Brevet FR2284096A1 — publié le 19760402

La présente invention est relative à une installation pour le traitement par la chaleur de produits divers, notam- ment pour le séchage des légumes tels que les oignons, ou pour la pasteurisation du fumier destiné plus particulièrement à la culture des champignons. On sait que pour cette application on utilise un fumier constitué par un mélange de crottin de cheval et de paille auquel il peut être adjoint un "compost urbain" qui est formé par des ordures ménagères broyées et traitées, l'ensemble étant soumis à une pasteurisation ou fermentation dirigée et contrôlée pendant une durée de plusieurs jours et qui consiste à porter la masse de fumier à une température variant suivant les utilisateurs entre 600 et 700C maximal, avec une humidification donnant lieu à un taux d'humidité entre 60 et 72 % dans le produit fini, puis à laisser refroidir la masse traitée par paliers successifs. Ce traitement a pour objet de détruire la flore bactérienne et microbienne nuisible au développement du mycélium, notamment le chaetomium et les nématodes, et de faire apparattre une quantité maximale d'acetynomycétes et d'humicola favorables à ce développement. Cependant les données relatives à la température, l'humidité et la durée de traitement optimales ne sont pas déterminées avec précision de sorte que l'installation de pasteurisation doit présenter une certaine souplesse pour se préter aisément aux conditions de fonctionnement préférées par chaque utilisateur, ce qui n'est pas le cas des installations actuelles dans lesquelles le traitement dans des chambres de pasteurisation s'effectue en faisant passer à travers la masse du fumier de la vapeur saturante produite dans une chaudière à vapeur. La présente invention a pour objet une installation permettant de régler aisément tous les facteurs essentiels connus du processus de pasteurisation du fumier tant au plan thermique qu'à ceux de l'hygrométrie et de la ventilation, ainsi que leur régulation automatique. En outre, l'installation suivant l'inren- tion est sensiblement plus économique que les installations connotes, en raison d'un meilleur rendement thermique. Enfin, le déroulement du processus de pasteurisation peut être aisément commandé dans l'installation suivant l'invention, par un programmateur. Cette installation est caractérisée par le fait que l'appareil de chauffage et d'humidification comporte une chambre de combustion équipée de brûleurs à gaz, par exemple à propane ou à butane dans laquelle de l'air frais est insufflé avec un débit réglable en fonction de la quantité d'air vicié évacué en même temps que l'air chaud repris dans la chambre de pasteurisation pour être envoyé avec les gaz brûlés dans cette dernière par une gamine de soufflage, des pulvérisateurs projetant de l'eau pulvé risée directement sur les flammes des brûleurs étant disposés dans la chambre de combustion. Du fait que la chaleur dégagée par la combustion du gaz dans les brûleurs est directement utilisée pour élever la température de la masse de fumier en traitement, on élimine un échange de chaleur inévitable dans le cas de l'emploi d'une chauière à vapeur entre les flammes et l'eau à vaporiser de sorte que le rendement thermique global se trouve augmenté. D'autre part le réglage séparé de l'apport de chaleur par les brûleurs à gaz et du taux d'humidité fourni par les pulvérisateurs, permet d'adapter aisément la marche de l'installation aux conditions désirées par l'utilisateur et de l'équiper avec des moyens de régulation automatiques. De même les valeurs de consigne des régulateurs peuvent être modifiées en fonction du temps suivant un programme choisi au moyen d'un programmateur. I1 a été en outre constaté que le rendement en champignons obtenu à l'aide de fumier pasteurisé dans l'installation suivant l'invention, est très supérieur à celui obtenu avec le fumier traité dans les installations connues, le gain pouvant atteinre 30 t. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et repré senté au dessin annexé une forme de réalisation de l'installation suivant l'invention. La figure 1 représente schématiquement en perspective l'ensemble de l'installation. La figure 2 est une vue détaillée en perspective de la chambre de combustion. La figure 3 représente le schéma d'alimentation des brûleurs avec leurs dispositifs de commande et de sécurité. La figure 4 représente une variante de l'installation. L'installation schématiquement représentée en figure 1 comprend une chambre de pasteurisation 1 constituée par une double paroi formée par deux murs en blocs de béton cellulaire de 20 cm d'épaisseur séparés par une couche de 5 cm de mousse rigide en polyuréthane assurant une excellente isolation thermique. Les parois intérieulessont hydrofugées.Le sol de la cham bre, qui doit recevoir une couche de fumier ayant une épaisseur pouvant varier entre lm50 et 2m20, est garni d'un caillebotis 2 constitué par des barres métalliques de section carrée, par exemple de 15 mm de côté et séparées par des intervalles de 15 cm reposant sur des blocs de béton d'une hauteur de l'ordre de 20 cm de façon à permettre la libre circulation d'air sous la masse de fumier qui est chargé dans la chambre par une porte 3 au moyen d'un engin de manutention approprié. Le caillebotis 2 est représenté schématiquement au dessin par un quadrillage. Sur le mur arrière de la chambre 1, opposé à la porte de chargement 3, sont ménagées des ouvertures de purge 4, 4', 4" équipées d'un dispositif d'ouverture mécanique. A l'extérieur de la chambre 1, au voisinage d'une de ses faces latérales, se trouve une chambre de combustion 5, dont l'entrée communique avec l'air extérieur par une trappe réglable 6 et dont la sortie communique par une gaine 7 d'un ventilateur avec l'aspiration d'un ventilateur centrifuge 8, de préférence à deux vitesses ou équipé d'un variateur de vitesse, de façon à permettre le réglage du débit d'air en fonction du poids de la masse de fumier en traitement. Le refoulement du ventilateur communique par un élément de refoulement 9 et une gaine de soufflage 10 avec la chambre de pasteurisation dans laquelle celleci débouche par son extrémité évase 10' au dessous du caillebotis 2. La graine d'aspiration 7 du ventilateur est reliée en outre à une gaîne de reprise d'air chaud 11 disposée transversalement dans la partie supérieure de la chambre 1, sous le plafond de celle-ci. La gaine 11 comporte un certain nombre de bouches d'aspiration disposées sur ses faces latérales, les bouches d'aspiration disposées sur la face de la gamine 11 qui est tournée vers la porte de chargement étant-protégées par des boîtes d'aspiration telles que 12, 12', 12" ... à ouverture tournée vers le bas, de façon à empêcher l'introduction du fumier dans la gaine Il pendant les opérations de chargement. La trappe réglable 6 permet de régler le taux d'air neuf dans le débit total d'air et de gaz brûlés circulant à travers la masse de fumier. Comme représenté en figures 2 et 3, la chambre de combustion 5 est équipée de deux brûleurs pilotes 13, 13' formant veilleuse et commandant respectivement l'allumage de deux brûleurs principaux 15, 15' alimentés par exemple en propane par ltinter- médiaire de détendeurs 16, 16' et d'électrovanne,s 17, 17'. Des robinets d'arrêt 18, 18' 20 sont montés en amont des détendeurs. Les brûleurs sont munis de dispositifs de sécurité connus en soi comportant des thermo-couples 14, 14' exposés aux flammes des brûleurs et commandant, en cas d'extinction de celle-ci la coupure de l'arrivée du gaz par l'intermédiaire de soupapes 19, 19' maintenues normalement ouvertes par des électro-aimants excités par les courants engendrées par les thermo-couples 14, 14'. Sur le trajet de chacune des flammes des brûleurs principaux 15, 15' sont disposés l'un à la suite de l'autre deux pulvérisateurs en porcelaine à jet plat 22, 23 et 22', 23' munis chacun d'une vanne d'isolement 24, 25 - 24', 25' et alimentées en eau sous pression par une électro-vanne 26. Suivant la variante représentée en figure 4, l'installation peut comporter une chaudière à vapeur d'appoint débitant de la vapeur dans la gamine de soufflage 10 par l'intermédiaire d'une éléctro-vanne 28 et un. groupe de surpression d'eau 29 dans le cas d'insuffisance de la pression d'eau de distribution alimentant les pilvénsateurs. Le contrôle et la régulation de l'installation sont réalisés au moyen des dispositifs suivants La mise en marche et l'interruption du fonctionnement des brûleurs principaux 15, 15', des pulverisateurs 22, 23 22', 23' et éventuellement de la chaudière sont commandés par un thermostat 30 et une sonde 31 placés en un emplacement approprié dans la masse de la matière traitée, cet ensemble entraînant par des moyens connus non représentés l'ouverture ou la fermeture des électro-vannes correspondantes en fonction de la différence de température entre celle affichée sur le thermostat et celle mesurée par la sonde. Une horloge à programme non représentée peut être adjointe à ce dispositif de contrôle pour modifier automatiquement en fonction du temps la valeur de consigne affichée sur le thermostat. Une autre sonde 32 placée à un autre endroit dans la masse traitée et connectée à un enregistreur permet d'enregistrer l'évolution de la température du fumier en cours de pasteurisation. Deux autres sondes 34, 35 disposées en d'autres endroits de la chambre de pasteurisation et reliées à des téléthermomètres 36, 37 permettent un contrôle supplémentaire de la température du fumier en ces points. Enfin un thermomètre à bulbe plongeant 38 et un hygromètre à bulbe plongeant 39 sont installés dans la gaine de refoulement 9 du ventilateur pour vérifier la température et le taux d'humidité de l'air de soufflage. Le fonctionnement de l'installation est le suivant Le thermostat étant réglé sur la température maximale que l'on veut atteindre dans le fumier traité, on ferme les purges, on allume les brûleurs-pilotes, on règle la pression d'alimentation en gaz des brûleurs à une valeur correspondant aux débits thermiques souhaités, ainsi que le débit du ventilateur. On ferme complètement l'arrivée d'air frais au ventilateur et on enclenche les différents disjoncteurs et interrupteurs commandant l'installation qui fonctionne pendant la mise en température en régime de recyclage total. Lorsque la température a atteint la valeur fixée par le thermostat et que l'équilibre est réalisé dans les différents points de la masse de fumier contrôlés par les appareils décrits ci-dessus, on ouvre partiellement les purges pour évacuer les produits nocifs résultant de la fermentation et on entrouvre l'admission d'air frais au ventilateur en maintenant la température constante. A la fin de la durée prescrite pour le maintien de la température maximale, on règle à nouveau le thermostat sur une autre valeur de la température et on laisse l'installation fonctionner pendant la durée choisie, puis on modifie le réglage encore une ou plusieurs fois jusqu'à la fin de 1?opération de pasteurisation A ce moment, le thermostat est réglé à la valeur O pour éviter la mise en route des brûleurs et du pulvérisateur, et on refroidit la masse traitée en soufflant de l'air frais avec le débit maximal du ventilateur. Comme indiqué ci-dessus, ces modifications du réglage peuvent être commandées automatiquement par un programmateur en fonction d'un programme déterminé à l'avance. La même installation peut être utilisée moyennant des réglages appropriés des différents facteurs intervenant dans le traitement, pour d'autres traitements par la chaleur, et plus particulièrement pour le séchage de légumes, notamment des oignons. REVENDICATIONS 1. Installation pour le traitement par la chaleur de produits divers, notamment pour le séchage de légumes tels que les oignons, ou pour la pasteurisation du fumier plus particulièrement destiné à la culture des champignons, du type comportant une chambre de pasteurisation dans laquelle le fumier, généralement mélangé d'un compost (ordures ménagères traitées et broyées) est porté à une température et à un degré d'humidité appropriés, pendant une durée déterminée, caractérisée par le fait que l'appareil de chauffage et d'humidification comporte une chambre de combustion équipée de brûleurs à gaz, par exemple à propane ou à butane, dans laquelle de l'air neuf est insufflé avec un débit réglable en fonction de la qualité d'air vicié évacué, en même temps que l'air chaud repris dans la chambre de pasteurisation pour être envoyé avec les gaz brûlés dans cette dernière par une gamine de soufflage, des pulvérisateurs projetant de l'eau pulvérisée directement sur les flammes des brûleurs étant disposés dans la chambre de combustion. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un groupe moto-ventilateur, de préférence à deux vitesses ou équipé d'un variateur de vitesse, et dont le refoulement débouche à la partie inférieure de la chambre de pasteurisation sous le caillebotis, tandis que son aspiration communique d'une part avec une chambre de combustion comportant une entrée d'air neuf munie d'une trappe à ouverture réglable et, d'autre part, avec une gaine de reprise d'air chaud disposée dans la partie supérieure de la chambre de pasteurisation et munie sur ses faces latérales de bouches d'aspiration. 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les bouches d'aspiration prévues sur la gaî- ne de reprise du côté chargement de la chambre sont protégées par les boites d'aspiration à ouvertures tournées vers le bas de façon à empêcher le fumier de pénétrer dans la gaine pendant le chargement de la chambre de pasteurisation. 4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre de combustion est équipée de plusieurs brûleurs pilotes formant veilleuse, par exemple au nombre de deux commandant chacun l'allumage d'un brûleur principal alimen te par un détendeur réglable. 5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que chaquebrûleur pilote est muni d'un disposi tif de sécurité connu en soi comportant un thermo-couple exposé à l'action de la flamme et commandant, en cas d'extinction de celleci, l'interruption de l'écoulement du flux gazeux. 6. Installation suivant les revendications 1 et 4, prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait que le dispositif de pulvérisation comprend quatre atomiseurs à jet plat muni chacun d'un robinet d'isolement, disposés par paire l'un à la suite de l'autre sur le trajet de la flamme de chaque brûleurprinci- pal. 7. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la mise en route et l'interruption du fonctionnement des brûleurs et des pulvérisateurs sont commandés par un thermostat disposé dans la chambre de pasteurisation et par une sonde disposée dans la masse du fumier en voie de pasteurisation, ces appareils commandant f'ouverture et la fermeture des électro-vannes correspondantes montées sur l'alimentation en gaz et en eau de la chambre de combustion. 8. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un enregistreur relié à une sonde placée dans la masse du fumier pour contrôler l'évolu- tion de la température du fumier en cours de pasteurisation, ainsi que deux télé-thermomètres reliées à deux sondes disposées en deux autres points de la masse de fumier. 9. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'un thermomètre à bulbe plongeant et un hygromètre à bulbe plongeant sont disposés dans la gaine de soufflage pour contrôler la température et l'humidité de l'air insufflée dans la chambre de pasteurisation. 10. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte une chaudière à vapeur auxiliaire débitant la vapeur d'eau dans la gaine de soufflage. 11. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la chambre de pasteurisation est constituée par une enceinte en béton dans les parois de laquelle est insérée une couche d'isolant thermique, par exemple de la mousse rigide de polyuréthane et dont le plancher est garni d'un caille botis mobile au dessous duquel débouche la gaine de soufflage. 12. Installation suivant les revendications 1 et 11 prises dans leur ensemble, caractérisée par le fait que des purges, de préférence équipées d'un dispositif mécanique d'ouver- ture sont disposées aussi près que possible du plafond de la chambre de pasteurisation, sur la paroi opposée à la porte de chargement. 13. Fumier pasteurisé pour la culture des champignons caractérisé par le fait qu'il est obtenu à l'aide d'une installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12.