrôle permettent de réguler l'extrudeur et les caractéristiques du produit fini. Le levier de réglage du cône permet d'ajuster le jeu existant entre le cône et la cage à la vidange, tandis que la bague de décharge contrôle la contre-pression dans l'extrudeur. L'accroissement de la contre-pression conduit à un remplissage accru de la vis d'extrusion ainsi qu'à un accroissement concomitant de la température du produit extrudé.

Figure 31. Bloc-diagramme du procédé d'extrusion

Figure 32. Plan d'une installation de production de LISHA par cuisson-extrusion

1 Conditioneur volumétrique
2 Thermosoudeuse
3 Bac tampon
4 Table d'emballage
5 Balance
6 Transporteur à vis
7 Mélangeur
8 Balance
9 Bac de lavage
10 Transporteur produit broyé
11 Moulin doseur
12 Soupape
13 Refroidisseur
14 Broyeur à marteaux
15 Transporteur à barrettes
16 Extrudeur
17 Stockage grits de maïs,
18 Stockage soja décortiqué
19 Séparateur densimétrique
20 Moulin broyeur
21 Magasin à vitamines et a sels miniraux
22 Magasin à pièces de rechange
23, 25, 26 Bureaux
24 Laboratoire contrôle de qualité

Figure 33. Plan d'une installation bon marché de cuisson-extrusion.

1 Stockage matière première
2 Tremie d'alimentation
3 Nettoyeur à grains
4 Ventilateur soufflant
5 Epierreur
6 Cyclone
7 Silo à graines de soja
8 Torréfacteur
9 Refroidisseur
10 Aspirateur-nettoyeur
11 Elévateur à godets
12 Cyclone
13 Décortiqueur
14 Silo soja décortiqué
15 Silo à maïs, dépellicullé
16 Moulin doseur
17 Extrudeur
18 Refroidisseur
19 Ventilateur
20 Broyeur à marteaux
21 Transporteur
22 Collecteur de poussières
23 Moulin à aiguilles Alpine
24 Ventilateur
25 Compresseur
26 Transporteur à vis
27 Mélangeur
28 Balance
29 Emballage
30 Thermosoudeuse
31 Réservoir sous pression
32 Pompe
33 Tank à eau
34 Transformateur
35 Stockage vitamines et sels minéraux
36 femmes
37 hommes
38 stockage gaz
39 Mezzanine
40 Contrôle qualité
41,42 Bureaux
43 Kitchenette
44 Escalier
45 Magasin
46 Panneau électrique

206. Le système de contrôle d'alimentation permet d'ajuster la quantité d'ingrédients introduits dans l'extrudeur au moyen d'une vis hélicoïdale à vitesse variable. Les vis d'alimentation à vitesse variable et d'extrusion sont commandées par un système hydraulique intégré. Un thermomètre gradué jusqu'à 163 °C (325 °F) et dont le bulbe est localisé juste derrière la filière indique la température du produit à la sortie de l'extrudeur. D'autres thermocouples doivent être utilisés si l'on travaille à des températures plus élevées.

207. Une autre caractéristique de ce système unique est représentée par le moulin à marteaux utilisé simultanément pour mélanger et moudre le mélange avant extrusion. Le broyeur est constitué de marteaux rigides tournant dans un carter muni d'une grille amovible, dont l'ouverture de maille peut être modifiée pour obtenir une granulométrie voulue du matériel injecté dans l'extrudeur. Quatre trémies d'alimentation font partie intégrante de l'unité de broyage, deux d'entre elles étant pourvues d'un mécanisme central qui permet d'obtenir un écoulement uniforme des matières premières en provenance des silos de stockage en vrac des matières premières alimentant l'unité de mouture. Les deux autres trémies montées de chaque côté du broyeur servent à l'alimenter en additifs secondaires non stockés dans les silos. Un régulateur de vitesse permet d'ajuster l'écoulement des produits de mouture et de l'adapter au débit de sortie de l'extrudeur. Des cadrans permettent de doser en proportions voulues les différents ingrédients du mélange. Avant de procéder à une opération d'extrusion, le moulin-broyeur doit être calibré pour déterminer de façon précise la vitesse d'écoulement des différents ingrédients devant entrer dans la composition du mélange. D'autres accessoires décrits dans la liste des équipements comprennent un mélangeur, un réservoir tampon et des tables de conditionnement des produits finis.

208. Les données de base essentielles du projet d'installation sont les suivantes:

(i) La capacité initiale de production est basée sur l'emploi d'un seul extrudeur tandis que tous les équipements auxilliaires sont prévus pour faire face à la production de deux extrudeurs;

(ii) L'installation d'un bureau ne sert qu'aux activités de production;

(iii) L'usine est construite sur un terrain équipé en électricité, eau et tout-à-I'égout;

(iv) Le site choisi est relié à un réseau de communications permettant un approvisionnement facile en matières premières et une distribution aisée des produits finis;

(v) L'aire de stockage des produits finis est prévue pour contenir la production de deux semaines de 5 jours, réalisée par une équipe de 8 h/jour (soit environ 50 tonnes). Les produits finis devront être évacués plus rapidement si l'on prévoit de travailler en deux postes de 8 h ou avec deux extrudeurs;

(vi) Les installations de stockage de matières premières doivent assurer un approvisionnement suffisant pour un mois de marche de l'usine, moins si l'on travaille en deux postes ou si l'on utilise deux extrudeurs;

(vii) Le plan de masse de l'installation est conçu de telle sorte qu'une expansion future des activités puisse être réalisée aisément sans devoir apporter des modifications importantes aux bâtiments.

209. Modèle d'installation

Descriptif du matériel et des paramètres de production

Mélanges: 70 p. 100 maïs et 30 p 100 soja
Température d'extrusion: 170°C (338 °F)
Vitesse de rotation de la vis d'extrusion: 1500 t/mn
Débit: 450 kg/h
Puissance installée: 150kW

Besoins en capital et coût d'investissement

Le prix des machines est donné en dollars, valeur 1978 aux Etats-Unis. Tous les autres coûts sont ceux de la Tanzanie en 1983.

Frais de fabrication ($ US)

210. Renvois

1 ) Le système de décorticage universel est extrêmement cher, mais il est idéal pour ce type d'installation; particulièrement adapté au décorticage des graines oléagineuses, il peut néanmoins décortiquer de nombreux autres types de grains.

2 ) Le système LEC utilisé en Tanzanie est équipé d'un extrudeur Brady No. 2160 Crop Cooker fabriqué par M/S Koehring Farm Division, Appleton, Wisconsin. D'autres systèmes sont équipés d'extrudeurs Insta-Pro fabriqués par Triple "F" Feeds, Co., Des Moines, Iowa 50322. "Mills for Millions" à Santa Monica, en Californie fabrique divers modèles facilement adaptables. La Société "Wenger International, Inc., dont l'adresse est: One Crown Centre, Suite 510, 2400 Pershing Road, Kansas City, Mo. 64108, USA, est sans doute celle qui fabrique les meilleurs cuiseurs-extrudeurs polyvalents.

3 ) L'utilisation d'un moulin à aiguilles pour broyer les produits extrudés est facultative, car on peut utiliser également d'autres types de broyeurs. Cependant, le moulin à aiguilles présente une grande souplesse d'emploi, notamment pour moudre des substances riches en matières grasses.

4 ) Le prix de revient de 0, 84 $ US/kg est relativement bas, et même si une rémunération des investissements de 20 p. 100 est prise en compte, le prix de détail demeure hautement compétitif. Le prix courant du LISHA au détail est de 0,86 $ US le paquet de 0,5 kg, mais ce prix ne correspond pas à un prix de revient exact et à une production efficace. Il ne tient pas compte de certains additifs souhaitables comme le lait en poudre, les mélanges de vitamines et de sels minéraux, ou encore d'autres assaisonnements.

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