Les drêches de blé : co-produits de la production de bioéthanol
email
Sommaire
général
Sommaire
du cours de Bromatologie
Sommaire du cours:
Co-produits des grains
 Partie précédente

Le terme "drêche" désigne un co-produit de céréale issue d'un procédé d'extraction par voie humide. L'industrie de la bière fournie des "drêches de brasserie" fabriquées à partir d'orge en grande majorité.

Deux autres industries produisent des drêches : les amidonneries et les distilleries (boissons alcoolisées ou agro carburant bioéthanol). Ces 2 industries travaillent à partir :

                  - de blé, en France, en Hollande, en Belgique

                  - de maïs principalement aux Etats-Unis

                  - d'orge en Allemagne

Les drêches issues de ces 2 procédés de fabrication sont différentes, il faut donc distinguer les drêches d'amidonnerie de maïs appelée "Corn gluten feed", des drêches de distillerie de maïs souvent désignée sous le terme "DDGS" pour Distiller Dried Grains with Solubles.

Dans le contexte actuel en France, le terme "drêches de blé" fait référence à des drê�ches de distillerie de bioéthanol (= Wheat DDGS en anglais).


 

Principe des procédés de fabrication du bioéthanol
Composition chimique
Valeur alimentaire
Utilisation en l'alimentation animale
 

Principes des procédés de fabrication du bioéthanol

En France, le bioéthanol est produit principalement à partir de blé. L'amidon du blé est d'abord hydrolysé en sucres. Par fermentation, ces sucres sont transformés en éthanol et en dioxyde de carbone. Cet éthanol est purifié par distillation puis par déshydratation du flegme. Toutes les parties du grain qui ne sont pas transformées en éthanol et en dioxyde de carbone sont rassemblées pour former les drêches dans lesquelles on trouve également les levures de fermentation.

S'agissant d'une production relativement nouvelle, il n'existe pas de standard de fabrication. Chaque usine développe un process de fabrication nouveau afin d'augmenter la productivité. Chaque procédé conduit à une drêche différente. En 2007, on distinguait 3 principaux procédés de fabrication du bioéthanol à partir de blé. 

Le process n°1 est une méthode par voie humide où le grain de blé broyé est entièrement mis en suspension dans l'eau, afin d'être fermenté.

Diagramme du procédé de fabrication du bioéthanol à partir de blé selon le process de type 1 ou A

Diagramme du procédé de fabrication du bioéthanol à partir de blé selon le process de type 1 ou A
Diagramme du procédé de fabrication du bioéthanol à partir de blé selon le process de type 2 ou B
Diagramme du procédé de fabrication du bioéthanol selon le process de type 2 ou B


 

Dans le process n°2, de la farine est d'abord produite à partir du grain (méthode par voie s�che). Puis cette farine sera utilisée pour la fermentation. 


Enfin, dans le process n°3, de l'amidon est dans un premier temps extrait du grain de blé selon un procédé proche de celui utilisé dans les amidonneries. Cet amidon sera ensuite utilisé pour la fabrication de bioéthanol. Dans ce procédé, le gluten produit lors de la fabrication de l'amidon peut être directement vendu et ne sera donc pas mélangé aux autres co-produits afin de former les drêches. 

Diagramme du procédé de fabrication du bioéthanol à partir de blé selon le process de type 3

Composition chimique des drêches de blé
 
Source
Industriels
Process 1
Industriels
Process 2
Industriels
Process 3
INRA
Process 1
INRA
Process 2
Matière sèche (MS)
90
90
90
90
91,4
Matières azotées totales (MAT )
35,8
27
20
37,6
31,6
Cellulose brute (CB)
7,6
6
7
10,2
6,1
Fibres alimentaires (NDF)
/
/
/
/
/
Ligno-cellulose (ADF)
/
/
/
/
/
Lignine (Van Soest)
/
/
/
/
/
Amidon + sucres
8,9
15
20
5,1
17,7
Lipides (MG)
4,5
4
4
7,2
5,6
Cendres
6
6
6
4
5,1
Calcium
/
/
/
/
 /
Phosphore
/
/
/
/
/

Composition chimique moyenne des drêches de blé
des grains (en % de la matière sèche)

Comme beaucoup de co-produits des industries agro-alimentaires, la composition chimique des drêches de blé présente d'assez grandes variations. Tant qu'une standardisation de la composition chimique n'aura pas été décidée en vue de faciliter les échanges commerciaux, les industriels ne chercheront pas à rectifier la composition des drêches comme cela se fait pour certains co-produits comme le corn gluten feed. Les variations sont principalement liées aux procédés de fabrication. Pour une usine donnée et un procédé de fabrication donné, la composition des drêches est stable.

Les données de composition chimique de l'INRA qui ont été établies sur des échantillons provenant de pilotes industriels. Les données fournies par les industriels correspondent aux produits commercialisés en 2008.

Les drêches sont des aliments secs, riches en protéines brutes avec une teneur de l'ordre de 36% de la MS, teneur comparable à celle d'un tourteau de colza ou de lin. Le taux de protéines brutes varie énormément en fonction du procédé de fabrication. Ainsi, il faut distinguer les drêches "standard" à environ 36% de Matières Azotées Totales (MAT), issues du procédé de fabrication de type 1, des drêches pauvres en MAT issues des process de fabrication 2 et surtout 3. En effet dans ce dernier cas, le gluten particulièrement riche en MAT (67% de la MS) extrait lors de la production d'amidon n'est pas réincorporé aux autres co-produits pour former les drêches.
La teneur en Cellulose Brute est de l'ordre de 7% de la MS. Cette teneur en CB représente mal la teneur en fibres des drêches, car les fibres des drêches, comme celles du son de blé, sont riches en hémicelluloses (pentosanes). La teneur en NDF de l'ordre 42% de la Matière Sèche illustre mieux la richesse en fibres des drêches. Cette teneur reste néanmoins inférieure à celle des drêches de brasserie.

La teneur en amidon résiduel et en sucre est très variable de 3% à 20% de la MS en fonction du procédé de fabrication. Le procédé de fabrication de type 2 dans lequel les sons sont séparés en début de fabrication du bioéthanol puis réincorporés aux drêches juste avant la granulation donnent des drêches plus riches en amidon. En effet, l'amidon resté dans les sons se retrouve dans la drêche. Le taux d'amidon varie en sens inverse de celui des Protéines Brutes.

Valeur alimentaire des drêches de blé

Valeur énergétique

Les drêches ont une bonne valeur énergétique de l'ordre de 1,09 UFL/kg de MS, ce qui est moins élevé qu'une céréale mais plus importante que celle d'un son ou d'une drêche de brasserie. L'origine de cette énergie est diversifiée puisqu'elle provient en partie des glucides pariétaux digestibles mais également de l'amidon. La valeur énergétique est d'autant plus faible que la quantité d'amidon résiduel est faible. Cet amidon est très rapidement fermentescible dans le rumen, sa dégradabilité ruminale est de 94%, c'est-à-dire identique à celle du blé tendre.

Ruminants
UFL(1)
Ruminants
UFV(1)
  
ED(2) Porcs
Kcal/kg
EM(3) Volailles
Kcal/kg
Orge(*)
1,09
1,08
  
3505
3190
Industriels process 1
1,09
/
  
 /
/(4)
Industriels process 3
1,05
1,03
  
 /
/
INRA process 1
1,06
1,00
  
 /
/
INRA process 2
1,14
1,11
  
 /
/
 
Valeur énergétique moyenne des drêches de blé comparée à celle de l'orge 
(en % du produit sec)
(*) :  pour comparaison
(1) : énergie nette, Unité Fourragère Lait ou Unité Fourragère viande (source INRA, Alimentation des bovins, ovins et caprins - 2007 ou données des industriels producteurs de drêches)
(2) : Energie Digestible (source INRA, L'alimentation des animaux monogastriques - 1989)
(3) : Energie Métabolisable apparente chez l'adulte en bilan azoté nul (source INRA, L'alimentation des animaux monogastriques - 1989)
(4) : Energie Métabolisable corrigée pour la rapporter à un bilan azoté nul chez l'adulte (source INRA, Nutrition et alimentation des volailles - 1992) Les drêches de blé ont une valeur azotée (PDI) élevée comparable à celle du tourteau de colza. La dégradabilité ruminale des MAT est de l'ordre de 68%, c'est-à-dire tout à fait comparable à celle du tourteau de colza et proche de celle du tourteau de soja. Néanmoins, ces valeurs doivent être ré-évaluées sur des drêches issues d'usine de production et non pas uniquement à partir des drêches issues de pilotes industriels. Les conditions de séchage plus ou moins violentes entraînent des variations de valeurs azotées. L'équilibre en acides aminés indispensables présente les mêmes caractéristiques que celui du blé et de façon plus générale de toutes les céréales. Les drêches de blé sont pauvres en lysine, avec une valeur de lysine digestible de l'intestin de ruminant (LysDI) de l'ordre de 5,5% des PDIE, ce qui est  inférieur à celle du tourteau de soja ou de colza. En revanche, les apports en méthionine sont intéressants avec une valeur de Méthionine Digestible de l'Intestin (MetDI) de 2 % des PDIE, valeur comparable à celle du tourteau de colza et qui est supérieure à celle du tourteau de soja. Si l'utilisation des drêches de blé comme sources de protéines peut être envisagée, il ne faudra pas oublier qu'elles renforcent le déficit en lysine des rations riches en céréales (concentré et ensilage de maïs).

Ruminants
PDIN(1) (en g)
Ruminants
PDIE(2) (en g)
  
Volailles
% lysine digestible (3)
Volailles
% methionine digestible (3)
  
Tourteau de soja 48
377
261
  
2,56
0,57
  
Industriels process 1
/
/
  
 /
/
  
Industriels process 3 129 101
INRA process 1 253 159
INRA process 2 204 129
 
Valeur azotée moyenne des drêches de blé comparée à celle du tourteau de soja 
(en % de la matière sèche)

(1) : PDIN : protéines vraies digestibles dans l'intestin lorsque le facteur limitant est l'azote apporté à la flore ruminale (source INRA, Alimentation des bovins, ovins et caprins - 2007)
(2) : PDIE : protéines vraies digestibles dans l'intestin lorsque le facteur limitant est l'énergie apportée à la flore ruminale (source INRA, Alimentation des bovins, ovins et caprins - 2007)
(3) : Acides aminés digestibles chez les volailles (source Rhône poulenc Animal Nutrition - 19??)

Minéraux
Les drêches de blé présentent comme les céréales, un déséquilibre phospho-calcique mais les teneurs en calcium et phosphore sont plus élevées que celles des céréales. Les drêches peuvent présenter de grandes variations des teneurs en sodium, chlorure, soufre et phosphore en fonction des additions de minéraux réalisées pour le procédé de fermentation.
 

Utilisation des drêches de blé

Les drêches de blé peuvent être utilisées comme source de protéines chez les animaux de production. Compte tenu de leur forte valeur en glucides pariétaux, elles seront bien valorisées sur le plan énergétique par les ruminants.

Les drêches de blé sont appétentes mais elles ont une fibrosité très faible. Ainsi, elles doivent être considérées comme des concentrés riches en glucides pariétaux.

Leur taux d'incorporation dans la ration des bovins peut atteindre 25 %. Compte tenu que les blés trop contaminés, par les mycotoxines (en particulier de Fusarium) pour être utilisés en alimentation risquent d'être dirigés vers la fabrication de bioéthanol, il faut être vigilant quant à la teneur en mycotoxines de ces co-produits..

email
Sommaire
général
Sommaire
du cours de Bromatologie
Sommaire du cours:
Co-produits des grains
 Suite du cours : les Co-produits des grains

Sommaire général | Cours de bromatologie | Les photos | Evaluation | L.Alves de Oliveira |