1*1 Agriculture Canada Manutention de produits agricoles Entreposage et conditionnement m a ■ Agriculture ItI Canada des grains et fourrages APR «8-3 1991 3 Library / Bibliothèque, Ottawa K1A 0C5 15 10 \ ° \ S \ "*„ \ \%VA \ \ \ %i \ %. \ \ \^ entreposages. \. \ sans danger n. N. 5 ! 1 1 1 1 1 1 i i i i 14 16 18 20 taux d'humidité (%) 22 24 Fig. 2. Effet de la température et du degré d'humidité sur le temps d'entreposage acceptable pour le blé, l'avoine et l'orge. O N o o T3 CD i_ -CD O. E CD 10 15 taux d'humidité (%) Fig. 3. Effet de la température et du degré d'humidité sur le temps d'entreposage acceptable pour le colza Canola avec une ventilation continue. Comme les insectes et les acariens se reproduisent rapidement, il importe de refroidir le grain le plus tôt possible après la récolte, surtout par temps chaud lorsque la température atteint 15 °C ou plus. Sans ventilation, le grain se refroidit lentement en entreposage et conserve la température de récolte pendant de longues périodes. Bref, voici les facteurs qui peuvent endommager le grain : • les grains non mûrs • les grains mûrs qui contiennent plus d'humidité que la moyenne des grains MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES Tableau 2 Degré d'humidité dans les principales espèces de grains Espèce Sec % du poids Gourd Humide Blé Orge Avoine Seigle Lin Colza Canola Sarrazin Maïs Pois Tournesol Moutarde Millet Soja Lentilles Triticale Haricots blanc 14,5 14,8 14,0 14,0 10,5 10,0 16,0 15,5 16,0 9,5 10,5 12,0 14,0 14,0 14,0 18,0 14,6-17,0 14,9-17,0 14,1-17,0 14,1-17,0 10,6-13,5 10,1-12,5 16,1-18,0 15,6-17,5 16,1-18,0 9,6-13,5 10,6-12,5 14,1-16,0 14,1-16,0 14,1-17,0 18,1-21,5 >17,0 >17,0 >17,0 >17,0 >13,5 >12,5 >18,0 17,6-21,0 >18,0 13,6-17,0 >12,5 16,1-18,0 >16,0 >17,0 >21,5 Remarque : On considère sans danger d'entreposer le colza Canola pour l'hiver avec un degré d'humidité de 8,5 %. On peut seulement entreposer les autres grains lorsqu'ils sont secs. Référence : Grain grading handbook for western Canada. (Guide sur le classement des grains pour l'Ouest canadien). 20 22 24 26 taux d'humidité (*C) Fig. 4. Effet de la température et du degré d'humidité sur le temps d'entreposage acceptable pour le mais. • des quantités supérieures à la moyenne de grains endommagés et de matériel fin Les grains qui ne sont pas mûrs contiennent plus d'humidité et produisent une plus grande chaleur de respiration que les grains mûrs. Vous pouvez prévenir la concentration de grains non mûrs dans certains endroits des cellules d'entreposage en tournant le grain. De plus, utiliser un épandeur de grains pour le chargement des cellules et maintenir un degré d'humidité et une température convenables. 2.2 La réhumidification du grain, de mauvaises méthodes de séchage ou la migration de l'humidité dans la cellule peuvent entraîner la formation de poches de grains humides. Prendre des mesures semblables à celles décrites pour défaire les poches de grains non mûrs. Les insectes s'attaquent plus souvent aux grains endommagés ou fins parce qu'ils ont alors plus facilement accès à la nourriture à l'intérieur des grains. Il est aussi plus difficile de refroidir ces grains endommagés ou fins, qu'on appelle des impuretés, en raison de leur forte résistance au débit d'air. Tourner le grain en entreposage et utiliser un épandeur de grains pour le chargement afin de distribuer uniformément les impuretés. Vérifier la méthode de chargement de la cellule afin de ne pas répéter les mêmes erreurs lorsque vous tournez le grain. Souvent, les dispositifs de chargement ne répartissent pas les impuretés de façon uniforme. Toutefois, s'il est impossible de les répartir uniformément, nettoyer les cellules afin d'enlever tout excès d'impuretés. Degré d'humidité équilibré Le degré d'humidité est équilibré lorsque la pression partielle de la vapeur d'eau dans le grain égale celle dans l'air. L'humidité relative (HR) de l'air en équilibre avec le degré d'humidité dans du matériel est connue sous le nom d'équilibre 10 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT de l'humidité relative. Le grain relâche de l'humidité dans l'air (au séchage) quand l'humidité relative de l'air est moindre que l'équilibre de l'humidité relative. Par contre, le grain absorbe de l'humidité quand l'HR de l'air dépasse l'équilibre de l'humidité relative. Le seuil d'équilibre varie selon la température et le type de grain. Quand l'air ambiant se déplace dans le grain, soit que le grain libère de l'humidité dans l'air ou absorbe de l'humidité contenue dans l'air selon l'humidité relative de l'air, le degré d'humidité du grain ainsi que la température à la fois du grain et de l'air. La figure 5 illustre les effets de deux importants facteurs pour le séchage du grain. Au fur et à mesure que sèche le grain, le taux de séchage diminue considérablement étant donné que les pressions de la vapeur de l'air et du grain commencent à s'égaliser. De plus, la capacité de l'air ambiant de sécher le grain diminue lorsque les températures baissent. Par conséquent, la capacité de l'air ambiant d'enlever l'humidité du grain est directement proportionnelle à l'évaporation nette dans une région géographique donnée. 2.3 Détermination du degré d'humidité Pour une détermination rapide du degré d'humidité, on peut utiliser des vérificateurs de la résistance électrique. Se servir de vérificateurs ayant démontré de la précision pour la plupart des espèces de grains et un grand éventail de degrés d'humidité. Ne pas oublier de recalibrer les vérificateurs toutefois pour chaque espèce de grains. Quand vous utilisez un séchoir à air chaud pour les grains, prévoir une certaine réhumidification après le séchage lorsque 20 1 18 16- I £ !4- 2 I2 0 ■a 0) n '5 10- 8- • céréales à 25 °C O céréales à 10 °C □ oléagineux à 10 °C A oléagineux à 25 °C 60 70 humidité relative de l'air 80 Fig. 5. Équilibre du degré d'humidité des céréales et oléagineux. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 1 1 l'humidité du grain cherche à se stabiliser à nouveau. La réhumidifïcation peut se produire si vous mesurez avec un simple vérificateur l'humidité dans les couches de surface des grains. Ces couches sèchent plus rapidement que celles du centre. Alors, le vérificateur enregistre un faible degré d'humidité immédiatement après le séchage. La réhumidification est négligeable lorsqu'on enlève seulement une petite quantité d'humidité dans les grains. Toutefois, la réhumidification atteint souvent 1 à 1,5% quand on élimine un degré d'humidité de 10 % ou plus dans les grains. Afin de tenir compte de la réhumidification et de mesurer le degré d'humidité avec précision, attendre que la température se soit stabilisée dans tout le grain avant d'utiliser le vérificateur. On peut aussi résoudre le problème de réhumidification en surséchant le grain d'environ 1 %. Dans ce cas, avant de vérifier le degré d'humidité de l'échantillon, écraser le grain et le sceller dans un sac de plastique afin de prévenir la perte d'humidité et le laisser refroidir jusqu'à ce qu'il atteigne la température ambiante. Plusieurs publications de l'American Society of Agricultural Engineers (ASAE) décrivent des méthodes standard pour déterminer le degré d'humidité dans les grains, les semences et les fourrages. En fait, l'exactitude de tous les types de vérificateurs d'humidité est mesurée par rapport aux fours de séchage de l'ASAE. 2.4 Dispositifs de réglage de la température Mesurer la température est la façon la plus simple et la plus pratique de vérifier l'état du grain entreposé. Cela permet de découvrir toute source de chaleur ou si la propagation d'insectes et d'acariens menacent la qualité du grain. De faibles augmentations de la température nécessitent un examen plus poussé. Il importe de garder un registre exact des températures constatées afin de pouvoir déceler et évaluer même de faibles écarts de température. Placer des lecteurs de température à au moins trois endroits dans les grains afin de mesurer efficacement la température de la masse entreposée. Voici de bons endroits où les placer dans la cellule d'entreposage : au centre supérieur (de 0,5 à 1 m sous la surface), au centre inférieur (de 0,5 à 1 m au-dessus du plancher) et du côté sud (de 0,1 à 0,5 m du mur extérieur, soit dans la moitié de la cellule). Puisqu'il y a une migration de l'humidité dans la cellule, l'humidité produite par la convection interne a tendance à s'accumuler aux centres supérieur et inférieur. En vérifiant les écarts de température à partir de l'extérieur jusqu'au centre, vous pouvez déceler tout changement de température de la masse de grains et déceler assez rapidement l'humidité dans le grain. Une température uniforme dans toute la masse entreposée garantit les meilleures conditions d'entreposage possibles. Parmi les lecteurs de température les plus communs, on trouve les thermocouples, les thermistors et les thermomètres à dilatation de gaz. Les thermocouples et les thermistors ne sont pas très chers mais ils nécessitent des compteurs coûteux pour interpréter les signaux obtenus. Les thermomètres à dilatation de gaz sont souvent moins chers, mais ils sont plus utiles comme sondes ou dans des lieux fixes. Utiliser des thermocouples et des thermistors quand vous devez mesurer régulièrement la température dans plusieurs cellules. Ces dispositifs peuvent demeurer dans les cellules étant donné qu'ils transmettent des signaux à des compteurs à l'extérieur des cellules. Doter de lecteurs de température toutes les cellules ayant plus de 300 m3. Toutefois, il peut être utile d'installer un lecteur dans une cellule de n'importe quelle taille, surtout si le grain entreposé est humide ou sensible à la chaleur comme le colza Canola. 2.5 Temps d'entreposage Le temps d'entreposage est le facteur le moins souvent utilisé pour réduire les problèmes d'entreposage du grain. Il importe de concevoir des systèmes d'entreposage pour répondre à des demandes variées concernant le temps d'entreposage. Avec un bon système, l'exploitant peut tirer avantage du facteur temps et en profiter du point de vue financier. Supposer une charge de blé n° 2 avec un degré d'humidité de 18 % récoltée le 5 septembre. L'exploitant doit se poser les questions suivantes : • Faut-il sécher le grain? • Faut-il refroidir le grain en vue de le vendre comme blé n° 2 humide? • Faut-il le refroidir afin de le vendre plus tard comme blé de fourrage? • Faut-il le refroidir pour le donner à son propre bétail? • Faut-il le laisser sécher dans le champ avant de le récolter? Dans ce cas, il ne s'agira peut- être plus de blé n° 2. L'exploitant peut seulement répondre à ces questions s'il connaît toutes les données suivantes : 12 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT • les stocks de grains disponibles • les besoins en matière de fourrage • la situation relative aux impôts • les conditions du marché • la capacité de prendre des risques. La conception de l'installation d'entreposage ne doit pas imposer supplémentaires. de contraintes 3.1 SYSTEMES DE REGLAGE DE L'HUMIDITÉ ET DE LA TEMPÉRATURE L'air qui se déplace dans la masse de grains influe sur le degré d'humidité et la température du grain. Le débit, la température et le degré d'humidité de l'air qui conviennent varient selon les objectifs du séchage. Voici les quatre principaux systèmes de séchage du grain : • la ventilation • le séchage à l'air naturel • le séchage à l'air chaud • une combinaison de méthodes de séchage. La ventilation préserve la qualité du grain sec et élimine les écarts de température et d'humidité dans toute la cellule. Le séchage à l'air naturel (ou non chauffé) permet d'utiliser l'air ambiant pour laisser le grain sécher. Cette méthode n'enlève qu'un degré limité d'humidité excessive. Dans le séchage à l'air chaud, on utilise de la chaleur supplémentaire pour sécher le grain. Ajouter la chaleur à l'air ambiant augmente l'écart de la pression de vapeur entre le grain et l'air, réduisant ainsi le temps de séchage. Une combinaison des diverses méthodes de séchage fait appel à la ventilation, au séchage à l'air naturel ou au séchage à l'air chaud. On parle alors de refroidissement lent différé, de ventilation et de refroidissement, et d'une variante de la méthode de ventilation et de refroidissement. On peut utiliser une telle combinaison de méthodes durant le refroidissement afin d'extraire du grain les derniers 1 à 6 % d'humidité. Systèmes de ventilation Se servir de ventilateurs pour : • refroidir le grain sec pour l'entreposer aux plus basses températures possible 3.2 • établir et maintenir une température et un degré d'humidité uniformes dans toute la masse de grains. La ventilation du grain entreposé requiert un débit d'air minimum de l(L/s) m3. Avec ce débit d'air, le grain se refroidit uniformément et atteint la température ambiante dans une période d'environ 150 à 200 h. Si l'on double le débit d'air, le grain se refroidit deux fois plus vite. Des débits d'air supérieurs aux minimums recommandés augmentent les possibilités d'entreposage. Une ventilation de 2 à 6 (L/s) par mètre cube de grains permet de réduire le temps d'utilisation des ventilateurs. Avec un tel débit, le grain se refroidit bien et atteint une température uniforme. Par la même occasion, la ventilation réduit les risques d'accumulation d'humidité dans le grain gourd entreposé. La température idéale du grain présente un écart inférieur à 5 °C par rapport à la température ambiante moyenne. Toutefois, il est plus pratique de conserver le grain à moins 5 °C durant l'hiver et de le réchauffer à 10 °C au printemps. Mesurer la température du grain dans la cellule afin de vérifier si elle est uniforme dans toute la masse. S'il existe des écarts de température, l'humidité peut se déplacer dans la cellule et réduire le temps d'entreposage possible. Une utilisation des ventilateurs pendant une période convenable garantit une température uniforme. La migration de l'humidité dans une cellule crée des accumulations de liquide au centre supérieur de la cellule durant l'hiver et au centre inférieur durant l'été. Vérifier souvent ces endroits. Puisque le centre inférieur est difficile d'accès, on peut seulement le vérifier en mesurant la température. Toutefois, il est moins important de vérifier le fond de la cellule d'entreposage si l'on peut le ventiler. La ventilation ne permet pas de sécher le grain trop humide, mais dans des conditions idéales, une partie de l'humidité est éliminée. Éviter de réduire la quantité de matériel vendable en séchant trop le grain. Un système de ventilation bien conçu est nécessaire pour tirer avantage d'une augmentation du débit d'air, d'un refroidissement accéléré ou de l'entreposage du grain gourd. L'exploitant doit aussi comprendre les effets des conditions ambiantes sur la conservation du grain entreposé. Fonctionnement des ventilateurs Durant la récolte, le principal objectif consiste à refroidir le grain. Il importe de faire fonctionner continuellement les ventilateurs pendant et MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 13 après le chargement de la cellule tant que la température de la sortie d'air sera supérieure de 5 °C à la température quotidienne moyenne. Le refroidissement du grain à moins de 5 °C nécessite en général plusieurs périodes d'utilisation continue des ventilateurs au fur et à mesure que la température ambiante diminue. Ne pas tenir compte de l'humidité relative de l'air ambiant lorsque vous refroidissez le grain. Continuer d'utiliser les ventilateurs même par temps humide, car le refroidissement du grain est plus important que toute réhumidification qui peut se produire. Faire fonctionner les ventilateurs pour une journée ou deux après un temps humide afin d'enlever tout excès d'humidité dans la cellule d'entreposage. Le centre supérieur de la cellule se refroidit en dernier si l'air est poussé vers le haut. Si l'air est poussé vers le bas, alors le centre inférieur se refroidit en dernier. Le refroidissement est terminé lorsque la température à ces deux endroits atteint 5 °C ou moins. Durant l'hiver, maintenir une température uniforme en faisant fonctionner les ventilateurs pendant un jour ou deux quand la température ambiante approche celle du grain entreposé. De grands froids nuisent à l'uniformité de la température dans la cellule et augmentent les risques de migration de l'humidité. Le froid d'hiver entraîne aussi une condensation sur les conduits d'aération près du grain. Quand le ventilateur n'est pas utilisé, garder un couvercle sur le ventilateur ou le conduit. Cela permet de : • prévenir que le grain près du conduit ne se refroidisse trop par les grands froids d'hiver • prévenir que la pluie ou la neige entre dans la cellule • bloquer l'accès de la cellule aux rongeurs. Réchauffer le grain au printemps, surtout s'il faut l'entreposer tout l'été et si la température du grain est de 0 °C ou moins. Commencer à le réchauffer au printemps lorsque la température ambiante moyenne atteint le jour 5 °C de plus que celle du grain. Réchauffer le grain par étapes afin qu'il atteigne finalement une température de 10 °C et choisir des moments où l'humidité relative est inférieure à 70 %. Réchauffer le grain de cette façon réduit les risques de condensation sur le grain et de réhumidification du grain s'il absorbe l'humidité. Faire fonctionner continuellement les ventilateurs durant le chauffage afin de veiller à garder une température uniforme dans la cellule. Il peut se produire de la condensation et des dommages en quelques jours si l'on ferme les ventilateurs avant que le grain n'ait atteint une température uniforme. Durant l'été, tirer avantage du temps frais quand la température baisse à 15 °C ou moins afin de rétablir une température uniforme. Ne pas faire fonctionner les ventilateurs si la température ambiante dépasse celle du grain, sauf pour terminer la période nécessaire à l'établissement d'une température uniforme. 3.3 Direction du débit d'air La décision de diriger l'air de haut en bas ou de bas en haut dans le grain repose sur plusieurs facteurs. Voici des renseignements qui vous aideront à décider quelle méthode utiliser dans la conception de systèmes de ventilation pour le séchage. Faire sortir l'air du fond de la cellule d'entreposage entraîne un avantage important, car cela permet d'éliminer la condensation sous le toit tout en refroidissant le grain chaud par temps froid. Toutefois, parmi les désavantages, la sortie d'air par le plancher de la cellule peut causer une accumulation de l'humidité au centre inférieur qui est difficile d'accès pour effectuer des contrôles de la qualité. Afin d'éviter un tel problème, fixer un lecteur de température à cet endroit et enlever périodiquement une petite quantité de grains du centre inférieur afin de déceler tout dommage possible. Par ailleurs, la sortie d'air par le plancher pose un problème étant donné qu'elle réchauffe le grain refroidi au fond de la cellule si du grain chaud est ajouté sur le dessus ou si la chaleur du soleil fait augmenter la température sous le toit de là cellule durant le refroidissement. La sortie d'air au-dessus de la cellule d'entreposage comporte quatre avantages importants. Elle offre un accès facile pour la vérification de l'endroit le plus vulnérable aux dommages (le centre supérieur). Elle simplifie aussi la lecture de la température afin de déterminer quand la ventilation est complète. La sortie d'air au sommet de la cellule aide à garder les perforations propres durant le chargement de la cellule, surtout lorsque les ventilateurs commencent à fonctionner avant le chargement. Enfin, elle empêche la chaleur du soleil réchauffant le toit et l'espace au- dessus du grain entreposé de le réchauffer, un avantage particulièrement important au printemps et à l'été. Toutefois, un grand désavantage de la sortie d'air au sommet de la cellule est que la condensation se formant sur le toit de la cellule peut dégoutter sur le grain. 14 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT 3.4 Séchage à l'air naturel L'air ambiant non chauffé peut sécher le grain entreposé à condition que l'équilibre de l'humidité relative correspondant au degré d'humidité du grain soit supérieur à l'humidité relative de l'air ambiant. Le taux de séchage doit dépasser le taux de développement d'impuretés dans le grain. Le taux de séchage augmente avec une hausse de la température ambiante, mais il faut se souvenir que de telles conditions favorisent aussi le développement d'impuretés. Par ailleurs, l'équilibre du degré d'humidité augmente avec une baisse de la température du grain, ce qui limite davangage le taux de séchage déjà réduit par l'enthalpie inférieure de l'air plus frais. 3.5 Conception et fonctionnement L'air poussé dans le grain entreposé sèche d'abord le grain qu'il touche en premier. En passant à travers le grain, il absorbe de l'humidité jusqu'à ce que son humidité relative corresponde au degré d'humidité du grain. Par conséquent, il passe à travers le reste du grain sans le sécher. La profondeur du grain coïncidant avec l'absorption d'humidité par l'air est appelée la zone de séchage. L'épaisseur et la vitesse de séchage de cette zone varie selon le débit d'air, les conditions ambiantes et le degré d'humidité du grain. Afin de prévenir les dommages au grain, la zone de séchage doit passer à travers toute la masse de grain durant le temps d'entreposage recommandé. Le séchage à l'air naturel consiste donc en une course contre la montre afin de sécher le grain avant qu'il ne s'endommage. D'habitude, un ventilateur pousse l'air vers le haut de la cellule de sorte que le grain à la surface sèche en dernier. Durant le séchage, surveiller le grain de près dans cet endroit afin de déceler tout signe de chaleur et de déterminer quand la zone de séchage s'est déplacée. Si la température du grain augmente, le placer aussi vite que possible dans un séchoir à air chaud afin de réduire les risques de dommages. Avec un système de séchage à l'air naturel, l'exploitant peut seulement contrôler le débit d'air. Un fort débit d'air déplace plus rapidement une plus grande zone de séchage dans la masse de grains. Une fois établie, la zone de séchage se déplace dans le grain tant que le ventilateur fonctionne. Par conséquent, il importe d'utiliser le ventilateur de façon continue jusqu'à ce que la zone ait passé dans toute la masse de grains ou que le grain ait atteint une température convenable pour un entreposage sûr. Il faut s'attendre à ce que le grain le plus près du ventilateur devienne trop sec par beau temps et se réhumidifie par temps humide. Continuer de faire fonctionner le ventilateur jusqu'à ce que le grain soit sec ou qu'il ait atteint une température convenable pour un entreposage sûr (fig. 2, 3 et 4). Il faut entreposer les grains céréaliers et le maïs à une température de 0 à — 5 °C avec un degré d'humidité de 15 à 18 %. Il n'est pas nécessaire de le sécher plus si l'on prévoit utiliser le grain pour du fourrage durant l'hiver. Autrement, il faut sécher complètement les céréales et le maïs en faisant fonctionner continuellement le ventilateur durant le printemps aussitôt que le permettra la température ambiante. Le séchage se produit rapidement au printemps lorsque les conditions ambiantes le favorisent normalement. 3.6 Débit d'air Régler le débit d'air selon : • le type de grains et le degré d'humidité • la date de récolte • les conditions atmosphériques d'automne normales pour la région. Vous trouverez aux tableaux 3 à 8 les débits d'air recommandés selon des conditions variées. 3.7 Facteurs favorables au séchage Plusieurs facteurs peuvent influer sur l'efficacité du séchage du grain. D'abord, la concentration d'impuretés et de grains brisés peut réduire considérablement l'effet du débit d'air. Il importe d'atténuer le problème en retirant une certaine quantité de grains dans le centre de la zone de déchargement après le remplissage de la cellule. Vous pouvez utiliser à la place un épandeur de grains. Le nivelage manuel du grain peut aussi favoriser un passage uniforme de l'air dans la cellule. Commencer la ventilation dès qu'il y a assez de grains sur les surfaces perforées de sorte que le grain ne s'envole pas. Continuer la ventilation jusqu'à ce que le grain soit sec ou assez refroidi pour éviter qu'il ne s'endommage. Durant l'entreposage, vérifier la température et le degré d'humidité du grain à au moins un mètre de profondeur dans la partie supérieure de la cellule. En hiver, faire fonctionner le ventilateur pendant 6 à 8 h si la température ambiante s'élève ou après des périodes durant lesquelles la température ambiante dépasse 0 °C. Enfin, utiliser le ventilateur au printemps pour réchauffer le grain à 10 °C, surtout lorsque vous prévoyez le garder en entrepôt après la fin juin. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 15 Tableau 3 Débit d'air minimum recommandé au Manitoba pour une cellule d'entreposage avec un plancher tout perforé et une surface de grains plane Taux de Culture et séchage Tai date de récolte Date de à l'au- séchage tomne 16 17 18 19 20 22 24 26 28 Débit d'air (L/s ■m3) Blé en graines 15 août Automne 100 9 9 10 15 27 ** _^_ __ 97 6 7 10* 15 27 ** — — — 94 6 6 10* 15* 27* ** — — — 90 5 5 10* 15* 27* ** — — — Printemps 6 7 10 15 27 ** — — — % de temps 97 97 100 100 100 ** — — — du séchage en automne 1 septembre Automne 100 10 11 12 13 17 40 ___ __ __ 97 8 10 10 13* 17 40 — — — 94 7 9 10 13* 17 40* — — — 90 7 8 9 13* 17 40* — — — Printemps 7 8 8 13 17 40 — — — % de temps 94 91 88 100 100 100 — — — du séchage en automne 15 septembre Automne 100 19 23 28 30 32 37 97 17 22 23 24 25 27 — — — 94 13 13 16 17 20 27 — — — 90 10 12 15 16 17 26 — — — Printemps 8 8 8 8 14 26 — — — % de temps 76 73 52 33 82 88 — — — du séchage en automne 1 octobre Printemps 8 8 8 9 13 23 % de temps 33 15 3 3 39 61 — — — du séchage en automne 15 octobre Printemps 8 8 8 11 15 24 _ — % de temps 0 0 0 3 9 30 — — — du séchage en automne Blé commercial 15 août Automne 100 9 9 10 10 17 34 97 6 7 8 9 17* 34* — — — 94 5 6 7 9* 17* 34* — — — 90 5 5 6 9* 17* 34* — — — Printemps 6 6 7 9 17 34 — — — % de temps 97 94 94 97 100 100 — — — du séchage en automne (à suivre) 16 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Tableau 3 Débit d'air minimum recommandé au Manitoba pour une cellule d'entreposage avec un plancher tout perforé et une surface de grains plane (suite) Culture et date de récolte Taux de séchage Date de à Tau- — séchage tomne 16 17 Taux d'humidité (%) 18 19 20 22 24 26 28 Débit d'air (L/sm3) 1er septembre 15 septembre 1er octobre 15 octobre Orge 15 août 1er septembre Automne 100 10 11 12 13 15 21 97 8 10 10 12 13 21 94 7 9 10 11 13* 21 90 7 8 9 10 13* 21* Printemps 7 8 8 8 13 21 % de temps 94 91 88 76 97 100 du séchage en automne Automne 100 19 23 28 30 32 37 97 17 22 23 24 25 27 94 13 13 16 17 20 27 90 10 12 15 16 17 26 Printemps 8 8 8 8 9 18 % de temps 76 73 52 33 15 88 du séchage en automne Printemps 8 8 8 8 8 15 % de temps 33 15 3 3 0 48 du séchage en automne Printemps 8 8 8 8 8 16 % de temps 3 0 0 0 0 0 du séchage en automne Automne 100 16 16 18 40 97 9 — 12 — 18* 40* 94 8 — 10 — 18* 40* 90 7 — 9 — 18* 40* Printemps 7 — 9 — 18 40 % du temps 88 — 88 — 100 100 de séchage à l'automne Automne 100 19 19 ^^_ 24 30 97 16 — 19 — 19 27 94 14 — 17 — 18 27 90 13 — 16 — 17 27* Printemps 13 — 13 — 13 27 % du temps 91 — 85 — 85 97 de séchage à l'automne (à suivre) MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 17 Tableau 3 Débit d'air minimum recommandé au Manitoba pour une cellule d'entreposage avec un plancher tout perforé et une surface de grains plane ( fin) Culture et date de récolte Taux de séchage Date de à l'au- séchage tomne 16 17 18 19 20 22 24 26 Taux d'humidité (%) 28 Débit d'air (L/sm3) 15 septembre 1 octobre Automne 100 35 97 29 94 24 90 20 Printemps % du temps de séchage à l'automne 13 73 Printemps % du temps de séchage à l'automne 13 45 45 39 30 25 13 64 13 24 50 ** 45 47 31 37 30 35 13 17 45 55 13 6 17 15 Maïs* 15 septembre 1er octobre 15 octobre 1er novembre 10 — 29 — 117 8 — 22 — 49 8 13 20 25 52 8 — 12 — 20 Référence: Agriculture Canada (1986). * Des débits d'air moins élevés sont possibles dans ce cas, mais il y aura alors des risques de dommages. Voir votre ingénieur agricole local pour plus de détails. ** Les débits d'air seraient excessifs pour ce cas. t Selon des simulations par ordinateur avec les données atmosphériques de Winnipeg pour les années 1961 à 1970. Le degré d'humidité final s'élevait à 15,5 %. Les débits d'air indiqués termineraient le séchage au printemps suivant l'année de la récolte. 3.8 Exposé général Les systèmes de séchage à l'air naturel offrent d'habitude un débit d'air de 10 à 30 (L/s) par mètre cube de grains. Ce débit suffit à sécher le grain gourd ou du moins à permettre de le garder en entrepôt pour l'hiver. Il peut même convenir pour du grain humide. Toutefois, un tel système de séchage nécessite les soins d'un exploitant expérimenté. Les systèmes de séchage à l'air naturel requièrent un investissement de capitaux inférieur et moins de matériel de manutention que les séchoirs à air chaud. Ces systèmes consomment aussi moins d'énergie électrique que tous les autres systèmes de séchage, surtout dans les régions qui profitent d'une basse humidité relative en automne et où il ne faut retirer du grain qu'un faible degré d'humidité. En fait, les systèmes de séchage à l'air naturel fonctionnent très bien dans les régions ayant une faible humidité relative en automne. Dans de telles régions, il importe cependant de faire attention aux dommages causés par un surséchage du grain, car ils peuvent être considérables. Dans les régions où l'humidité relative s'approche de l'équilibre du degré d'humidité pour le grain sec, les coûts d'énergie électrique augmentent rapidement. Il faut alors un fort débit d'air afin de prévenir la formation d'impuretés et augmenter le temps d'utilisation des ventilateurs pour enlever l'humidité. Dans la conception d'un système de séchage à l'air naturel, il faut prévoir des cellules larges et peu profondes. Afin de réaliser des économies, choisir un ventilateur qui maintient la plus basse pression statique possible. De tels ventilateurs sont surtout nécessaires dans les entrepôts de récoltes de petits grains (comme le lin et le colza Canola) parce que la perte de pression dans le grain augmente considérablement en fonction de la 18 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Tableau 4 Débit d'air recommandé pour le séchage du blé à l'air naturel à Edmonton, Alberta Date de récolte Année Taux d'humidité initial (%) 16 18 20 22 24 2e plus mauvaise la plus mauvaise Débit d* air (L/s- m3) 15 août — 5,0 6,3 20,0 22,5 35,0 41,3 — 1er septembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 4,4 4,4 12,5 16,3 28,8 28,8 — 15 septembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 2,5 2,5 3,8 4,4 7,5 7,5 17,5 18,8 40,0 41,3 1er octobre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 3,8 4,4 6,3 6,3 10,0 11,3 — 15 octobre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 3,8 4,4 5,6 5,6 8,8 8,8 — Les données dans ce tableau sont fondées sur des résultats de simulation du séchage pour les années 1967 à 1976. Tableau 5 Débit d'air recommandé pour le séchage du blé à l'air naturel à Swift Current, Saskatchewan Date de récolte Année Taux d'humidité initial (%) 16 18 20 22 24 2e plus mauvaise la plus mauvaise Débit d' air (L/s- m3) 15 août — 5,0 5,0 13,8 15,0 26,3 35,0 — 1er septembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 5,0 5,6 11,3 12,5 21,3 25,0 — 15 septembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 2,5 3,1 3,8 4,4 8,8 11,3 17,5 18,8 33,8 35,0 1er octobre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 3,8 4,4 7,5 7,5 12,5 15,0 — 15 octobre 2e plus mauvaise la plus mauvaise — 3,8 4,4 6,3 6,3 10,0 11,3 — Les données dans ce tableau sont fondées sur des résultats de simulations du séchage pour les années 1 960 à 1 974. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 19 Tableau 6 Débit d'air recommandé pour le séchage du blé à l'air naturel à London, Ontario Date de récolte Année Taux d'humidité initial (%) 20 22 24 26 28 2e plus mauvaise la plus mauvaise Débit d' air (Us- m3) 15 septembre 21,0 26,8 35,0 51,3 69,0 72,3 113,0 128,0 175,0 187,0 1er octobre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 11,7 15,2 25,6 30,3 49,0 66,5 87,5 128,0 111,0 163,0 15 septembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 7,7 11,7 17,5 24,5 39,6 73,5 70,0 128,0 140,0 152,0 1er novembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 8,2 9,3 12,8 12,8 21,0 23,3 40,8 42,0 67,5 80,5 15 novembre 2e plus mauvaise la plus mauvaise 8,2 8,2 7,7 7,7 15,2 16,3 22,1 26,8 39,6 45,5 Les données dans ce tableau sont fondées sur des résultats de simulations du séchage pour les années 1962 à 1973. Tableau 7 Débit d'air minimum prévu pour le séchage du colza Canola au Manitoba Date de récolte Date de séchage Taux de séchage à l'au- tomne 10 Taux d'humidité initial (%) 11 12 13 14 15 Débit d'air (L/sm3) 15 août 1er septembre 15 septembre 1er octobre Automne Printemps % du temps de séchage à l'automne Automne 100 97 94 90 Printemps % du temps de séchage à l'automne Printemps % du temps de séchage à l'automne Printemps % du temps de séchage à l'automne 100 97 94 90 16 13 10 7 7 88 26 19 13 13 12 85 12 55 12 24 16 13 10 8 7 85 26 19 17 14 12 82 12 39 12 24 16 13 11 9 7 76 26 19 17 15 12 79 12 39 12 15 16 17 28 13 15 28* 13* 15* 28* 13* 15* 28* 13 15 28 97 97 100 27 27 30 19 19 20 17 17 20* 16 17 20* 12 16 20 70 85 97 12 12 14 33 30 36 12 12 12 15 9 6 * Des débits d'air moins élevés sont possibles dans ce cas, mais il y aura alors des risques de dommage. Voir votre ingénieur agricole local pour plus de détails. 20 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Tableau 8 Effet de la date de récolte du maïs et du degré d'humidité initial sur le débit d'air pour le séchage à basse température du maïs à Toronto Date de récolte ** Condition climatiqm î (année) 1971 (pauvre) 1972 1975 1969 1976 (bonne) • Débit d'air (L/s- m3) 1er octobre 28,1 23,9 23,5 21,2 12,8 15 octobre 26,1 23,8 21,5 16,4 12,4 1er novembre 18,7 20,8 20,0 19,7 13,1 15 novembre 24,4 27,2 26,6 18,3 12,7 Taux d'humidité initial (%)t 22 26,1 23,8 21,5 16,5 12,4 24 42,3* 25,3 28,1 21,8 18,9 26 46,1* 29,8 47,4* 28,9 21,2 * De tels débits d'air peuvent ne pas être possibles à moins d'utiliser un ventilateur centrifuge à haute vitesse ou que le grain soit peu profond. ** Degré d'humidité initial de 22 %. t Date de récolte le 15 octobre. Référence : Mittal and Otten (1982). profondeur du grain et de la vélocité de l'air. Ce choix de cellule et de ventilateur réduit le coût marginal par cellule, mais augmente toutefois celui du plancher perforé et des fondations. 3.9 Séchage à l'air chaud Au fur et à mesure que le grain sèche, il libère de l'humidité dans l'air à un taux variant selon deux facteurs : la différence entre la pression partielle de vapeur d'eau (DPV), entre les grains et l'air, et la perméabilité des grains. Une DPV excessive endommage les grains. Durant la phase initiale du séchage, le grain est encore assez frais et il se réchauffe lentement en raison d'une faible conductivité thermique. Au fur et à mesure que le grain sèche, l'humidité à la surface ou près de la surface des grains s'évapore, ce qui contrôle davantage le taux de réchauffement parce que les grains perdent de la chaleur par évaporation. Quand le grain est presque sec, l'humidité près de la surface diminue de sorte que le taux d'enlève- ment de l'humidité du centre des grains à travers l'écale détermine le taux de séchage ultérieur possible. La perméabilité du grain et la DPV influent sur la façon dont l'humidité se déplace dans les grains. Un enlèvement rapide de l'humidité à la surface du grain entraîne un surséchage des couches externes. Lorsque le grain est séché à haute température, il faut s'attendre à un surséchage. Des températures excessivement hautes et un séchage accéléré peuvent causer deux problèmes complexes : • des écales friables avec une perméabilité à l'humidité plus basse que la normale • une pression de vapeur élevée à l'intérieur des grains. Ces deux problèmes combinés entraînent un craquement critique des écales des grains. Ils peuvent aussi augmenter les dommages causés au grain durant la manutention. Le grain gourd sèche normalement avant que la température du grain et la pression de vapeur interne atteignent les niveaux susceptibles de causer un craquement critique. Par contre, le grain humide ou mouillé est très sensible au taux de séchage. Pour du grain mouillé, choisir MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 21 un séchoir ou un système qui effectue un séchage lent, surtout durant les dernières étapes du séchage. Un tel système réduit de façon considérable les dommages causés aux grains en plus de limiter les détériorations qui peuvent survenir durant la manutention. Un enlèvement rapide de l'humidité durant les dernières étapes de séchage nécessite une grande énergie électrique. Deux facteurs causent cette demande plus forte d'énergie électrique. D'abord, au lieu de sécher le grain, l'énergie électrique augmente la chaleur sensible du grain. Ensuite, la libération plus lente de l'humidité du grain presque sec entraîne une sortie d'air ayant une basse humidité relative. Cela a pour effet de réduire l'efficacité du séchage. Une température du grain trop élevée réduit la capacité des grains à germer. Le temps de séchage et la température du grain sont corrélatifs; toutefois, le court temps requis pour le séchage à l'air chaud réduit généralement les effets sur la qualité du grain. Des températures extrêmement élevées peuvent entraîner une décoloration et une déformation des grains. Il est possible de prévenir ces problèmes en utilisant des températures supérieures à celles nécessaires pour un séchage complet. Cependant, il s'agit d'une mesure peu souhaitable. Voir les températures recommandées au tableau 9 pour plus de sécurité. Il est très important de tenir compte des températures qui ne présentent pas de risques pour la planification des systèmes de séchage du grain. La conception et le fonctionnement des séchoirs à grains varient. Ils offrent un grand éventail de conditions diverses qui influent sur la température de séchage sûre. Deux aspects de la conception du séchoir influent plus particulièrement sur la température sûre : • une température uniforme de l'air distribué • un degré d'humidité uniforme du grain à sécher. La conception du système de distribution de l'air, le type de brûleur, la forme de la chambre d'air et le mode de fonctionnement sont tous des facteurs qui influent sur la température de l'air distribué aux divers endroits dans le séchoir à grains. Les variations de température dans un séchoir demeurent généralement constantes pour chaque type de grains, mais changent considérablement d'un type de grains à l'autre en raison des différences dans le débit d'air. Pour le grain dont le degré d'humidité n'est pas uniforme, la température maximale à laquelle on peut exposer les grains les plus secs sans les endommager est la température sûre pour ce lot. La température sûre pour un séchoir avec recirculation de l'air est plus basse que celle d'un séchoir statique parce que l'air le plus chaud et le plus sec touche continuellement les mêmes grains en premier durant tout le processus de séchage. Ces grains deviennent donc trop secs lorsque toute la masse de grains sera séchée. Les températures recommandées au tableau 9 sont exactes si l'on ne sèche pas le grain à plus de 1 % au-dessus du pourcentage de grain (tel qu'indiqué au tableau 2) et si l'on n'enlève pas plus que 6 % de l'humidité dans un passage au séchoir à haute vitesse. Pour enlever plus que 6 % d'humidité au premier passage, la température de séchage initiale peut dépasser les températures recommandées au tableau 9 parce que l'évaporation refroidit le grain durant cette étape du séchage. Toutefois, quand le grain est presque sec, il faut maintenir la température de l'air aux niveaux recommandés au tableau 9. Faire fonctionner les séchoirs statiques de 5 à 10 °C en dessous des températures recommandées pour les utilisations commerciales, surtout lorsque vous séchez des graines oléagineuses. Une exposition prolongée à de hautes températures nuit à la qualité de l'huile dans les graines oléagineuses. Pour le grain humide (tableau 2), on peut utiliser sans risque des températures d'air de 20 °C au-dessus de celles recommandées (tableau 9) dans les premières étapes du séchage. 3.10 Types de séchoirs II existe trois principaux types de séchoirs à air chaud : • les séchoirs statiques dans lesquels le grain ne bouge pas durant le séchage et est ensuite déchargé • les séchoirs avec recirculation dans lesquels le grain est constamment mélangé durant le séchage 22 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Tableau 9 Températures de séchage maximales Température maximale (°C) Grain ou Utilisation Culture malt commerciale Fourrage Blé 60 65 80-100 Avoine 50 60 80-100 Orge 45 55 80-100 Seigle 45 60 80-100 Maïs 45 60 90-100 Lin 45 80 80-100 Colza Canola 45 65 — Pois 45 70 80-100 Moutarde 45 60 — Tournesol 45 50 — Sarrasin 45 45 — • les séchoirs à débit continu dans lesquels le grain humide entre dans le séchoir et le grain sec en ressort de façon continue. Chacun de ces séchoirs peut s'ajouter à des cellules rondes en métal ou exister de façon autonome. Il importe de choisir un séchoir qui permet de sécher en 24 h seulement la quantité de grains normalement récoltée dans une journée. 3.11 Séchoirs statiques Le grain humide est chargé dans le séchoir statique et l'air chaud passe à travers le grain jusqu'à ce que le degré d'humidité moyen atteigne le niveau voulu pour le séchage. Le grain est ensuite refroidi et déchargé. La figure 6 représente une coupe d'un séchoir statique sans recirculation. Vu que le grain ne bouge pas durant le séchage, le grain le plus près de la chambre à air chaud sèche avant le reste du grain. Pour sécher la masse de grains, il faut sursécher beaucoup le grain interne. Afin d'éviter d'endommager le grain, réduire la température du séchoir pendant les dernières étapes du séchage. 3.12 Séchoirs statiques pour cellules Ce type de séchoir (fig. 7) comprend un plancher perforé, un ou plusieurs ventilateurs et brûleurs, en plus des dispositifs de réglage de la température. On y ajoute aussi souvent des compte-minutes afin d'aider à régler la température, un manomètre afin d'établir la corrélation entre la profondeur du grain et la capacité du ventilateur ainsi qu'un épandeur de grains afin de bien niveler le grain et d'obtenir une distribution plus uniforme du matériel fin ou des impuretés. i :. ■« i • ' . i •-".'"•' •' u t. ~Z ^ '-'■■ - ' i. • .. • . chambre de '••.••• ! ... J J*r distribution d'air )'. .- \ r.- . • i. m f . I •••_!_ »• ... i i '• .- i -c. . i i. ■ .1 i- .i i . ; i X . ' ■ •. X jZ- V> Fig. 6. Séchoir statique sans recirculation. ventilateur et radiateur plancher de séchage perforé Fig. 7. Séchoir statique dans la cellule. De plus, des cellules d'entreposage temporaire pour le grain humide et sec réduisent le temps et le matériel supplémentaire requis pour charger et décharger le séchoir. Un deuxième séchoir utilisant le même dispositif de séchage et de ventilation que le premier séchoir peut être utilisé comme une cellule d'entreposage temporaire du grain mouillé. Un déflecteur d'air peut répartir l'air chaud entre les deux cellules. Le débit d'air utilisé dans les séchoirs varie beaucoup. Toutefois, la plupart des systèmes offrent un débit de 125 (L/s) par mètre cube MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 23 d'air. Une hausse du débit d'air, soit en augmentant la capacité du ventilateur ou en diminuant la profondeur du grain, permet de sécher le grain plus rapidement. Atténuer la condensation sous le toit de la cellule en utilisant des techniques semblables à celles recommandées pour le séchage à l'air naturel (section 3.4). Pour tous les séchoirs, étudier avec soin le temps requis pour les charger et décharger afin de concevoir un système de séchage adapté à la récolte. En raison de leur forte résistance au débit d'air, les récoltes de petits grains, comme le lin et le colza Canola, influent considérablement sur le choix du séchoir et la conception d'un système de séchage. 3.13 Séchoirs portatifs II s'agit de séchoirs différents de ceux qui se trouvent dans les cellules. Ces séchoirs portatifs posent les mêmes contraintes que les séchoirs statiques et les séchoirs dans les cellules. Cela signifie en particulier que le grain le plus près de la chambre d'air sera sec longtemps avant le reste du lot. Afin d'éviter un tel problème, maintenir la température dans les séchoirs portatifs plus basse que dans les séchoirs qui offrent un meilleur mélange du grain. Les séchoirs portatifs diffèrent des séchoirs dans les cellules de deux façons. D'abord leur volume est généralement plus petit et leur débit d'air est plus élevé par unité de volume que celui des séchoirs dans les cellules. Ces deux caractéristiques réduisent le temps de séchage, mais diminuent aussi l'efficacité de la source de combustible. Placer une cellule d'entreposage temporaire du grain humide devant le séchoir et l'utiliser au- dessus du grain pendant le séchage. Au fur et à mesure qu'il sèche, le grain rapetisse. L'air s'échappe au-dessus du grain au sommet du séchoir, plutôt que de passer uniformément dans toute la masse de grains. Afin d'éviter ce problème, voir à ce que le séchoir soit plein durant le séchage. Des transporteurs de grande capacité pour le déchargement accompagnent d'habitude les séchoirs statiques. Ces transporteurs servent à réduire le temps de déchargement et à augmenter ainsi la capacité de fonctionnement des séchoirs. Le séchage d'un grain très humide par temps froid peut être assez difficile avec un séchoir statique. Cela est particulièrement vrai pour 3.14 les récoltes de petits grains qui offrent une plus grande résistance au débit d'air. Au fur et à mesure que l'air chaud passe à travers les différentes couches de grains, il absorbe l'humidité et se refroidit très vite. Si l'humidité relative dépasse le seuil de condensation de la température du grain avant de quitter la masse de grains, l'eau se condense dans les couches extérieures du grain et crée un mur presque impénétrable dans la colonne de grains. Les séchoirs avec recirculation (section 3.14) et les séchoirs à débit continu de type à tablettes (section 3.15) peuvent atténuer de telles conditions défavorables au moyen d'un mélange constant du grain. Le mélange du grain entraîne un degré d'humidité plus uniforme dans toute la masse de grains durant le séchage. Séchoirs avec recirculation Ces séchoirs permettent un mélange continu du grain durant le séchage (fig. 8 et 9). Le mélange du grain élimine essentiellement la plupart des contraintes de fonctionnement associées aux séchoirs statiques. Il permet aussi d'utiliser de hautes températures qui augmentent ainsi le taux de séchage. Il élimine également le problème de grave surséchage du grain près de la chambre d'air. Par ailleurs, il réduit la résistance au débit d'air et le grain se déplace continuellement de sorte qu'il est possible de sécher de plus grandes quantités de grains. Toutefois, si le grain est très humide, la recirculation continue peut l'endommager. ventilateur et radiateur grain- r plancher de séchage perforé Fig. 8. Séchoir dans la cellule avec recirculation. 24 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT grain 3.15 radiateur ventilateur Fig. 9. Séchoir portatif avec recirculation. Selon le type de séchoir, deux sortes de dispositifs servent d'habitude à recirculer le grain. Les séchoirs dans les cellules sont dotés d'auges qui mélangent le grain; les séchoirs portatifs comportent des transporteurs à vis verticaux qui déchargent le grain au centre supérieur de la cellule. La figure 9 illustre le fonctionnement d'un séchoir portatif avec recirculation. Les séchoirs dans les cellules, avec ou sans recirculation du grain, exigent d'habitude un débit d'air beaucoup moins élevé que les autres types de séchoirs. Une telle caractéristique les rend beaucoup plus efficaces en ce qui concerne l'utilisation de combustibles. Cependant, en raison du faible débit d'air requis, le grain demeure plus longtemps dans la cellule. Séchoirs à débit continu Une grande gamme d'appareils permettent aux séchoirs dans les cellules de sécher le grain de façon continue. Le plus commun, l'auge conique de balayage, ramasse le grain du fond du lit de séchage et le décharge à travers une trémie centrale et une auge de déchargement (fig. 10). En général, le grain chaud passe du séchoir aux cellules de refroidissement secondaires, mais dans certains systèmes le refroidissement se fait aussi dans le séchoir. Les séchoirs portatifs à débit continu (fig. 11) sont en général de type à tablettes ou à débit croisé. Le grain est chargé au sommet du séchoir et descend le long de colonnes autour de la chambre d'air centrale pour se décharger en bas. Un lecteur de température, situé dans la colonne de grain près du bas de la section de séchage, permet de régler le débit. L'exploitant établit une corrélation entre la température du grain et son degré d'humidité. Le grain se refroidit dans les parties inférieures du séchoir, juste avant le déchargement. Certains types de séchoirs offrent une zone de refroidissement ou de réchauffement qui peuvent s'adapter plus facilement à des conditions comme le degré d'humidité du grain, la température ambiante et la méthode de refroidissement. Comme pour les séchoirs stationnaires ou portatifs, le séchoir à débit croisé utilise un débit d'air perpendiculaire à la colonne de grain. Le grain dans la colonne est très peu mélangé, alors il sèche de l'intérieur vers l'extérieur. Les séchoirs à tablettes — ou débit parallèle — offrent un débit d'air parallèle à la colonne de grain (fig. 12). La température demeure donc uniforme dans toute la colonne et entraîne un séchage uniforme. Le mélange du grain qui s'écoule autour des conduits de chargement et de déchargement garantit aussi un séchage uniforme. Par conséquent, le grain peut supporter dans ce type de séchoir des températures plus élevées pour le séchage. auge de transport du grain chaud ventilateur et radiateur auge de déchargement plancher de séchage perforé Fig. 10. Séchoir à débit continu dans la cellule. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 25 Fig. 11. Séchoir portatif à débit croisé continu. Fig. 12. Séchoir portatif à débit parallèle continu. Les séchoirs à tablettes n'utilisent pas de grillages, alors on peut s'en servir tant pour les gros grains que les petits. 3.16 Systèmes de réglage de la température Pour tous les séchoirs, la température de l'air varie d'un endroit à l'autre de la chambre d'air chaud. Cet endroit varie pour chaque type de grains en raison de la résistance au débit d'air des différentes espèces de grains. Afin de prévenir un séchage excessif, il importe de mesurer la température à plusieurs endroits dans la chambre à air chaud pendant le premier essai de l'équipement pour chaque espèce de grains. Cela permet à l'exploitant de placer le lecteur de température dans la zone la plus chaude ou de recalibrer le lecteur de façon à pouvoir établir une corrélation avec les plus hautes températures qui existent dans les autres zones selon ce qu'on sait. Si on accepte des compromis dans la conception du séchoir portatif soit pour en préserver le caractère soit pour réaliser des économies, cela peut avoir des conséquences sur l'uniformité de la température de l'air qui sèche le grain. Parmi ces compromis, on trouve la taille et la conception du brûleur, l'aménagement de l'installation, la possibilité de mélanger l'air avant l'entrée dans la chambre à air chaud ainsi que la température et la pression du gaz qui approvisionnent le brûleur. Dans une certaine mesure, pour la conception d'un grand nombre de séchoirs commerciaux sur le marché, on n'a pas tenu compte des principes du mouvement des fluides qui régissent l'usage des transitions entre les sorties du ventilateur et les grands conduits. Dans la plupart des séchoirs, le dispositif de combustion se trouve à l'entrée de la chambre à air chaud. Ainsi, l'air chauffé ne peut pas se mélanger convenablement avant de se répartir dans la chambre. Il importe donc de choisir des brûleurs de façon à obtenir une combustion complète du gaz le plus près possible du brûleur. Idéalement, on devrait choisir des brûleurs qui produisent une combustion complète à l'intérieur d'environ un mètre du brûleur qui fonctionne à pleine capacité. Ce système favorise le mélange de l'air. Des vélocités de 15 m/s dans le conduit permettent une sortie maximale d'air chauffé par le brûleur. La capacité du brûleur augmente avec de hautes vélocités dans le conduit en raison des plus fortes turbulences. Dans certains modèles de séchoirs, on peut régler les vélocités dans le conduit de façon à optimiser le rendement du brûleur à plein feu. Toutefois, l'air en se déplaçant très vite passe directement dans la chambre beaucoup plus 26 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT grande du séchoir, ce qui rend impossible de maintenir une température et un débit d'air uniformes dans tout le séchoir. Réduire la température et mélanger le grain séché compense les problèmes causés par les lacunes dans la conception. En général, les exploitants règlent les températures des séchoirs en ajustant à la main les valves de modulation qui règlent le débit gazeux lequel approvisionne le brûleur. Le réglage des valves diffère selon les espèces de grains puisque le débit d'air requis varie également. Toutefois, des valves motorisées pour un ajustement automatique peuvent éliminer ce long travail manuel d'essais par tâtonnements. Les dispositifs de valves motorisées sont peu chers et vous feront épargner beaucoup de temps. Ils offrent aussi un contrôle plus sûr que les dispositifs manuels. Par exemple, les valves motorisées tiennent automatiquement compte des variations normales de la température ambiante durant le jour et des variations de pression dans le réservoir des séchoirs à propane. La qualité du gaz qui arrive aux valves de modulation varie en fonction du rendement du vaporisateur utilisé. Un vaporisateur placé à l'intérieur de la chambre du séchoir ne peut compenser les effets des fluctuations dans les conditions ambiantes. Le vaporisateur transfère seulement la chaleur au gaz afin de lui permettre de se vaporiser avant d'atteindre le brûleur. Il importe de choisir un vaporisateur ajustable afin de tenir compte des besoins très variables du séchoir concernant les transferts d'énergie. Par exemple, diverses espèces de grains nécessitent des températures différentes pour le séchage. Aussi, les fluctuations dans les conditions ambiantes et les pressions dans le réservoir nécessitent des ajustements dans le fonctionnement du vaporisateur. L'installation d'une valve de modulation motorisée, avec un vaporisateur interne, ou d'un modulateur manuel avec un vaporisateur externe offre de meilleures possibilités de régler la température pour la plupart des séchoirs. Toutefois, un vaporisateur externe avec un régulateur spécial de la température et de la pression du gaz de sortie allié à une valve de modulation motorisée fournit le meilleur contrôle possible de la température. Il faut installer un tuyau d'approvisionnement en gaz de la bonne taille afin de permettre la sortie de chaleur nécessaire du brûleur. Des pièces de contrôle plus petites sont moins chères et paraissent donc avantageuses. Toutefois, l'exploitation du système par temps froid vous permettra rapidement de constater une sortie insuffisante de chaleur du brûleur et un volume efficace du réservoir diminué dans les unités trop petites. 3.17 Lecture de la température La plupart des séchoirs à un brûleur utilisent trois types de lecteurs de température : • les lecteurs de température du grain • les détecteurs de limite minimale qui ferment le gaz lorsque la flamme s'éteint • les lecteurs dans la chambre d'air (section 3.16). Le lecteur de température du grain, placé d'habitude dans le grain près de l'extérieur de la colonne, mesure la température du grain de façon que l'exploitant puisse évaluer le degré d'humidité. Dans les séchoirs statiques, ce lecteur met automatiquement fin au séchage et fait commencer le cycle de refroidissement ou de déchargement. Dans certains séchoirs statiques, ces lecteurs remplacent les compteurs qui remplissent les mêmes fonctions. Dans les séchoirs à débit continu, les lecteurs de température règlent le déchargement des transporteurs. En raison de son emplacement, le lecteur de température du grain mesure la température de l'air qui passe en plus de celle du grain. Il peut aussi enregistrer la chaleur du soleil ou le froid causé par le vent, selon son emplacement. Bien que les effets directs du soleil et du vent soient négligeables sur la variation réelle du rendement d'un séchoir à air chaud, ces conditions atmosphériques peuvent nuire gravement au rendement du système de contrôle. Pour une exploitation constante, il importe de protéger les lecteurs de température à la fois du soleil et du vent. On trouve d'autres dispositifs électroniques qui enregistrent la température du grain, mais ceux qui les ont utilisés signalent des variations. Par conséquent, en attendant une amélioration de ces techniques nouvelles, il faut faire preuve de discernement dans l'utilisation de tels lecteurs. Vérifier et calibrer les lecteurs une fois l'an, étant donné que le rendement efficace du séchoir repose sur une lecture exacte de la température. Il faut installer les lecteurs aux endroits appropriés. Le meilleur endroit varie selon le genre de séchoir et le type de récolte. Les lecteurs de température peuvent être fragiles, alors il faut les placer dans un endroit où ils ne seront pas endommagés. Vérifier et régler le séchoir en vous fondant sur l'humidité et la température mesurées dans les échantillons de grains prélevés dans le séchoir. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 27 D'habitude, les lecteurs du degré d'humidité ne permettent pas de mesurer avec exactitude l'humidité du grain qu'on vient de sécher. Alors, il faut prévoir une réhumidification de 0 à 2 % selon le taux de séchage et le degré d'humidité initial du grain, soit de 0 à 2 %. La réhumidification reflète le degré d'humidité moyen dans les grains après le déchargement du séchoir. Vérifier de près les changements pour chaque condition afin d'éviter un surséchage ou un sous-séchage. 3.18 Prévention des incendies Un incendie peut se produire durant le séchage de toute récolte dans un séchoir utilisant un brûleur à feu direct. Des températures trop élevées dans la chambre à air chaud peuvent causer un incendie. Toutefois, la plupart des incendies sont causés parce que des matériaux combustibles, comme des impuretés, de la poussière et des brins de paille, peuvent s'accumuler près du brûleur. Le brûleur enflamme ces matériaux lorsqu'ils passent dans les colonnes de grains. Afin de prévenir les incendies, empêcher l'accès de matériaux combustibles transportés par l'air dans le ventilateur d'approvisionnement en air. Les graines oléagineuses présentent des risques d'incendie parce qu'elles ont tendance à enduire les surfaces internes des séchoirs à grains d'un résidu combustible qui, s'il s'enflamme, brûle rapidement. Il est donc très important de nettoyer chaque jour tout séchoir utilisé pour sécher des graines oléagineuses. On peut aussi prévenir les incendies en tenant compte du vent dominant pour l'orientation du séchoir, en utilisant un matériel de filtration à gros grains ou un large filtre afin d'éviter de nuire considérablement au passage de l'air et en ayant recours à un nouveau conduit d'entrée afin d'éloigner l'entrée de tout matériel dangereux. Aussi, avant le séchage, il importe de nettoyer le grain de façon à enlever le matériel fin susceptible de s'enflammer. De tels moyens de prévention ont été utilisés avec succès, mais leur efficacité variait selon les circonstances. La vérification du séchoir permet d'assurer l'uniformité du passage du grain, du débit d'air et de la température et aide aussi à réduire les risques d'incendie. Il faut surtout faire attention à ces facteurs pour le séchage des graines de tournesol. Les graines de tournesol et de colza sèchent bien à l'air naturel. Profiter d'une chaude température d'automne pour le séchage de ces grains. Passer les grains dans le séchoir sans allumer le brûleur. En plus de prévenir un incendie, cette méthode permet également d'épargner du combustible et de prolonger la durée de vie du séchoir. Pour les autres récoltes susceptibles de s'enflammer durant le séchage, le seul moyen de prévention des incendies consiste à surveiller de près le fonctionnement du séchoir. Si un incendie éclate, fermer l'entrée d'air. Cela peut étouffer l'incendie s'il n'est pas trop tard. Sinon, vaporiser de l'eau ou un produit chimique pour l'extinction du feu. Garder près du séchoir le matériel de lutte contre les incendies. 3.19 Sources d'énergie pour les séchoirs Fondamentalement, on peut utiliser toute substance combustible ou source d'énergie pour sécher le grain. Toutefois, dans la plupart des cas, les seules sources d'énergie pratiques au Canada sont le gaz naturel, le propane et l'électricité. Si vous utilisez un carburant non gazeux, la création de sous-produits de la combustion nécessite qu'un échangeur de chaleur soit installé entre la chambre de combustion et l'entrée d'air. Cela réduit l'efficacité du carburant et fait augmenter le coût d'installation du séchoir. Vous trouverez au tableau 10 une comparaison entre la consommation relative de carburant et les capacités du séchoir selon diverses Tableau 10 Conséquences sur la consommation de combustible et la capacité du séchoir pour diverses méthodes de séchage du maïs en réduisant de 25 à 15 % le taux d'humidité Propane par tonne de maïs Électricité Capacité à5°C par tonne relative Méthode (L) (kWh) du séchoir Séchage à l'air chaud 30 4,0 1,0 Refroidissement dans la cellule 26 3,2 1,35 Refroidissement lent différé 22 2,8 1,6 Refroidissement et séchage dans la cellule 12 28,0 3,0 Référence : Cloud et Morey (ouvrage non publié). 28 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT méthodes de séchage du maïs. Il est à remarquer que le séchage à une température élevée nécessite une énorme quantité d'énergie. C'est pourquoi on utilise seulement l'électricité pour un séchage à basse température. Le coût d'installation de l'électricité dans les bâtiments agricoles et les frais imposés par les compagnies d'électricité pour une demande de grand courant électrique limitent également l'utilisation de l'électricité. 3.20 Séchage à basse température Le séchage à basse température consiste à réchauffer légèrement l'air qui passe dans le grain. Normalement, le grain se trouve dans une cellule dont toute la surface du plancher est perforée. L'installation d'un moteur à entraînement par le ventilateur dans le trajet de l'air permet d'augmenter la température de 1 à 4 °C devant le ventilateur. Une autre solution possible consiste à installer un brûleur à gaz ou un radiateur électrique dans l'entrée d'air afin d'augmenter davantage la température et d'accélérer le séchage. La deuxième solution est préférable dans les régions où l'humidité relative moyenne en automne dépasse 75 %. Toutefois, dans la plupart des régions, l'ajout d'une petite quantité de chaleur de cette façon est moins efficace qu'un séchage à haute température (Mittal et Otten, 1982). Comme on l'a expliqué à la section 3.4, le plus grand taux d'endommagement du grain causé par de faibles augmentations de la température dépasse une hausse du taux de séchage. Par conséquent, l'ajout d'une source de chaleur complémentaire nécessite une hausse du débit d'air afin d'accélérer davantage le taux de séchage. Le séchage à l'air naturel consomme moins d'énergie que celui à basse température dans les endroits où l'équilibre de l'humidité relative de l'air en contact avec le grain à sécher dépasse l'humidité relative moyenne. Un séchage à basse température entraîne deux coûts importants : • le coût de l'énergie • le coût du surséchage du grain. Le séchage à basse température consomme plus d'énergie que le séchage à l'air naturel dans les endroits où la deuxième méthode est efficace. Pour un meilleur rendement par rapport au coût, augmenter le débit d'air afin d'accélérer le séchage plutôt que d'ajouter une source de chaleur complémentaire. L'augmentation du débit d'air permet aussi de réduire les risques de dommages aux grains entreposés et augmente les chances de conserver le grain gourd durant l'hiver pour un séchage final au printemps. Le coût du surséchage du grain se traduit par une perte de matériel vendable. 3.21 Utilisation de diverses méthodes de séchage Il s'agit de toutes les méthodes utilisées entre la récolte d'un grain gourd et humide jusqu'à la production d'un grain sec et refroidi qui peut être entreposé sans danger. Le choix des diverses méthodes de séchage pour une exploitation donnée varie selon l'espace disponible, le coût de chaque méthode, les récoltes à traiter et leurs volumes ainsi que les conditions atmosphériques dans la région. Le conditionnement du grain dans le champ est la méthode de séchage la plus répandue pour la plupart des espèces de grains dans l'Ouest canadien où les conditions atmosphériques permettent habituellement un séchage rapide du grain avant la récolte. Mais cette méthode est coûteuse, les années où l'on connaît un temps inhabituellement humide. Ces années- là, il y a une importante réduction de la qualité du grain de même qu'une perte du poids causée par la réhumidification du grain ou par un séchage insuffisant. Des recherches sur l'utilisation de dessiccatifs afin d'accélérer le séchage dans le champ ont donné des premiers résultats encourageants. Les exploitants agricoles dans l'est du Canada utilisent des séchoirs pour un grand nombre de récoltes comme le maïs, les haricots et les graines de tournesol. Les séchoirs servent aussi à l'occasion au séchage des récoltes de petits grains. Il importe que tous les systèmes de manutention puissent s'adapter à un grain humide récolté au champ. Une méthode de manutention du grain humide consiste simplement à utiliser un appareil pour tourner ou mélanger le grain à l'entreposage. Toutefois, si toute la masse de grains est humide ou qu'on prévoit une longue période d'entreposage, tourner le grain représente seulement une solution à court terme. Les exploitations agricoles doivent au moins avoir un système pour faire passer l'air à travers un bon volume de grain afin de prévenir les dommages. Selon les conditions atmosphériques et les cultures, le système de ventilation peut aussi fournir les installations de séchage nécessaires. Dans d'autres cas, il faut s'équiper de séchoirs à haute température et se poser certaines questions sur la meilleure utilisation possible du système de séchage. Pour répondre à de MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 29 telles questions, il importe de prendre en considération les points suivants. • Un grain sec et refroidi présente des conditions d'entreposage relativement sûres. • Les coûts d'énergie et les risques de causer des dommages aux grains sont plus élevés quand on utilise un séchoir à haute température pour réduire à son plus bas le taux d'humidité d'un grain qui était au départ humide. • Lorsque le grain est séché partiellement avant de le mettre dans un séchoir à haute température, on obtient de plus hautes températures, une plus grande économie d'énergie et le séchoir peut contenir plus de grain. • Un séchoir à haute température atteint sa capacité de séchage maximale si l'on ne l'utilise pas à la fois pour sécher le grain et le refroidir. Il est préférable d'ajouter un brûleur qui ne fonctionne que pour le refroidissement ou encore, si l'on a des séchoirs statiques, d'éliminer le cycle de refroidissement. Dans la même veine, on peut combiner diverses méthodes possibles pour terminer le séchage et refroidir le grain à l'extérieur du séchoir à haute température. On appelle cette façon de procéder une combinaison de méthodes de séchage. Si on utilise la combinaison de méthodes de séchage, il faut transporter le grain chaud du séchoir à haute température dans la cellule d'entreposage pour le faire refroidir. Voici diverses combinaisons de méthodes de séchage : • le refroidissement dans la cellule • le trempage et le refroidissement dans la cellule (refroidissement lent différé) • le refroidissement et le séchage dans la cellule. Pour le refroidissement dans la cellule, le grain chaud à un degré d'humidité de 15 à 16,5 % est transporté dans une cellule d'entreposage à long terme. Jusqu'à 40 % de la surface du plancher de la cellule est perforée et le débit d'air qui passe dans la cellule varie entre 5 et 10 (L/s) par mètre cube. Pour le trempage et le refroidissement dans la cellule, le grain chaud dont le degré d'humidité varie entre 16,5 et 18 % est transporté dans une cellule d'entreposage temporaire où toute la surface du plancher est perforée. Le débit d'air qui passe à travers la cellule varie entre 5 et 10 (L/s) par mètre cube. Pour le refroidissement et le séchage dans la cellule, le grain chaud dont le degré d'humidité varie entre 20 et 22 % est transporté à une cellule d'entreposage à long terme où toute la surface du plancher est perforée. Le débit d'air dans la cellule varie entre 5 et 20 (L/s) par mètre cube pour un séchage à l'air naturel ou à basse température (tableaux 3 à 8). 3.22 Refroidissement dans la cellule Faire fonctionner le ventilateur de façon continue durant et après le séchage jusqu'à ce que tout le grain soit refroidi à la température ambiante. Pour refroidir le grain, il n'est pas nécessaire de le transporter dans une cellule d'entreposage à long terme. Il faut s'attendre à ce que le taux d'humidité du grain baisse de 1 % pour la plupart des récoltes et de 2 % dans le cas du maïs. Le système utilise la chaleur sensible dans le grain pour aider au refroidissement. Afin d'éviter la condensation sur les murs de la cellule, faire fonctionner le ventilateur dès que le grain chaud entre dans la cellule. Un plancher dont toute la surface est perforée et un débit d'air suffisant contribuent aussi à éliminer les problèmes de condensation. Sinon, il faut transporter le grain à une cellule d'entreposage à long terme. Refroidir complètement le grain à 0 °C. À la section 3.1, vous trouverez des renseignements plus détaillés sur le refroidissement. 3.23 Trempage et refroidissement dans la cellule (refroidissement lent différé) Le grain chaud qui provient du séchoir entre dans la cellule de refroidissement lent différé où le grain trempe sans débit d'air pendant au moins 4 à 6 h avant d'être lentement refroidi. La capacité réelle du séchoir à air chaud augmente s'il n'est pas utilisé pour le refroidissement. Ajouter un autre brûleur dans la section de refroidissement qui fait partie du système de séchage à débit continu pour que la chaleur à l'intérieur de la colonne du séchoir atteigne son maximum. Dans un séchoir statique, éliminer complètement le temps de refroidissement. Immédiatement après le séchage à air chaud, la partie externe du grain est plus sèche que le centre. Au cours du trempage, l'humidité se répand de façon uniforme dans le grain. Un refroidissement lent après le trempage permet d'abaisser le taux d'humidité de deux ou trois degrés. La baisse du taux réel d'humidité au cours du refroidissement est proportionnelle à la différence entre la température initiale du grain et celle de l'air ambiant. Par contre, si l'on procède à un refroidissement rapide dans le séchoir, la baisse du taux d'humidité sera faible. 30 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Parce qu'il y a moins d'humidité à enlever dans le séchoir à haute vitesse au cours du refroidissement lent différé, le séchoir peut contenir plus de grain. Ce processus utilise la chaleur qui se trouve dans le grain pour faire évaporer une partie de l'humidité durant le refroidissement. Par conséquent, le système consomme moins de carburant pour faire fonctionner le séchoir à air chaud. Le refroidissement lent différé réduit les risques de dommages causés aux grains durant les dernières étapes de séchage à l'air chaud et de refroidissement. Il permet également de réduire le craquement et l'endommagement des écales. L'amélioration de la qualité des écales produit un grain plus résistant aux différentes manipulations qui vont suivre. Quand vous avez recours à cette méthode, augmentez la température de l'air dans le séchoir à air chaud puisque le grain qu'on y décharge possède un plus haut taux d'humidité et demeure moins longtemps dans le séchoir que lorsqu'on utilise les autres combinaisons de méthodes de séchage. En élevant la température de l'air dans un séchoir à air chaud, on peut ainsi traiter une plus grande quantité de grain et réaliser des économies de carburant. Toutefois, si l'on augmente la température de l'air pour le séchage, il faut surveiller de près la qualité du grain en déterminant le poids et la qualité de mouture et en décelant toute germination ou craquement des écales. Quand on a recours au refroidissement lent différé, l'importance des économies de carburant et de l'augmentation de la capacité du séchoir varie selon les conditions atmosphériques, les températures du grain et les taux d'humidité. En général, on peut réaliser des économies de 20 à 40 % et augmenter la capacité du séchoir de 50 à 75 %. Ces économies d'argent et d'espace sont d'autant plus importantes quand le grain est peu humide. Pour ce genre de refroidissement, il faut régler le débit d'air entre 5 et 10 (L/s) par mètre cube de grains. Un débit d'air moindre absorbe une plus grande quantité d'humidité, mais augmente les risques de dommages aux grains. Une fois l'opération terminée, le grain est transporté de la cellule de refroidissement lent différé à une cellule ventilée pour le trempage. Durant le trempage, il peut y avoir de la condensation dans le grain qui se trouve près du mur de la cellule. Afin d'éviter ce problème, ne pas entreposer le grain dans les cellules de refroidissement lent différé à moins que toute la surface des cellules soit perforée. La figure 13 illustre la méthode du refroidissement lent différé. 3.24 Gestion des systèmes de refroidissement lent différé II faut au moins une cellule distincte pour le refroidissement. Disposer le séchoir et les cellules de refroidissement de façon à faciliter le transport du grain d'une cellule à l'autre ainsi que le transport du grain refroidi à l'entreposage. Idéalement, il faudrait deux cellules de refroidissement ou plus, chacune ayant une capacité de séchage d'un minimum de 24 heures. Il faut décharger le grain chaud dans la cellule de refroidissement durant la journée et le faire tremper sans faire fonctionner les ventilaleurs. Lorsque le premier grain chaud déchargé dans la cellule a fini de tremper, on commence à faire fonctionner le ventilateur tout en continuant de décharger d'autre grain chaud dans la cellule. Régler les ventilateurs de refroidissement pour qu'ils s'allument le soir si le grain chaud est d'abord déchargé dans la cellule le matin. Le matin suivant, il faut partir le séchoir dans la deuxième cellule de refroidissement lent différé. Une fois l'opération terminée, le grain est ensuite transporté à l'entreposage. Alterner le processus de refroidissement d'une cellule à l'autre chaque jour. Les cellules de refroidissement à grande capacité peuvent contenir sans danger plus de grains que la quantité qui sèche dans une journée. Alors, si le système ne comporte qu'une seule cellule de refroidissement, il faut en choisir une assez grande pour contenir la quantité de grains qui nécessite plusieurs jours de séchage. Au départ, il importe de vérifier et d'évaluer le taux de refroidissement précis pour le système de ventilation et de la cellule. Utiliser un compteur de 24 h ou une minuterie qui peut assurer le fonctionnement du ventilateur pendant une à deux heures. Ces compteurs permettent à l'exploitant de régler le temps de fonctionnement du ventilateur pour n'importe quel pourcentage de la période totale du refroidissement. Pour le refroidissement lent différé, faire pousser l'air vers le haut de la cellule de façon qu'il sorte au sommet. Dans la plupart des cas, le ventilateur de refroidissement fonctionne tandis que le séchoir à air chaud continue de décharger du grain chaud dans la cellule. Avec un débit d'air dirigé vers le haut, la chaleur et l'humidité qui ont été enlevées du dernier grain déchargé dans la partie supérieure de la cellule ne nuisent pas au grain qui se trouve au fond de la cellule. L'air dirigé vers le haut cause une grande condensation sur le toit et sur les parties supérieures des murs de la cellule, surtout lorsqu'il fait froid. Néanmoins, quand le grain refroidi passe d'une cellule à l'autre, la MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 31 Fig. 13. ' cellule d'entreposage \ ventilateur de temporaire refroidissement du grain humide Trempage et refroidissement dans la cellule (refroidissement lent différé). petite quantité de grain humide autour des murs se mélange au reste du grain dans la cellule et les problèmes d'entreposage sont ainsi évités. Il importe de concevoir un système de séchage facile à utiliser. Le système requiert en particulier deux vérifications essentielles pour l'entretien. D'abord, l'exploitant doit vérifier le taux d'humidité du grain avant et après le refroidissement. Ensuite, il lui faut mesurer périodiquement la température du grain chaud qui a été déchargé du séchoir et celle du grain refroidi dans les cellules. Utiliser un thermomètre à sonde pour surveiller le processus de refroidissement dans la cellule. Se servir de câbles pour mesurer la température dans les cellules de 500 m3 et plus. Un thermomètre d'intérieur-extérieur avec une ampoule placée dans la sortie d'air supérieure aide à surveiller la température au cours du refroidissement. Il ne faut pas oublier toutefois qu'une basse température dans la partie supérieure de la cellule signifie que tout le grain est refroidi; le grain dans le centre supérieur de la cellule se refroidit en dernier. Vérifier aussi le grain dans le centre de la cellule au moyen d'un thermomètre à sonde. Ne pas fermer le ventilateur si la cellule contient encore du grain chaud. Faire attention quand vous inspectez les cellules durant le refroidissement du grain chaud. Il peut être dangereux de respirer l'air chaud et humide qui sort du grain. Lorsque de telles conditions prévalent, ne pas descendre dans la cellule. Il faut être prudent même lorsque vous regardez dans la cellule à travers la porte parce que les planchers en métal peuvent être glissants et vos lunettes de protection peuvent s'embuer ce qui double les risques. 3.25 Refroidissement et séchage dans la cellule Dans ce système, le séchage à air chaud précède dans une installation le refroidissement en entreposage et le séchage à l'air naturel, dans une autre installation, il précède le séchage à basse température. L'humidité enlevée durant la phase de séchage à l'air chaud dans ce système à deux étapes est moindre que celle qui a été enlevée durant le séchage à une seule étape; toutefois, le refroidissement et le séchage dans la cellule requiert moins de propane ou de gaz naturel. Le total des économies réalisées varie en fonction du taux d'humidité du grain qui a été déchargé du séchoir à air chaud. Cependant, le ventilateur utilisé dans ce système à deux étapes doit être alimenté par une plus grande énergie électrique. Pourtant, dans l'ensemble, les systèmes de refroidissement et de séchage dans la cellule nécessitent considérablement moins d'énergie que les systèmes qui utilisent les séchoirs à air chaud à la fois pour le refroidissement et le séchage. Dans un tel système, le séchoir à air chaud peut sécher une beaucoup plus grande quantité de grain. L'humidité retirée dans le séchoir de ce système est moindre que celle des autres systèmes de séchage. Dans un séchoir à débit continu, on peut installer dans la section de refroidissement du séchoir un brûleur au propane afin d'augmenter davantage la capacité de séchage. Les systèmes de refroidissement et de séchage dans la cellule peuvent augmenter jusqu'à 300 % la capacité des séchoirs à air chaud. 3.26 Utilisation des systèmes de refroidissement et de séchage dans la cellule Ne pas dépasser les taux d'humidité recommandés pour le déchargement du séchoir à air chaud dans la cellule de refroidissement et de séchage. Durant la première année d'exploitation, réduire le taux d'humidité à 20 % ou moins dans le séchoir à air chaud jusqu'à ce vous ayez acquis de l'expérience, surtout pour mesurer le taux d'humidité d'un grain chaud et humide. Il est difficile de mesurer avec précision le taux d'humidité du grain chaud. Prendre des échantillons dans le grain refroidi afin d'établir des paramètres de contrôle pour la cellule. Avec les débits d'air utilisés dans le séchage à l'air naturel, le grain se refroidit normalement 32 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT une ou deux heures après avoir été mis en cellule. Partir les ventilateurs de séchage dans la cellule dès que le grain chaud commence à être déchargé. Cela permet de prévenir une condensation nuisible sur les murs de la cellule. Durant le refroidissement dans la cellule, l'air chaud et humide qui sort du grain se condense sur le toit et les avant-toits. La condensation pose un problème lorsque l'eau s'accumule, descend le long des charpentes et dégoutte à un endroit. Le tuyau de descente jusqu'à la cellule peut causer des problèmes parce que l'air humide qui monte dans le tuyau se refroidit et se condense et l'eau redescend dans la cellule. Fermer l'entrée du tuyau au-dessus de la cellule afin d'empêcher l'air de monter dans le tuyau. On peut installer des couvercles à ressort qui se ferment automatiquement lorsque le grain cesse de descendre dans le tuyau, mais ils nécessitent un entretien régulier. L'utilisation d'un ventilateur complémentaire installé sous le toit permet de ventiler l'espace au-dessus du grain et limite ainsi la condensation, mais cette solution nécessite des entrées d'air supplémentaires sous le toit de la cellule. Mis à part ces quelques mesures spéciales, les systèmes de refroidissement et de séchage dans la cellule requièrent à peu près les mêmes méthodes de gestion que les systèmes de séchage à l'air naturel ou à basse température, y compris le réglage du débit d'air, le fonctionnement des ventilateurs et la vérification de l'état du grain (section 3.24). 3.27 Choix des ventilateurs et conception du système Une sélection et conception de composantes appropriées, une bonne installation et de sages pratiques de gestion garantissent un rendement satisfaisant du système de refroidissement et de séchage du grain. Avant de concevoir le système, il importe de connaître les cultures à entreposer et les dimensions de la cellule d'entreposage. Ces données, en plus de fournir des renseignements précis sur les applications prévues, permettent de déterminer la taille ou le choix des ventilateurs, des conduits, des entrées et sorties d'air et des connexions. Elles aident aussi à calculer les surfaces de plancher à perforer. Vous trouverez dans les ouvrages de référence cités à la fin de ce manuel des renseignements pour chaque application. En particulier, établir les critères de conception suivants : • le débit d'air • la capacité du ventilateur • la pression statique. Déterminer le débit d'air en fonction de la récolte et du volume de la cellule. Utiliser les chiffres fournis aux tableaux 3 à 8. Ces tableaux donnent le niveau de risque pour chaque débit d'air dans des conditions précises. Pour une récolte et un taux d'humidité donnés, le taux d'endommage- ment varie uniquement en fonction des conditions atmosphériques. Par exemple, le tableau 6 reflète les con- ditions atmosphériques réelles enregistrées pendant une période de 12 ans entre 1962 el 1973. Le taux de séchage du maïs à l'air naturel et le taux d'endommagement du maïs dans les conditions ambiantes diffèrent à chaque année. L'expression «deuxième plus mauvaise année» signifie que le grain a séché avant de s'endommager au cours des douze années sauf une, compte tenu du débit d'air indiqué au tableau. L'expression «la plus mauvaise année» indique le débit d'air pour prévenir les dommages durant les 12 mêmes années. Les tableaux 3 à 8 fournissent également une liste de conditions pour déterminer le débit d'air nécessaire. La pression statique contre laquelle doit travailler le ventilateur, et par conséquent la chute de pression (Ap) dans le grain, varie en fonction de la résistance au débit d'air, la profondeur du grain (Hg), les effets de l'utilisation d'un épandeur de grain (Ks) et ceux de la perforation d'une surface moindre que la surface totale du plancher de l'installation d'entreposage (Kp). La vélocité de l'air qui passe à travers le grain et le type de grain influe sur la résistance au débit d'air. La vélocité est simplement le débit d'air total (mesuré en litres par seconde) divisé par une section transversale de la cellule (mesurée en mètres). On précise à la figure 14 la chute de pression (Ap) pour plusieurs espèces de grains. Les données dans cette figure portent sur la résistance au débit d'air du colza Canola d'Argentine, un gros grain. Les variétés plus petites du colza ont une résistance au débit d'air d'environ 60 % de celle qu'on prévoit de la part du colza Canola d'Argentine (Jayas et Sokhansanj 1985). Les effets d'un épandeur de grains peuvent augmenter la résistance du grain au débit d'air. Ce phénomène peut s'exprimer par une constante (Ks) pour chaque espèce de grains. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 33 Grain Ka Orge Maïs Lin Colza Tournesol Blé 1,5 2,0 1,0 2,2 1,5 1,3 Références : Friesen et Huminicki (1986), Jayas et Sokhansanj (1985). Un plancher partiellement perforé augmente aussi la résistance au débit d'air selon une quantité constante (Kp) pour chaque type de grains. % du plancher perforé Kp pour le blé, l'orge, le tournesol, le lin, le maïs et le colza Canola pourcentage de la sHirface du plancher perforée et du type de grains. Pour la vélocité maximale recommandée, on peut généraliser comme suit : • céréales 200 mm/s • colza Canola 75 mm/s Il importe de remarquer que les unités de mm/s sont utilisées au lieu des (L/s)/m2 dans la plupart des applications et sont équivalentes. Choisir la taille des évents de la cellule afin d'obtenir une vélocité de sortie de moins de 5000 (L/s)/m2. Cette valeur augmente le débit. Pour les évents avec canaux de ventilation, il faut utiliser la superficie de l'ouverture de déchargement réel (superficie non limitée) pour calculer la vélocité de sortie. Une bonne ventilation du volume d'air au- dessus du grain doit excéder le débit de l'air à travers le grain. On doit ménager une sortie pour le surplus de débit d'air afin d'empêcher l'effondrement du toit et choisir les conduits pour obtenir une vélocité de sortie inférieure à 5000 (L/s)m2. 100 40 25 15 1,0 1,1 1,3 1,5 La pression statique totale du système (ps) est représentée par la formule suivante : ps = &pXHgX KSX Kp Choisir la taille des conduits et des raccords conformément aux principes standard définis par l' American Society of Heating, Réfrigération and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). • La vélocité dans le conduit ne doit pas dépasser 7,5 m/s (7 500 (L/s)/m2) afin de réduire la perte d'espace et le bruit. • Les raccords entre la sortie du ventilateur et le conduit d'approvisionnement ne doivent pas créer de brusques changements de dimension. Une expansion de 15 à 20° est souhaitable. Aussi, ne pas créer d'obstacles dans la coupe transversale des conduits. Calculer la taille du conduit requise en mètres carrés. Diviser le total du débit d'air (litres par seconde) par 7500 (L/s)/m2. Déterminer la surface à perforer par rapport au débit d'air total. La vélocité de face souhaitée (le débit d'air par unité de surface de grain dans la cellule) varie en fonction du 3.28 Exemples de calculs 3.29 Paramètres du système de ventilation Calculer les paramètres du système pour une charge de blé à ventiler dans une cellule avec un diamètre de 7,3 m et une hauteur d'avant-toit de 6,7 m. Utiliser un épandeur de grains pour charger la cellule. Choisir le débit d'air maximum commun indiqué dans le tableau 11 et voir la figure 14. Niveau de la profondeur du grain (Hg) = 6,7 m Débit d'air requis = débit d'air commun X profondeur du grain = 2 (L/s)/m3 X 6,7 m = 13,4(L/s)/m2 Débit d'air = débit d'air requis X surface du grain = 13,4(L/s)/m2 X n X (7,3/4) m2 = 561 L/s La surface perforée minimale pour un système de ventilation recommandée au tableau 11 est de 15 %. Le facteur de la résistance au débit d'air (Kp) pour une surface perforée de 15 % est de 1,5. Pression statique requise (ps) = Ap X H g X Kp X Ks = 54Pa/m X 6,7 m X 1,5 X 1,3 = 706 Pa 34 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Tableau 11 Conception de base recommandée pour diverses méthodes de séchage et de refroidissement Surface minimal Transfert Pourcentage Débits d'air du plancher pour au-dessus communs perforée entreposage Méthode de sec (L/s-m3) (%) final Ventilation 0 1-2 15 non Séchage à l'air naturel 3-6 10-30 100 non Refroidissement lent différé 2-3 5-10 40 100 oui non Refroidissement dans la cellule 1 5-10 40 non Remarque : Choisir les débits d'air et les surfaces de plancher perforées en fonction des conditions atmosphériques locales, du degré d'humidité initial, de la valeur de la culture et des possibilités financières. Référence : Friesen et Huminicki (1986). 200 100 90 80 70 60 CM E 50 40 fc-T 30 10 - 1 | 1 1 M i m 1 | 1 Ml ii. / / / / S X / / / / / A ; / / / / / 4\ ,y c f 4/ îf <$/ / '■ / f -- \ 1 1 | 1 1 ! 1 1' 10 20 30 40 50 60 70 8Q90]QQ 200 300 400 600 800 1000 chute de pression, Pa/m Fig. 14. Résistance des grains et oléagineux au débit d'air. MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 35 Où Ap = chute de pression dans le grain = 54 Pa/m quand le débit d'air est de 13,4 (L/s)/m2 selon les données à la figure 14. Hg = profondeur de la cellule (m) Kp = résistance au débit d'air de 15 % du plancher perforé Ks = 1,3 parce que la conception exige un épandeur Taille minimale du conduit = débit d'air X vélocité maximale dans le conduit = 561 L/s/ 7500 (L/s)/m2 = 0,075 m2 Taille minimale de l'évent de la cellule = débit d'air x vélocité maximale à la sortie = 561 L/s/ 5000 (L/s)/m2 = 0,11 m2 3.30 Refroidissement de l'orge à l'entreposage Calculer les paramètres du système pour une charge d'orge à refroidir en entreposage dans une cellule ayant un diamètre de 5,8 m et une hauteur d'avant-toit de 4,7 m. Dans le tableau 11, choisir un débit d'air commun de 8 (L/s) m3 pour le refroidissement dans la cellule. Niveau de profondeur du grain (Hg) = 4,7 m Débit d'air requis = débit d'air commun X profondeur du grain = 8 (L/s)/m3 X 4,7 m = 37,6 (L/s)/m2 Débit d'air = débit d'air requis X surface du grain = 37,6 (L/s)/m2 X n X (5,8/4) m2 = 993 L/s La perforation minimale du plancher recommandée pour un système de refroidissement dans la cellule est de 40 % (tableau 11). La résistance au débit d'air (Kp) pour une surface perforée de 40 % est 1,1. Pression statique requise (ps) = ApXHgX KpX Ks = 146 Pa/m X 4,7 m X 1,1 X 1,0 = 755 Pa Où Ap = chute de pression dans le grain = 146 Pa/m pour l'orge quand le débit d'air est de 37,6 (L/s)/m2 selon les données à la figure 14. Hg = profondeur de la cellule (m) Kp = perte de charge parce que la surface perforée est moindre que la surface totale du plancher Ks = 1 ,0 parce qu'un épandeur n'est pas utilisé Taille minimale du conduit = 993 L/s/ 7500 (L/s)/m2 = 0,13 m2 Taille minimale de l'évent de la cellule = 993 L/s/ 5000 (L/s)/m2 = 0,20 m2 3.31 Séchage du blé à l'air naturel Calculer les paramètres du système pour une charge de blé à sécher à l'air naturel dont le taux d'humidité initial s'élève à 18 % et qui se trouve dans une cellule avec un diamètre de 6,7 m et une hauteur d'avant-toit de 6,1 m. Le blé a été récolté le 15 septembre à Swift Current, en Saskatchewan. Le tableau 5 indique un débit d'air recommandé de 4,4 (L/s)/m3 pour un blé dont le taux d'humidité est de 18 %. Toutefois, on propose au tableau 11 un débit d'air commun de 10 à 30 (L/s)/m3 pour tout séchage à l'air naturel. Pour la conception du système, il est préférable de fonder votre décision sur une prévision d'un taux d'humidité variable, disons entre 16 et 20 %. Choisir alors un débit d'air de 13 (L/s)/m3. Niveau de profondeur du grain (Hg) = 6,1 m Débit d'air requis = débit d'air commun X profondeur du grain = 13,0(L/s)/m3 X 6,1m = 79,3 (L/s)/m2 Débit d'air = débit d'air requis X surface du grain = 79,3 (L/s)/m2 X 35,3 m2 = 2796 L/s La perforation minimale du plancher recommandée pour le séchage à l'air naturel est de 100 % (tableau 11). Le facteur de la résistance au débit d'air (Kp) pour une surface perforée de 100 % est de 1,0. Pression statique requise (ps) = Ap X H g X Kp X Ks = 420 Pa/m X 6,1 m X 1,0 X 1,0 = 2562 Pa 36 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT Où Ap = chute de pression dans le grain = 420 Pa/m pour l'orge quand le débit d'air est de 79,3 (L/s)/m3 selon les données à la figure 14. Hg = profondeur de la cellule (m) Kp = perte de charge parce que la surface perforée est moindre que la surface totale du plancher. Ks = 1,0 parce qu'un épandeur n'est pas utilisé Taille minimale du conduit = débit d'air X vélocité maximale dans le conduit = 2796 L/s / 7500 (L/s)/m2 = 0,37 m2 Taille minimale de l'évent de la cellule = débit d'air X vélocité maximale à la sortie = 27965 L/s / 5000 (L/s)/m2 = 0,56 m2 3.32 Refroidissement lent différé du maïs Calculer les paramètres du système pour une charge de maïs à refroidir de cette façon dans une cellule ayant un diamètre de 7,3 m et une hauteur d'avant-toit de 6,5 m. Utiliser un épandeur de grains et transporter le maïs dans une cellule d'entreposage après le refroidissement. Choisir un débit d'air commun de 10 (L/s)m3 (tableau 11). Niveau de profondeur du grain (Hg) = 6,5 m Débit d'air requis = débit d'air commun X profondeur du grain = 10 (L/s)/m3 X 6,5 m = 65 (L/s)/m2 Débit d'air = débit d'air requis X surface du grain = 65(L/s)/m2 X 41,9 m2 = 2725 L/s La perforation minimale du plancher pour le refroidissement lent différé est de 40 % quand le grain est transporté à la cellule d'entreposage final pour le refroidissement. Le facteur de la résistance au débit d'air (Kp) pour une surface perforée de 40 % est de 1,1. Pression statique requise (ps) - Ap X H g X Kp X Ks = 157 Pa/m X 6,5 m X 1,1 X 2,0 = 2245 Pa Où Ap = chute de pression dans le grain = 157 Pa/m pour l'orge quand le débit d'air est de 65 (L/s)/m3 selon les données à la figure 14. Hg = profondeur de la cellule (m) .Kp = perte de charge parce que la surface perforée est moindre que la surface totale du plancher i pour le foin haché et , treillis à grandes mailles / pour le foin long \ , renfort de '- / 19 x 140 mm poutre de 38 x 89 mm semelle de ^38x89 77 r^\ plancher Fig. 17. Conduits de distribution primaires non doublés. Toutes les mesures sont exprimées en millimètres. 48 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT I lattes de 19 x 89 mm avec un espacement de 75 mm 2- 38 x 89 mm avec un espacement de 600 mm au centre 3- plaque de 38 x 89 mm 4. lattes de 19 x 89 mm 5 doublure du condurt 6 traverses de 38 x 140 mm avec un espacement de 600 mm au centre 7. plancher 8 porte de 300 mm commandée par le débit d'air 9 porte de 150 mm commandée par le débit d'air 10 bloquage de 19 x 89 mm II aucun espacement pour les 300 premiers mm Fig, 18. Conduits de distribution rectangulaires doublés. Tableau 12 Débit d'air selon la taille du séchoir et le degré d'humidité du foin Débit d'air Taux d'humidité du foin (%) Surface du plancher (L/s-m2) Quantité de foin (L/s-t) 20-25 25-30 30-35 40 75 125 77 155 260 Plusieurs caractéristiques de la récolte et de l'entreposage du foin aident à expliquer les écarts de pression statique possibles. Parce que les fibres rétrécissent, le foin haché se stabilise aux environs de 10 à 15 % durant le séchage et l'augmentation de la pression est à peu près égale à la diminution du volume. Par contre, le foin mis en balle n'a pas le même effet sur la pression. Des balles de foin trop serrées ne permettent pas à l'air de passer à travers assez rapidement pour que la récolte sèche avant de s'endommager. Par conséquent, garder la densité spécifique des balles de foin le plus bas possible, tout en maintenant l'intégrité de la balle durant la manutention. Les balles empilées sur le côté ont une résistance plus faible au débit d'air que celles empilées à plat. Dans le séchoir, placer les balles carrées ensemble sur le côté. Afin de prévenir une fuite du débit d'air, ne pas laisser d'espace entre les balles. La pression statique est directement proportionnelle à la vélocité de l'air qui passe à travers le foin et à la profondeur du foin entre le conduit et l'espace libre. Le tableau 13, qui s'inspire d'une publication d'Hydro Québec, offre des renseignements utiles pour évaluer la vélocité de l'air et la pression statique requises dans un système de séchage. 5.3 Systèmes de distribution d'air Concevoir le système de distribution d'air du séchoir à foin de façon à assurer un débit d'air uniforme dans tout le séchoir. Choisir la grosseur des conduits conformément à de bonnes pratiques d'ingénierie et selon les critères définis à la section précédente. Déterminer à la fois la surface transversale minimale pour tous les conduits et la surface d'ouverture nette minimale du conduit en contact avec le foin. Placer dans le sens de la longueur le conduit principal de distribution d'air, soit au centre du séchoir ou sur l'un des côtés. Un conduit placé au centre fournit une bonne distribution d'air aux séchoirs jusqu'à une largeur de 10 mètres. Toutefois, afin d'assurer une distribution uniforme de l'air, il faut que la profondeur du foin au-dessus du conduit égale la distance entre le conduit et le côté du séchoir. Si la profondeur du foin est insuffisante, l'air aura tendance à passer directement au-dessus du conduit pour prendre le chemin de la moindre résistance. Vous pouvez choisir n'importe quel aménagement pour le conduit principal. Vous trouverez aux figures 17 et 18 les aménagements les plus courants, c'est-à-dire triangulaires ou rectangulaires. Il importe d'aligner les conduits de façon à permettre un réglage manuel de l'orientation de l'air. Vous MANUTENTION DE PRODUITS AGRICOLES 49 Tableau 13 Régime du ventilateur et pression statique pour le séchage du foin en entreposage Épaisseur du foin (m) Foin en balles* Foin haché ¥ Vélocité Pression Vélocité Pression de l'air statique de l'air statique (mm/s) (Pa) (mm/s) (Pa) 76 190 76 250 76 190 76 250 76 250 76 250 76 250 76 250 76 250 86 310 86 250 97 310 97 250 112 375 112 310 127 375 122 375 137 440 1,83 2,30 2,75 3,20 3,70 4,10 4,60 5,30 5,80 Avec un degré d'humidité initial de 40 %. pouvez aussi ne pas les aligner afin de permettre une sortie d'air uniforme sur toute leur longueur. Si les conduits ne sont pas alignés, il faut les couvrir entièrement de foin avant de démarrer la ventilation. L'alignement des conduits, par contre, permet d'utiliser efficacement une seule partie du séchoir à la fois. Utiliser des conduits alignés lorsque le volume à sécher ne remplit pas le séchoir ou s'il faut sécher seulement certaines parties de l'entreposage. Choisir la grosseur des conduits primaires alignés de façon à assurer un accès facile pour l'exploitant. Il pourra alors mieux régler les portes contrôlant l'orientation de l'air. Les conduits latéraux reliés au conduit d'approvisionnement primaire étendent la largeur pratique du séchoir à foin. Les conduits latéraux se présentent sous deux formes différentes : un plancher latte au-dessus des traverses du plancher ou une série de petits conduits latéraux d'un ou des deux côtés du conduit de distribution primaire. Aménager le système de conduits de façon à ce que tous les trajets d'air dans le foin soient égaux. Par exemple, la distance entre l'extrémité du conduit et le bord du séchoir doit égaler la distance entre l'extrémité du conduit et le sommet de la pile de foin quand le séchoir est rempli. Afin de garantir une distribution uniforme de l'air, procéder ainsi : • Installer des planchers étanches dans le séchoir afin d'éviter toute fuite de l'air qui doit sécher le blé. Un plancher à rainure et à languette ou en béton, ou de terre offre une étanchéité suffisante. Couvrir les autres sortes de planchers d'une couche de 150 pm de polyéthylène avant d'assembler les conduits. • Eliminer toutes les fuites d'air possibles. Les colonnes structurales dans le séchoir peuvent permettre à l'air qui doit passer à travers le foin de s'échapper. Réduire une telle fuite d'air en insérant sur la surface du plancher une couche imperméable comme du plastique sur une étendue d'au moins 0,6 m autour de la colonne. • Veiller à ne pas perforer le conduit latéral à moins de 0,3 m du conduit de distribution primaire. Il ne faut pas perforer les conduits de distribution primaires à moins de 2 m du ventilateur. Vérifier la solidité du plancher du séchoir à foin avant d'utiliser le séchoir. Le foin qui contient une humidité de 35 % pèse de 25 à 30 % de plus que le volume équivalent de foin séché au champ. Une balle de foin sèche a une densité d'environ 0,13 t/m3. La densité du foin haché sec s'élève à peu près à 0,08 t/m3. 5.4 Séchage du foin Le séchage du foin comporte quatre étapes : • sécher le foin dans le champ • le placer dans le séchoir • faire fonctionner le séchoir • terminer le séchage. 5.5 Séchage dans le champ Laisser le foin sécher dans le champ jusqu'à ce qu'il atteigne un taux d'humidité de 35 % avant de le mettre en balles. Cela réduit les risques de moisissure du 50 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT foin ainsi que de pertes dans le champ et au cours de la récolte. Régler la tension des câbles pour le foin humide comme pour le foin sec. Cette tension maintient l'intégrité de la balle tout en permettant à un débit d'air suffisant de passer à travers les balles. Une longueur de 0,85 m améliore la facilité de manutention de la balle et on peut les empiler manuellement de façon plus serrée. Une longueur de 0,6 m offre une meilleure densité et durabilité de la balle lorsque les balles sont chargées sans ordre précis dans le séchoir. 5.6 Disposition du foin dans le séchoir La façon de placer le foin dans le séchoir diffère si le foin est haché ou mis en balles. Pour le foin en balles, suivre les conseils suivants : • Dans les systèmes avec un conduit principal, couvrir le conduit avec des couches de foin égales. Procéder graduellement vers le haut et vers les extrémités en gardant les profondeurs de foin égales dans toutes les directions. • Dans un système de plancher latte, monter la première couche au-dessus du conduit et en dépassant légèrement l'extrémité du plancher latte. Placer chaque couche consécutive comme une couverture, de façon à atteindre à la fin le bord du séchoir. • Quand il s'agit d'un système de conduit de distribution primaire aligné avec un plancher latte, commencer à charger en laissant closes les portes au sommet du conduit principal et celles de dessous ouvertes. Lorsque le foin aura atteint une hauteur de 1 à 1,2 m au- dessus du plancher, ouvrir les portes supérieures. Une fois que le foin aura atteint une hauteur de 3 à 4 m au-dessus du conduit, fermer les portes de dessous et laisser les portes du haut ouvertes. • Empiler étroitement les longues balles sur le côté dans des couches alternantes à 90° l'une de l'autre. Cette façon de les empiler réduit les risques de court-circuitage de l'air. On peut disposer au hasard les courtes balles dans le séchoir, à la condition que leur taux d'humidité ne dépasse pas 25 %. Boucher les trous dans les piles en plaçant manuellement quelques balles. • Utiliser les balles de foin pour créer des mini- conduits dans un conduit central aligné lorsque le plancher n'est pas latte. Espacer les deux ou trois premières balles en s'éloignant du conduit et en laissant de 150 à 200 mm entre ces balles. Pour le foin haché, suivre les conseils suivants : • Hacher le foin en pièces de 50 mm ou plus afin de prévenir une densité excessive et une trop forte résistance au débit d'air. • Charger le foin avec une soufflante ou un autre transporteur. • Ne pas tasser le foin mouillé ou le concentrer dans une partie du séchoir. Déplacer souvent le tuyau de déchargement. • Couvrir le plancher du séchoir de façon uniforme afin de favoriser une distribution égale de l'air. 5.7 Fonctionnement du séchoir La zone de séchage se déplace dans le foin dans la direction du débit d'air. Le foin au sommet du séchoir ne séchera pas avant que celui en- dessous soit sec. Par conséquent, il importe d'empiler seulement dans le séchoir la quantité de foin mouillé que la zone de séchage pourra traverser dans une période permettant d'éviter la croissance de moisissures, c'est-à- dire : 3,5 jours pour un foin qui contient 20 % d'humidité et de 4 à 6 jours pour un degré d'humidité de 15%. La profondeur du foin humide qu'on peut empiler dans un séchoir varie directement en fonction du débit d'air dans le séchoir et des conditions atmosphériques dans la région. Par conséquent, l'expérience vous aide à déterminer le fonctionnement normal pour une installation donnée. Toutefois, en général, régler le chargement initial à une profondeur de 1,5 m. Ajouter ensuite un mètre par jour pour remplir le séchoir. La zone de séchage se déplace à travers le foin indépendamment des fluctuations dans la qualité de l'air ambiant. Alors, faire fonctionner le ventilateur sans arrêt jusqu'à ce que le foin soit sec. L'arrêt du ventilateur retarde le séchage et permet au foin de se réchauffer. Si la température du foin s'élève, les risques de pertes de matière sèche et d'incendie augmentent de même que le taux de croissance des moisissures. 5.8 Finition du séchage Quand tout le foin semble sec, arrêter le ventilateur pour une période de 8 à 12 heures. Redémarrer alors le ventilateur et vérifier la qualité de l'air à la sortie. Si la température de l'air à la sortie dépasse celle de l'air ambiant, faire fonctionner le ventilateur plusieurs jours de plus et vérifier à nouveau les températures. Vous pouvez considérer que le foin est sec après trois vérifications n'ayant révélé aucune autre élévation de la température. Mettre alors le séchoir hors tension. lMANUTENTION de produits agricoles 51 5.9 Séchage complémentaire à l'air chaud Les séchoirs à air chaud de jour fonctionnent dans l'une des gammes de températures suivantes : • les séchoirs à basse température fonctionnant à des températures de 5 à 10 °C au-dessus de celle de l'air ambiant • les séchoirs à température moyenne fonctionnant à des températures de 10 à 200 °C au-dessus de celle de l'air ambiant • les séchoirs à haute température fonctionnant à des températures de 300 à 800 °C au-dessus de celle de l'air ambiant Les séchoirs à basse température haussent le taux de séchage en augmentant la capacité de l'air qui passe à travers le foin qu'on veut sécher. La hausse de la température de l'air fourni réduit l'humidité relative de l'air améliorant ainsi sa capacité de séchage. Cette méthode de séchage du foin nécessite un débit d'air moindre que pour le séchage à l'air naturel. Certains exploitants utilisent la chaleur de la respiration du foin pour obtenir la chaleur supplémentaire nécessaire au séchage du foin et réduire le temps d'utilisation du ventilateur. Cette méthode rend possible une utilisation intermittente du ventilateur et permet au foin de se réchauffer entre les périodes de ventilation. Toutefois, la chaleur obtenue de cette façon cause des pertes de 4 à 5 % de la matière sèche du foin en train de sécher, une valeur qui dépasse les économies d'énergie réalisées. Aussi, il est risqué d'obtenir de la chaleur de cette façon. Par conséquent, il n'est pas recommandé d'utiliser le ventilateur de façon intermittente. Installer les ventilateurs de manière à atténuer le bruit. Prendre aussi en considération la chaleur du soleil sur le côté sud du bâtiment. Voir la figure 19. La figure 20 illustre la corrélation entre le temps requis pour que la formation des moisissures soit visible et la température du foin. Vu que la croissance des moisissures varie selon la température et l'humidité, la courbe se déplace vers la droite au fur et à mesure que le foin sèche. Les séchoirs à température moyenne sont beaucoup moins communs que les séchoirs à basse température. Ils coûtent cher à construire et nécessitent des appareils de chauffage sophistiqués. Aussi, le taux de séchage rapide demande de plus nombreuses interventions par les exploitants en raison du chargement et déchargement plus fréquent des séchoirs. En outre, si le séchage ne se fait pas rapidement, le risque de dommages est élevé. Il faut concevoir un séchoir à température moyenne avec un débit d'air, une température et une profondeur de foin qui permettront de sécher le foin assez rapidement pour éviter la formation de moisissures. Seuls des architectes qualifiés peuvent prendre les décisions concernant les conditions thermodynamiques et psychrométriques requises pour la concep- tion des séchoirs à température moyenne. Les séchoirs à haute température qui augmentent la température du foin à un degré assez élevé pour tuer les micro-organismes qui causent les dommages nécessitent une structure résistant à la chaleur. Ces séchoirs entraînent des coûts d'immobilisations très élevés. On les choisit seulement dans les cas où une exploitation continue permet de répartir les coûts en capital sur des milliers de tonnes de foin. Les séchoirs commerciaux fournissent normalement de l'air chauffé à des températures de 370 à 750 °C pour un foin dont le taux d'humidité varie entre 40 à 70 %. Le foin plus humide nécessite un séchage à des températures plus élevées. Les températures à la sortie s'élèvent habituellement de 65 à 120 °C. Le foin séché à l'air chaud conserve plus sa valeur nutritive que celui séché autrement. Un séchage plus rapide offre de plus fortes concentrations de carotène, un meilleur goût et une plus grande conservation de la matière sèche. Toutefois, les avantages de l'accélération du séchage au moyen de la chaleur supplémentaire sont peut-être moins importants s'il faut aussi atteindre des objectifs autres que ceux qui portent sur la qualité du foin. Il importe d'étudier avec soin sur le plan financier l'utilisation de la chaleur supplémentaire avant de commencer la conception détaillée d'un système. 52 ENTREPOSAGE ET CONDITIONNEMENT grillage par-dessus un isolant matelassé mur du bâtiment mwwiuisisnnïsl séchoir à foin solide de 2 m conduit de distribution primaire séchoir à foin Fig. 19. Installation du ventilateur pour l'absorption du bruit. O 9