Propriétés Physiques et Mécaniques des Graines et Amandes de Jatropha curcas L.

Danebe K. A., Djeumako B., Beda T., Samon J. B.

Abstract


This study has estimated physicomechanical properties of Jatropha curcas L. (Jatropha) seeds and kernels from the Far North Region of Cameroon. Physical parameters as mean sizes, mass characteristics, morphologic and volume characteristics were evaluated. The stiffness of the husk was estimated by varying the velocity of the universal tensile testing machine EZ 50. For a high compression velocity, (5-40mm/mn), compression diagrams of seeds showed several breaking point, we observed broken seeds and kernels with low velocity of 1 mm/mn, compression diagram are linear. The means value of the compression force Fr(N) and husk stiffness K (N/mm) are respectively 134.41 N and 105 N/mm. Tensile tests of Jatropha oil were realized at 23-24°C with compression forces of 1000 and 12000N. We obtained mathematical relations between relative deformation and compression force: F(l)=8.91Exp(0.94l)-9.41 (N), compression stress and relative deformation: ()=0.08Exp(6.89)-0.08 (MPa), using respectively the “trust region” and “Levenberg-Marquardt” algorithm related to MATLAB R 2018a software. The endpoints for and optimal extraction of Jatropha oil were 0.40 and 0.85 when the compression force were between 72.71 N and 4905.5 N, the stress compression vavy between 0.65 and 37.01 MPa, therefore the consumed energy varied between 0.13 and 3.83 J/mm3.


Cette étude a déterminé les propriétés physiques et mécaniques des graines et amandes de Jatropha curcas L. (Jatropha), originaire de l’ExtrêmeNord du Cameroun. Les paramètres physiques tels que les dimensions moyennes, les caractéristiques massiques, les paramètres de forme et les caractéristiques volumiques ont été évalués. La raideur de la coque a été définie en variant la vitesse de compression de la machine d’essai de traction universel EZ 50. A grande vitesse de compression (5-40 mm/mn), les brisures d’amandes et de coques qui ont été observées ont été représentées sur les courbes de compression des graines par plusieurs points de rupture. Avec une faible vitesse de l’ordre de 1 mm/mn, les courbes de compression ont été linéaires. La valeur moyenne de la force de rupture en compression Fr(N) et la raideur K (N/mm) des coques calculées ont été respectivement 134,41 N et 105 N/mm. Les essais d’extraction d’huile de Jatropha sont réalisés à température ambiante (23-24°C) avec des charges comprises entre 1000 et 12000 N. Ce qui a permis d’obtenir les relations mathématiques entre la force de compression et la déformation relative : F(l) =8,91Exp(0,94l) -9,41 (N) ; entre la contrainte de compression et la déformation relative : ()=0,08Exp(6,89)-0,08 (MPa). L’algorithme de « Trust region » et de « Levenberg-Marquardt », ont été respectivement intégré dans l’application MATLAB R2018a pour obtenir les modèles précédents. Les points limites pour le pressage des amandes sont compris entre 0,40 et 0,85 permettant d’obtenir les limites pour une extraction optimale de l’huile. La force de compression a été comprise entre 72,71 N et 4905,70 N, pendant que la contrainte de compression varie entre 0,65 et 37,01MPa pour une consommation d’énergie allant de 0,13 à 2,83J/mm3. .

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