Soutenance mémoire
Biologie et mode de reproduction
Le manioc dispose sur un même plant les fleurs mâles et les fleurs femelles, donnant après fécondation un fruit contenant trois graines viables qui peuvent être utilisées pour la propagation de la plante. En agriculture, on adopte principalement le bouturage comme moyen de multiplication du manioc. Les racines issues des graines sont en effet moins nombreuses et le taux de germination y est le plus souvent relativement bas. Par contre, les tiges émettent plus vite leurs racines en bouturage, et les plantes engendrées présentent les mêmes caractéristiques que la plante mère. Les températures moyennes les plus favorables à la croissance se situent entre 23 et 25°C. La croissance est stoppée à des températures inférieures à 10°C et très ralentie à 40°C. Le gel entraîne la mort de la plante. La gamme 15-29°C étant la plus favorable. Le manioc est une plante héliophile. Il est considéré comme une plante de jours courts. En général, des expériences ont montré que la croissance des tubercules est favorisée par des jours courts, le développement aérien est favorisé au détriment du développement racinaire. Le manioc est considéré, d’une façon générale, comme une plante tolérante à la sécheresse et est donc souvent cultivée dans des régions à faible pluviométrie. Une pluviométrie moyenne comprise entre 1000 et 2000 mm est généralement satisfaisante. Le manioc est cultivé sur des types de sol extrêmement variés : alluvionnaires récents, ferrallitiques ou tourbeux. Il supporte mal les sols hydromorphes. Les pH acides jusqu’à pH 4 ou neutres à légèrement alcalins jusqu’à pH 7,5 sont bien tolérés ; l’optimum paraît se situer à pH 5,5.
La gélatinisation
Les granules gonflent faiblement dans l’eau froide (10-15% d’augmentation en diamètre) mais ce gonflement est réversible. A l’inverse, quand les granules d’amidon sont chauffés en présence d’un excès d’eau, on observe sous le microscope, en lumière polarisée, la disparition progressive de la croix noire caractéristique à partir du hile. Simultanément les granules gonflent énormément. C’est la combinaison de ces deux phénomènes que l’on appelle la gélatinisation. Le gonflement débute dans les régions amorphes, rompant les liaisons moléculaires faibles. Il se poursuit ensuite dans les régions à plus forte cristallinité, provoque la perte de biréfringence et la rupture des liaisons hydrogènes. Le gonflement atteint son seuil maximum quand le réseau réticulé, totalement hydraté, est encore relié par quelques agrégats non rompus. La viscosité est alors maximale. L’amylose commence à diffuser dans le milieu. Le granule se fragmente, donnant naissance à une dispersion colloïdale visqueuse. La gélatinisation a une grande importance technologique, essentiellement en raison du changement de viscosité qui l’accompagne.
Utilisations de l’amidon modifié
L’amidon est une matière première par excellence dans l’industrie des adhésifs. Il est obtenu par simple gélatinisation ou par des procédés plus complexes selon son utilisation finale. Une réaction de l’amidon cuit à sec avec l’acide chlorhydrique produit des dextrines « blanches » ou « jaunes » selon la durée de cuisson. En papeterie, le finissage pour lier les fibres et pour avoir une surface lisse nécessite une substance adaptée à cet effet. De même pour l’industrie textile, les tissus qui doivent être imprimés sont traités avec des produits d’apprêt, qui sont souvent des amidons modifiés. Les édulcorants sont obtenus soit en traitant l’amidon gélatinisé à l’acide à chaud, soit en utilisant une ou 2 enzymes différentes avec l’acide à chaud. Ils sont utilisés en confiseries (bonbons), dans les confitures à cause de leur haut pouvoir sucrant et de leur coût moins cher ainsi que pour d’autres raisons. Pour les sirops de glucose issus de l’amidon, leurs intérêts dans les industries alimentaires sont fonction du niveau d’hydrolyse qui modifiera ainsi ses propriétés fonctionnelles : pouvoir sucrant, pouvoir viscosifiant, hygroscopicité, pouvoir anticristallisant, abaissement de la température de congélation et fermentescibilité. Exemple : les sirops à faible dextrose équivalent (maltodextrines) sont utilisés dans les confiseries sèches pour leur faible hygroscopicité, les sirops à plus de 95% de glucose ou 90% de maltose sont recherchés en brasserie. Beaucoup d’autres utilisations sont possibles pour l’amidon de manioc tout en notant qu’il existe une sérieuse concurrence avec l’amidon issu d’autres végétaux. Il trouve son intérêt aussi bien en industrie alimentaire que non alimentaire (dans la fabrication des céramiques et des cartons, production de bio-carburant, industrie du caoutchouc, etc.).
Tamisage et lavage à l’eau
Cette opération vise à séparer les parties des racines non râpées et les grosses parties fibreuses, des autres constituants de la pulpe par un passage de celle-ci à travers un lavage à l’eau au-dessus d’un tamis ou d’une série de tamis. Dans son principe, l’extraction consiste à entraîner les grains d’amidon par un courant d’eau et à retenir la cellulose sur un tamis.
? Matériels utilisés : tamis en tissu « monofil » en nylon ou en autre matériau synthétique, cuves de grand volume
? Mode opératoire : La râpure obtenue par les opérations précédentes est introduite dans des cuves de grande capacité. Elle est additionnée d’eau en abondance. Un remuage vigoureux de la suspension produite précède le passage au tamis. L’addition d’eau et le tamisage peuvent être faite séparément ou ensemble. Dans ce dernier cas, la pulpe est malaxée d’eau en excès sur un tamis bien tendu. Le lavage ne s’arrête que lorsque le liquide sortant est suffisamment clair.
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Table des matières
Introduction
PREMIERE PARTIE: GENERALITES SUR LE MANIOC ET L’AMIDON
I Le manioc
I.1 Historiques
I.2 Description botanique
I.2.1 Morphologie
I.2.2 Systématique et désignation
I.2.3 Biologie et mode de reproduction
I.3 Méthodes de culture
I.4 La filière manioc à Madagascar
I.4.1 Contexte actuel
I.4.2 Production de manioc
I.4.3 Utilisations du manioc
I.4.4 Commercialisation
II La fécule ou l’amidon de manioc
II.1 Extraction
II.1.1 Opérations préliminaires
II.1.2 Opérations d’extraction
II.1.3 Opérations de finissage et emmagasinage
II.2 Structure de l’amidon de manioc
II.3 Composition chimique de l’amidon
II.4 Comportement de l’amidon en milieu hydraté
II.4.1 La gélatinisation
II.4.2 La rétrogradation
II.5 Utilisations de l’amidon
II.5.1 Utilisations de l’amidon natif
II.5.2 Utilisations de l’amidon modifié
II.6 Importance de l’amidon à Madagascar
II.6.1 Petite historique
II.6.2 Structure de la production
II.6.3 Le marché de la fécule
II.6.3.1 Les clients potentiels
II.6.3.2 Commerce intérieure et extérieure de la fécule
III Conclusion partielle
DEUXIEME PARTIE: RECUPERATION DE L’AMIDON DE MANIOC SEC
I Présentation générale de la matière première : le manioc sec
I.1 Préparation du manioc sec
I.1.1 Coupe
I.1.2 Séchage
II Extraction de l’amidon de manioc sec
II.1 Essai 1 : Technologie sans épluchage des racines
II.1.1 Diagramme de fabrication
II.1.2 Les étapes de l’extraction
II.1.2.1 Opérations préliminaires
II.1.2.2 Opérations d’extraction
II.1.2.3 Opérations de finissage
II.1.3 Notes et considérations
II.1.4 Pertes et rendements
II.1.5 Consommation intermédiaire
II.2 Technologie 2 : avec épluchage des racines
II.2.1 Diagramme de fabrication
II.2.2 Les étapes de l’extraction
II.2.2.1 Opérations préliminaires
II.2.2.2 Opérations d’extraction
II.2.2.3 Opérations de finissage
II.2.3 Notes et considérations
II.2.4 Pertes et rendements
II.2.5 Consommation intermédiaire
II.3 Quelques facteurs déterminant
II.3.1 Le trempage
II.3.1.1 Comportement des racines de manioc sec au trempage
II.3.1.2 Répartition de l’humidité dans la racine trempée
II.3.1.3 Accélération du temps de trempage
II.3.2 Choix des tamis
II.3.3 La sédimentation
II.3.3.1 Calibre des grains
II.3.3.2 Le temps de sédimentation
II.4 Les améliorations pouvant être faites
II.4.1 Approvisionnement des matières premières
II.4.2 Amélioration des autres opérations préliminaires
II.4.3 Amélioration de l’opération tamisage/lavage
II.4.4 Amélioration de la sédimentation
II.4.5 Amélioration des opérations de finissage
III Conclusion partielle
TROISIEME PARTIE: QUALITE DE L’AMIDON ET EVALUATION TECHNICO-ECONOMIQUE D’UNE AMIDONNERIE DE MANIOC SEC
I Analyse qualitative des farines d’amidon
I.1 Qualités physico-chimiques de l’amidon
I.1.1 Généralités sur les méthodes
I.1.2 Conduite des tests
I.1.3 Les différents tests
I.1.3.1 Aspect de la farine sèche
I.1.3.2 Propreté
I.1.3.3 Finesse
I.1.3.4 Pulpe
I.1.3.5 Viscosité
I.1.3.6 Teneur en cendres
I.1.3.7 Teneur en eau
I.1.3.8 Acidité
I.2 Qualités organoleptiques de l’amidon
I.2.1 Développement de produits
I.2.1.1 Crackers
I.2.2 Analyse sensorielle des produits
I.2.2.1 Organisation préliminaire de l’analyse
I.2.2.2 Conduite de l’essai
I.2.2.3 Les épreuves
I.2.2.4 Résultats et interprétations
II Evaluation technico-économique d’une amidonnerie de manioc sec
II.1 Localisation du site d’exploitation
II.2 Traitement des eaux et des sous-produits
II.2.1 Traitement des eaux
II.2.1.1 La décantation
II.2.1.2 La coagulation-floculation
II.2.1.3 La filtration
II.2.1.4 Le déshuilage
II.2.2 Traitements des sous-produits
II.3 Aspect technique de la production
II.3.1 Plan de production
II.3.2 Choix de la technologie
II.3.3 Principes
II.3.4 Rendement
II.3.5 Capacité de production
II.3.6 Principaux éléments constitutifs
II.3.7 Contrôle de la qualité de production
II.3.8 Ressources humaines
II.3.8.1 Organisation de la production
II.3.8.2 Qualification du personnel
II.3.9 Analyse financière
II.3.9.1 Equipements et amortissements
II.3.9.2 Charges
II.3.9.3 Evaluation du prix de revient
II.3.9.4 Estimation du résultat
II.3.10 Proposition de solutions
II.3.10.1 Quelques considérations
II.3.10.2 Solutions proposées
III Conclusion partielle
Conclusion générale
Bibliographie
Annexes
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