Brevet FR2433596A1 — publié le 19800314

La presente invention concerne un procédé de fabrication d'une masse fibreuse à partir de la tourbe consistant à extraire soigneusement les fibres du matériau fibreux de tourbe etàletransférer ainsi dans une suspension de tourbe qui est soumise à une opération de triage (ou : tamisage, clasification) Il n'a pas été possible dans le passé de produire une masse fibreuse épaissie aisément à partir de la tourbe tout en utilisant pour la fabrication un procédé continu qui (1) peut être mis en oeuvre avec un minimum de main d'oeuvre , (2) permet d'obtenir un meilleur rendement avec les tourbes des marécages qu'ilnta été possible jusqu'à présent, (3) permet une séparation efficace des colloldes et des particules ayant des dimensions inférieures à 0,2 mm, et (4) permet l'utilisation d'une installation simple qui au moyen d'un remplacement rapide de l'élément de tamisage, peut être changée pour s'ajuster aux propriétés de la tourbe extraite. La présente invention a pour but d'éliminer ces probldmes et ceci, selon 11 invention, est principalement réalisé par le fait, que, après une première étape de triage, la suspens ion de tourbe est soumise à un ajustement de la concentration (ou consistance) du liquide en fournissant à celle-ci une quantité de liquide dépendant du degré de formation d'humus dans]atourbe extraite, et ensuite on soumet la suspension sous pression à au moins un élément de tamisage ayant une perméabilité dépendant de la concentre tion de fibres de tourbe dans la suspension après cet ajustement de la concentration. La présente inventEna également pour but de réaliser un dispositif simple pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Ce but est atteint par les caractéristiques décrites dans la revendication 5 des revendications ci-jointes. La présente invention sera décrite avec davantage de détails ci-après en se référant aux figures qui représentent une illustration schématique d'une installation de fabrication d'une masse fibreuse à partir de tourbe. L'installation représentée schématiquement comprend un dispositif de transport 1 qui peut se déplacer sur une tourbiere. Le dispositif de transport 1 porte une pompe 2 comprenant au moins une buse de pulvérisation (non représen tétez émettant un jet d'eau pour défibrer la bure sur la tourbière. La suspension de tourbe pouvant être pompée ainsi obtenue (ayant une concentration de fibres de tourbe de 1 à 6% en poids) est prélevée au moyen d'une pompe collectrice 3 et est transportée par cette dernière par le conduit 4 vers une première installation de triage 5 comprenant par exemple, un tamis perforé rotatif comportant me entrée centrale pour les matières qui pénètrent. Dans la première installation de triage 5, des matériaux de dimensionssupérieures à 10 mm sont séparés, ce qui implique qu'environ 10 à 20% de la tourbe de la suspension sont séparés (par le conduit 6 dans la figure). Le matériau séparé (c'est-à-dire les matières rejetées , ou déchets) a une concentration de fibres de tourbe de 6% et convient par exemple pour être brulé ou dans des buts d'enrichissement des sols. La matière recueillie ou acceptée obtenue après le passage dans la première installation de triage 5 est une suspension ayant une consistance permettant de la pomper parce qu'une très faible proportion seulement du liquide a été éliminée dans la première installation de triage 5. Cette suspension , qui contient des particules de fibres plus petites que IOmm, y compris des colloides et des particules plus petites que 0,2 mm passe par un conduit 7 vers un dispositif 8 d'amenée de liquide comprenant par exemple un réservoir collecteur avec une entrée 9 pour l'eau. Dans le dispositif d'amenée de liquide 8,un liquide convenable , par exemple de 11 eau, est amené en une quantité telle qu' il donne à la suspension de tpurbe une concentration de fibres de tourbe inférieure à 1%. Plus le degré de formation d'humus danshtourbe des marécages est élevé , plus on fournit d'eau dans le but d'obtenir une concentration de fibres de tourbe plus faible. D'après le tableau ci-dessous,on peut voir quelle concentration de fibres de tourbe on obtient en fournissant de l'eau pour différents degrés de formation d'humus (H) dans la tourbe brute provenant des tourbieres: Degré de formation d'humus (H) Eau amenée dans le dispositif mesuré sur la tourbe: d'amenée d'eau pour atteindre les concentrations de fibres de tourbe suivantes dans la suspension: 0-3 maximum environ 1% en poids 3-6 maximum environ 0,75%en poids supérieur à 6 maximum environ 0,4%en poids La suspension de fibres de tourbe dont on a ajusté la consistance , qui a donc une concentration de fibres de tourbe plus faible que li en poids, est amenée par le conduit 10 vers un dispositif ll pour séparer les colloides et les particules plus petites que 0,2 mm. Ce dispositif ll comprendrpar exemple. un élément de tamisage ayant des perforations d'environ 1 mm de diamètre ou plus petites. La dimension des perforations de l'élément de tamisage du dispositif ll est déterminée en relation avec la concentration de la suspension et du degré de formation d'humus dans la matière brute. Plus la tourbe dans la suspension contient d'humus et plus faible est sa concentration, plus petite doivent être les perforations de l'élément de tamisage dans le but d'obtenir le plus grand rendement possible de matière recueillie c'est- -dire la quantité maximum possible de matériau de fibres de tourbe pouvant être aisément drainée. D'après le tableau suivant, on peut voir quel rendement en masse de fibre de tourbe pouvant être aisément dranée;peut être obtenu pour divers degrés de formation d'humus, diverses concentrations de fibres de tourbe et diverses dimensions des perforations de l'élément de tannage du dispositif 11:: Degré de formation Concentration de Dimensions Rended'humus (H) fibres de tourbe des ouvertu- ment,% (selon l'échelle de (% en poids) res du tamis Von Post) O - 3 0,75 - 1 environ 1 env.90% 3 - 6 0,5 - 0,75 0,5 - 1 80 -90% supérieur à 6 0,1 - 0,5 max. 0,5 70 -908 On peut voir d'après ce tableau qu'il est possible d'obtenir un rendement très élevé les proportions utiles de tourbe entièrement traitée), indépendamment du degré formation d'hwus de la tourbe simplement en amenant une quantité convenable d'eau pour obtenir une concentration convenable de fibres de tourbe et en utilisant dans le dispositif ll un tamis avec des dimensions convenables des ouvertures. Pour une concentration de fibres de tourbe supérieure à 1% en poids et une dimension des ouvertures du tamis supérieure à l mm, un rendement essentiellement plus faible sera obtenu, et pour des concentrations de fibres de tourbe plus élevées et une dimension des ouvertures du tamis constante, par exemple, il y aura un grand danger de boucher le dispositif résultant en une interruption du fonctionnement du broyeur. En utilisant dans le procédé les valeurs indiquées dans le dernier tableau, une augmentation des concentrations des fibres de tourbe d'au moins 100% sera obtenue dans le dispositif ll ce qui implique qu'environ 50% de l'eau fournie est élimine, éliminant ainsi également au moins 50% des collai'des et des particules plus petites que 0,2mm (par le conduit 12, éventuellement pour les retourner à la tourbière). La concentration de fibres de tourbe de la suspension après le passe au travers du dispositif 11 a atteint un maximum de 2% en poids, et la suspension a maintenant un caractère tel qu-'on peut la passer tar un conduit 13) vers un dispositif collecteur 14 comprenant un filtre collecteur ordinaire ot on peut augmenter la concentration de fibres de tourbe d'une manière simple jusqu'à environ 10% en poids, et en plus, au moins 75% des colloldes et particules plus petites que 0,2% restantes sont éliminés avec les eaux effluentes (qui coulent par le conduit 15, éventuellement pour retourner à la tourbière). La matière recueillie obtenue est transportée par le conduit 16 pour être utilisée, par exemple pour la fabrication de papier, comme substance ayant des buts de nettoyage, pour augmenter la teneur en matière sèche de divers matériaux de déchets, comme combustible ou comme substance d'enrichissement des sols ou comme engrais. Donc, en mettant en oeuvre le procédé décrit, une augmentation des concentrations des fibres de tourbe depuis une valeur inférieure à 1% en poids jusqu'à 10% en poids sera obtenue.En mettant en oeuvre le procédé de fabrication selon l'invention, bien entendu, on peut utiliser plus d'une installation ou unité primaire 5 de triage et plus d'une installation ou unité 11 secondaire. I1 est avantageux d'ajouter l'eau (ou tout autre liquide convenable) apres l'unité 5 de triage primaire. I1 est essentiel que l'eau amenée par le conduit depuis l'unité d'amenée d'eau ne comprenne pas de particules en suspension. En d'autres termes: il ne convient pas d'utiliser de l'eau provenant directement de la tourbière, mais cette eau doit être nettoyée pour éliminer les particules en suspension, autrement l'effet du procédé de séparation suivant sera réduit. Pour réaliser une installation extroemement simple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, l'unité 5 de triage primaire comprend un élément de tamisage, de préférence, sous forme d'un tambour rotatif 5a comprenant des perforations 5b ayant une dimension d'environ lOmm. Le suspension de tourbe passe dans ce tambour par le conduit 4 , la matière rejetée passant depuis le tambour 5a par le conduit 6, alors que la matière recueillie est obtenue en collectant la suspension passant au travers des perforations Sb. Cette matière acceptée est transportée par le conduit 7 par l'unité d'amenée de liquide 8 après avoir amené dli- quide par le conduit 10 vers l'unité ll de triage secondaire.Cette dernière comprend au moins un élément de tamisage lla stationnaire comprenant des perforations ou ouvertures llb dont la dimension peut varier comme il est indiqué dans le tableau mentionné ci-dessus. Dans le présent cas, la partie de la suspension qui ne peut passer au travers de l'élément de tamisage lla est retenue sous forme de matière acceptée et on la fait passer par le conduit 13, alors que la partie de la suspension passant au travers de l'élément de tamisage lla est éliminée comme déchet par le conduit 12. On peut communiquer à la tourbe traitée selon le procédé de l'invention, et de préférence avec l'installation selon l'invention, sans aucune difficulté par simple drainage mécanique et sans chauffage, une concentration de fibres de tourbe de 40 à 45% en poids. L'opération de triage0Ae classification peut comprendre plus d'une étape de triage primaire et plus -d'une étape de triage secondaire. Les étapes de triage primaire et secondaire peuvent être mises en oeuvre en une seule unité de triage, par exemple en différentes positions dans un seul dispositif de tamisage. La canalisation de l'installation peut comprendre ou peut être remplacée par des éléments de pressurisation (non représentés.et non décrits en détails, étant donné que les éléments de pressurisation de tout type connu de ces spécialistes peuvent être employés) pour amener la suspension diluée sous pression vers l'unité de tamisage 11 (qui est de préférence un tamis en arc). On peut finalement mentionner que l'expression "particules plus petites quienviron 0,2 mm " désigne des particules qui onttoutesdes dimensions inférieures à 0,2 mm, mais également de préférence des particules dont les mesures externes les plus petites sont 0,2 mm, mais dont les mesures externes les plus grandes peuvent être plus grandes. Donc, une particule répondant à ce critère peut avoir une longueur sensiblement plus grande que 0,2 mm mais une largeur plus faible que 0,2 mm. I1 est à noter que l'échelle de Von Post est décrie dans "Planoringsrapport",Tor.v i Sverige 1977:1", un rapport réalisé par "Nämnden for Energiproduktion:s Planning Board for Peat". L'effluent de suspension passant par le conduit 12 et/ou conduit 15 et contenant des matières organiques (de manière prEdominante des colloldes et des particules plus petites que 0,2 mm) provenant de la tourbière , qui reste après l'étape primaire de triage et la séparation des fibres qui suit,est soumis à un procédé de séparation où la matière organique est séparée de la suspension libre de fibre et ensuite on augmente la teneur en matière sèche de la matière organique en l'épaississant .La matière organique ainsi épaissie, après stockage et/ou transport peut de nouveau être mélangée avec de l'eau pour être étalée sur un sol, par exemple, pour servir comme agent d'enrichissement du sol et/ou pour former un revêtement protecteur, servant par exemple pour préserver l'humidité du sol souseacent. La matière organique est séparée de manière convenable de la suspension libre de fibres par un procédé de sédimentation, cette sédimentation étant mise en oeuvre en obligeant la concentration de fibres de tourbe de la suspension de tourbe d'être inférieure à 0,5 * en poids lorsque le degré de formation dnurmas de la tourbe extraite est supérieur à 6 selon l'échelle de Von Post. Dans la dernière étape de sédimentation il peut être convenable d'ajouter un agent de floculation , de préférence un polymère , de l'alun ou d'autres sels, dans le but d'accélérer l'effet de la sédimentation. La se-paration de la matière organique de la suspension libre de fibres peut être mise en oeuvre de manière convenable dans une installation du type décrit dans la figure 3. Cette installation comprend un bassin de sédimentation 17 dans lequel la suspension libre de fibres est amenée par le conduit 12 et/ou 15. Dans ce bassin de sédimentation , on permet à la matière organique de sédimenter dans le fond, et on permet à l'eau, selon un procédé bien connu , de déborder par-dessus le bord du bain 17 et elle est éliminée par des gouttières 18.La matière organique collectée dans le fond du bassin 17 est pompée par une installation de pompage 19 au travers du conduit 20 dans un second bassin 21 de sédimentation, la suspension pompée contenant 4 à 10% de matière sèche en poids, de préférence 5 à 7% de matière sèche, Dans le but d'obtenir une sédimentation efficace, le bassin de sédimentation 21 comprend dans sa partie supérieure des lamelles 22 disposées d'une manière connue en soi par-dessuslesqueBesl'eau peut passer avant de déborder par-dessus les bords supérieurs du bassin 21 pour être éliminée dans un état purifie par les conduits 23.Dans le but d'accélérer le rendement de la sédimentation dans le bassin 21, un agent de floculation, par exemple un polymère, l'alun ou d'autres sels peuvent être ajoutés depuis une zone de stockage 24 pour augmenter le poids des particules organiques de sorte qu'eues précipiteront à une vitesse plus grande. La matière organique collectée dans le fond du bassin est pompée hors de ce bassin par une installation de pompage 25, et la suspension pouvant être pompée est amenée par un conduit 26 vers une station d'épaississement 27. A cette station, on épaissit la suspension, par exemple au moyen d'un procédé de pressage et/ou de centrifugation, jusqu'à ce que la matière recueillie, at. une teneur en matière sèche d'au moins 10% en poids et jusqu'à 25% en poids.La teneur élevée en matière -sèche ainsi obtenue a l'avantage que la matière recueillie (représentée sous forme de blocs 28) sera maniable de sorte qu'elle peut être stockée d'une façon permettant d'économiser de la place sans aucune nécessité d'installationsde stockage particulières , et elle peut être transportée à bas prix en vue d'une utilisation ultérieure. Les blocs 28 de matière sont transportés dans leur "état sec" vers une zone 29 d'utilisation ou ils sont mélangés avec de l'eau pour être étalés avec celle-ci. A la zone d'utilisation 29 , les blocs 28 peuvent être introduits dans des conteneurs 30 avec de l'eau ou les blocs 28 se dissolvent aisément. Le conteneur 30 est relié par un conduit 31 à une unité 32 d'amenée d'eau d'une installation 33 d'irrigation habituelle , de sorte que de l'eau contenant de la matière organique sera remontée -sous l'action d'un dispositif d'éjection du conteneur 30 et amenée vers le courant d'eau s'écoulant dans le conduit 32. L'eau mélangée avec la matière organique est pulvérisée au moyen des buses 34 dans un champ 35 et est déposée sous forme d'un mince film 36 dans ce champ. Lorsque ce film est devenu sec, il peut être continu et serré si la concentration de matière organique est maintenue suffisamment élevée.Le film 36 ainsi formé peut être utilisé pour empêcher l'érosion par le vent et pour préserver l'humidité dans le sol soussacent. Il a,en outre des propriétés d'enrichissement du sol et par conséquent peut être utilisé comme agent d'enrichissement du sol, dans lequel cas il est mélangé avec la matière organique sèche de telle façon que 10 à 20 g de matière sèche soient étalés sur chaque mètre carré de surface de champ. Le film également convient parfaitement pour revêtir des grains semés , particulièrement dans le cas od ils sont disposés seulement sur la surface et sont particulièrement sensibles pendant la période de germination. Dans le but d'augmenter la teneur en matière sèche dans la matière recueillie obtenue au cours du procédé de séparation, on peut ajouter de la matière sèche 37 à cette dernièrelpar exemple, de la tourbe provenant de la même tourbière 38 dont les fibres de tourbe, ont également été prélevées.Cette matière sèche 37 peut être ajoutée au lieu des opérations de pressage et/ou de centrifugation ou peut être ajoutée en combinaison avec cellerci. Des parties de la matière recueillie épaissie peuvent être utilisées comme matériau utilisé dans un but de combustion ou de lubrification ou comme matière brute pour l'industrie chimique ou comme additif dans les coulées. Le procédé de séparation décrit précédemment est un procédé de sédimentation, mais d'autres procédés de séparation de la matière organique peuvent également mis en oeuvre. Les différentes étapes et unités d'installation illustrées dans la figure 3 peuvent varier dans des limites très larges sans sortir du cadre de l'invention. Le procédé selon l'invention implique l'avantage que non seulement les fibres de tourbe, mais également les particulEs plus petites peuvent être utilisée5 de sorte que l'extraction des fibres de tourbe rejetera seulement des racines et autres éléments plus grands de la tourbière et de l'eau pure ou presque pure. Ces produits restants peuvent être rejetés (par exemple retournés dans la tourbière) sans aucun danger d'interférence avec l'environnement naturel. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et installations qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Revendications: 1. Procédé de fabrication d'une masse fibreuse à partir de tourbe où les fibres de la tourbe sont extraites et transférées dans une suspension de tourbe, caractérisé en ce qu'après une première opération de triage, on ajuste la concentration de liquide dans la suspension de tourbe en amenant à celle-ci une quantité de liquide dépendant du degre de formation dthumusdansla tourbeextraite , et ensuite on amène la suspension sous pression vers au moins un élément de tamisage ayant une perméabilité dépendant de la concentration de fibres de tourbe dans la tourbe après cet ajustement de la concentraton. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on abaisse la concentration de fibres de tourbe de cette suspension de tourbe à une valeur inférieure à 1% en poids en amenant du liquide au cours de l'étape d'ajustement de la concentration de liquide. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on abaisse la concentration de fibres de tourbe de la suspension de fibres de tourbe jusqu'à une valeur inférieure à 0,75% en poids lorsque le degré deformation dEumus dampa tourbe extraite-selon l'echel- le de Von Post est compris entre 3 à 6. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on abaisse la concentration de fibres de tourbe de la suspension de fibres de tourbe jusqu'à une valeur inférieure à 0,5% lorsque le degré de formation d'humus dans la tourbe extraite selon 1' échelle de Von Post est supérieur à 6. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une suspension libre defibres obtenue par élimination des fibres de la suspension de tourbe est soumise à un procédé de séparation ou de la matière organique teDe que des colloïdes et des particules de dimensions inférieures à 0,2% restant dans la suspension après l'élimination des fibres est séparée de la suspension libre de fibres, et ensuite la teneur en matière sèche de la matière organique séparée au cours de ce procédé de séparation est augmentée par épaississement de cette dernie- re. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, après le stockage et/ou le transport, la matière organique épaissie est de nouveau mélangée avec de l'eau pour être étalée , par exemple dans un champ, pour servir à l'enrichissement du sol et/ou pour former une couche protectrice servant entr'autresà préserver l'humidité du sol sous-tcent. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on sépare la matière organique de la suspension libre de fibres par un procédé de sédimentation, cette sédimentation étant mise en oeuvre en au moins deux étapes , une première étape où on sépare une suspension contenant 4 à 10% de matière sèche , et une seconde étape où on obtient une suspension dont la teneur en matière sèche est augmentée jusqu'à 12-25% par épaississement. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un agent de floculation, de préférence un polymère est ajouté au cours de la dernière étape de sédimentation dans le but d'accélérer l'effet de la sédimentation. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du prpcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour la fabrication d'une masse de fibres à partir de la tourbe où les fibres de la tourbe sont extraites et transférées dans une suspension de fibres de burbe, caractérisé en ce qu'au moins un élement de tamisage adapté pour recevoir une suspension de tourbe amenée sous pression, dont la concentration en liquide est ajustée ,est montée de manière rigide et comprend des perforations dont la dimension est ajustée pour ajuster la concentration de fibres de tourbe de la suspension de tourbe dont la concentration en liquide est ajustée.