Design, construction and characterization of an integrated rice paddy parboiling system in Benin

Kok, Robert (Internal/Cosupervisor2) Ngadi, Michael O. (Internal/Supervisor) Parboiling is a common rice processing operation, particularly in West Africa. Current traditional parboiling practices have high energy and labour demands leading to environmental and health problems. The objectives of this study were to design and build improved rice parboiling pilot plant for operation in a rural context and to characterize the operational efficiency of the system. The system consists of an improved heating stove, perforated soaking baskets, steaming/parboiling vessels and a mechanical hoist. The soaking baskets are placed in a circular setting such that the central mechanical hoist can lift and manoeuvre them around a circle that includes the stove with parboiling vessel. The system is designed to operate successively in order to manage operation efficiently. Batches of rice paddy are processed consequently reducing the time and fuel it takes to fire-up the stove. The use of a hoist avoids the necessity for manual handling and keeps the hoist operator away from the heated stove. Only one stove that is maintained at high temperature is used to do multiple tasks: parboil rice paddy, boil water for soaking and cleaning. To characterize the soaking process, different initial soaking temperatures (70, 80 and 90°C) were tested. Moisture content and temperature of the soaked paddy were monitored hourly throughout a 12 hr period. During the parboiling process, temperature readings were recorded at 5 min intervals to assess uniformity of steaming. Because the stove ran continuously throughout the day, it consumed 40% less wood during a high-power phase hot start than a cold start and took 60% less time (~40 mins) to boil water than a cold start. Overall, the improved rice parboiling pilot plant reduces high energy use and manual labour by mechanization and creating opportunities for employment and local investment. L'étuvage est une opération courante de transformation du riz, en particulier en Afrique de l'Ouest. Les pratiques traditionnelles d'étuvage ont une forte demande en énergie et en main-d'œuvre entraînant des problèmes d'environnement et de santé. Les objectifs de cette étude étaient de concevoir et de construire un système pilote améliorée d'étuvage du riz pour l'exploitation en milieu rural et de caractériser l'efficacité opérationnelle du système.Le système se compose d'un foyer de chauffage amélioré, passoire de trempage perforés, marmites de trempage/étuvage et un levier mécanique. Les paniers de trempage sont placés dans un arrangement circulaire tel que le levier central peut les soulever et les manœuvrer autour d'un cercle qui inclut le foyer avec le récipient du riz étuvé. Le système est conçu pour fonctionner successivement afin de gérer efficacement l'exploitation. Des lots de riz sont traités en conséquence réduisant le temps et le combustible qu'il faut pour le feu. L'utilisation d'un levier évite la nécessité d'une manipulation manuelle et maintient l'opérateur du levier hors du foyer réchauffé. Un seul foyer qui est maintenu à haute température est utilisé pour faire de plusieurs tâches : étuvage du riz paddy, eau bouillante pour le trempage et le nettoyage. Pour caractériser le processus de trempage, différentes températures initiales de trempage (70, 80 et 90 ° C) ont été testées. La teneur en humidité et la température du paddy trempé ont été surveillées à chaque heure pendant une période de 12 h. Au cours du processus d'étuvage, les relevés de température ont été enregistrés à des intervalles de 5 minutes pour évaluer l'uniformité de la cuisson à la vapeur. Car le foyer fonctionne tout au long de la journée, il consomme 40% moins de bois lors d'un démarrage à chaud de puissance élevée qu'un démarrage à froid et a pris 60% de moins de temps (~ 40 minutes) pour faire bouillir l'eau. Dans l'ensemble, le système pilote améliorée d'étuvage du riz réduit la forte consommation d'énergie et le travail manuel par la mécanisation et la création d'opportunités d'emploi et d'investissement local.