Brevet FR2519651A1 — publié le 19830718

FERMENTEUR PETIT MODELE DE PRODUCTION DE GAZ VEGETAL POUR FUMIERS ET ET MATIèRES ANALOGUES La présente invention a pour objet de diminer le plus possible les temps de manutention des produits employés de même que les arrêts de production dus au chargement et au déchargement des produits dans un fermenteur méthanogène. Elle est particulièrement adaptée au procédé de fermentation DUCELLIER ISMAN, qui consiste à faire précéder la phase de fermentation anaérobie productrice de méthane d'une phase de pré-fermentation aérobie, dans des fermenteurs à alimentation discontinue fonctionnant par cuvaisons successives. Le fermenteur, objet de l'invention, est conçu de telle sorte que la cuve le constituant est entièrement exécutée en usine, suivant des méthodes et avec des outillages éprouvés, et facilement transportable par chemin de fer et sur route, sa dimension ne dépassant pas les gabarits imposés pour les transports non exceptionnels. Ce fermenteur est composé d'une cuve cylindrique à génératrice verticale, tourillonnant sur un axe horizontal, d'un fond étanche, d'une grille, d'un couvercle amovible à joint d'eau ; toutes les surfaces intérieures sont revêtues d'une peinture à 98% de zinc et les surfaces extérieures peintes au goudron et recouvertes de polystyrène, isolant thermique, et d'un bardage de protection en tôles minces ; il fait partie d'un ensemble de trois ou quatre appareils qui peuvent prendre des dispositions au sol très variables suivant le terrain et le désir de l'utilisateur - A 1200 pour 3 cuves ou à 909 pour 4 cuves servies par une seule potence destinée à déplacer les couvercles et une seule machinerie reliée à chaque cuve au moment de l'emploi par des tuyauteries souples équipées de raccords rapides.Chaque cuve nécessite une fosse de reception séparée. En alignement avec chargement d'un côté et déchargement de l'autre côte dans une fosse présentant un couloir commun, la manoeuvre des couver des se faisant par une potence fixee à la fourche frontale du tracteur et également avec une seule machinerie. - en arc de cercle sur 1800 avec même dispositions de chargement d'un côte et de déchargement de l'autre côté, et une seule machinerie. L'alimentation en fumier ou matières analogues se fait soit par la fourche frontale d'un tracteur, une sauterelle àbande ou des paniers transportables par transpalette et renversables dans la cuve. Une forte proportion des exploitations agricoles françaises élève des troupeaux. de bovins de 30 à 50 unités de Gros Bétail. Pour le meilleur rendement possible, il est donc nécessaire de disposer d'environ 60 m3 de matière sèche utile, donc de 3 à 4 cuves de 15 a 20 m3, ce qui donne à chaque cuve un diamètre de 2,50 à 3 mètres pour une hauteur totale ne dépassant pas 3,30 mètres. Nous décrivons ci-dessous une réalisation étudiée dans le détail c'est la cuve représentée à la planche I. Une virole en tôle d'acier (1) est solidaire par soudure électrique automatique d'un fond en anse de panier (du commerce) (2). Au tiers inférieur de la hauteur, correspondant approximativement au centre de gravité du produit en fin d'opération de méthanisation, 2 axes horizontaux (3) sont fixés par goussets (4) à la virole (1). Supportant chaque palier, 2 coussinets (5) sont reliés au sol par des fers profilés (6) et forment des points fixes, les 4 paliers étant alignés.Une bielle (7) solidaire de l'un des axes est actionnée après libération d'un blocage en site (non représenté) par une vis sans fin et écrou qui, par l'entremise d'une manivelle (8),fait tourillonner la cuve de 120*. Ce mécanisme amovible et transposable d'une cuve à une autre prend son point fixe au sol par l'intermédiaire d'un bâti en fers profilés (9). Dans sa position verticale, la cuve est surmontée d'un couvercle (10) en tôle galvanisée, dont I'étanchété aux gaz est assurée par un joint d'eau de type classique (il). Tout l'ensemble est protégé thermiquement par une forte couche de polystyrène expansé (12), lequel est protégé extérieurement par un bardage en tales minces. Fonctionnement de la cuve La cuve est remplie de fumier par une fourche de tracteur, une sauterelle ou de préférence des paniers transportables et renversables par transpalette. Le fumier repose sur une grille (13) à mailles assez serrées pour que la paille ne s'échappe pas. Le couvercle (10) est fixé en salace par 4 verrous (non représentés). Un ventilateur (23) - planche 2 - placé à l'extérieur, souffle de l'air dans la cuve par une tuyauterie souple accouplée a l'entrée (14) par raccord rapide. Cet air se répand par les tubes de distribution (15) dans le fumier et s'échappe par le joint d'eau (II), alors à sec, et les sorties de sécurité (16). Cette phase représente la phase aérobie, qui crée une élévation importante de température interne. Au bout d'un temps déterminé, le fumier est noyé dans un pied de cuve (ou du purin dilué éventuellement avec de l'eau) en remplissant la cuve par la tubulure (17) à l'aide d'une pompe (24) - planche 2 - placée à l'extérieur. En fin de remplissage, le joint d'eau (II) se trouve rempli, le purin en excèdent s'écoule par les tubulures (16) et rejoint une fosse à purin. Au début de la phase anaérobie, la pompe (24) - planche(2)- envoie du purin pris en (17), sous le fumier, lequel est retenu en hauteur par un grillage (18). Le jus arrive par le collecteur (19) et des tubes percés (20). Si besoin est, le jus est rechauffé par intermittence grâce à un échangeur (25) en circuit avec la pompe. Le gaz produit sort de la cuve au point haut par la tubulure (21). En fin de phase anaérobie, le couvercle (10) est retiré, le purin est pompé par le point bas (17) et une fois la vidange achevée, le mécanisme actionné par la manivelle (8) incline la cuve de 1200 par l'intermédiaire de la bielle (7) afin de vider dans une fosse le résidu solide restant dans la cuve en fin de fermentation. Une remorque plate a ridelles basses ou un panier peuvent être amenes sous la cuve avant son renversement et recevoir ainsi le résidu solide, transportable immédiatement sans autre manutention sur les lieux d'épandage. Après nettoyage au jet, la cuve est replacée à la verticale et l'opération suivante peut commencer. Batterie de 3 cuves, représentée à la planche 2 Pour obtenir une production de gaz ininterrompue la plus régulière possible, 3 cuves au minimum, qui seront chargées successivement avec un décalage convenable dans le temps, sont installées, à demi en sous-sol, à 1200 les unes des autres, avec en leur centre une potence (22), pouvant décrire dans le plan horizontal un cercle total et servir ainsi verticale ment les 3 cuves si lasolution transpalette n'est pas retenue. De même, la machinerie, composez d'un ventilateur (23), d'une pompe (24), d'un échangeur (25) et d'un jeu de vannes et de tuyauteries souples (non figurées est placée au centre. Une citerne à purin est à prévoir dans le cas de 3 cuves. Trois plateformes de service (26) sont accessibles par un escalier (27) pour la manoeuvre du mécanisme (28) qui permet, par la manivelle (29) de faire monter ou descendre le couvercle (10) à l'aide de la potence (22). Un seul mécanisme (7) et (8) de manoeuvre en site des cuves est nécessaire et est déplaçable d'une cuve à l'autre. La pente de la remontée depuis la fosse dépendra des possibilités en puissance du tracteur. Des barreaux (30) seront scellés pour permettre la descente dans la fosse. Batterie de-4 cuves représentée à la planche 3. I1 est intéressant de prévoir 4 cuves au lieu de 3, ce qui évite la citerne à purin calorifugée.. et permet une production encore plus régulière suivant la disposition du site ou la demande de l'utilisateur plusieurs solutions sont envisageables en alignement ou en arc de cercle, avec chargement depuis A et déchargement depuis B. Les cuves, objet de la présente invention, présentent les avantages suivants - Fabrication industrielle déjà au point, puisqu'elle représente la munie technique que les cuves à mazout, d'où prix de revient très modéré. - Transports par route sans formalité spéciale. - Mise en place aise, par grue légère (force 1250 kg), sur un site de genié civil qui peut avoir été préparé par l'agriculteur lui-même. - Chargement des cuves par des moyens déjà utilisés pour d'autres travaux : fourche frontale de tracteur, sauterelle ou de préférence transpalette transportant les paniers et les renversant dans la cuve. - Déchargement des cuves par gravitation,manuellement, ce qui ne consomme pas d'énergie. - Alimentation en gaz méthane de fermes de moyenne importance (30 à 50 bovins), la rendant autonome au point de vue énergétique. - Manipulation par un seul opérateur d'une batterie de 3 ou 4 cuves. Destinés à l'équipement de petites stations de production de gaz végétal, les fermenteurs présentés par cette invention sont le résultat donné par des prototypes exécutés en grandeur. réelle et non en laboratoire. Sachant dorénavant parfaitement mattriser les différentes phases de la production de gaz végétal, il était nécessaire de réaliser un petit fermenteur d'un prix au mètre cube installé qui puisSe être, au coût actuel du pétrole, amorti en 5 ou 6 ans et équipé, malgré sa petite taille, des manutentions les plus rapides possible, abaissant ainsi le prix de revient horaire. NOUVELLES VENDICATIONS 1 Fermenteur méthanogéne de petite taille utilisant des fumiers ou matiéres analogues pour l'équipement de fermes de moyenne ou petite importance qui pourraient de grouper en association pour la production de gaz végétal qui les rendrait autonomes énergé tiquement, caractérisé par le fait que la cuve qui reçoit les matiéres fermentescibles est- cylindrique à génératrice verticale soit métallique soit en plastique armé. 2 Fermenteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la cuve est transportée entiérement terminée Jusqu'au site où le génie civil sera prêt à la recevoir. 3 Fermenteur selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que la cuve tourillonnant sur des axes horizontaux est actinn néemanuellement pour permettre le déchargement par gravitation. 4 Fermenteur selon l'ensemble des revendications précédentes, carac térisé en ce que la cuve possède un couvercle amovible étanche par Joint dteau. 5 Fermenteur selon l'ensemble des revendications précédentes, carac térisé en ce que la cuve est chargée par fourche frontale de tracteur ou transporteur à bande. 6 Fermenteur selon ltensemble des revendications précédente;, carac- térisé en ce que la cuve est chargée et déchargée par paniers train portés par transpalettes montés sur pneus et équipés d'un moteur à gaz pouvant fonctionner sur route à certaine distance. 7 Fermenteur selon 11 ensemble des revendications précédentes, carac térisé en ce qu?il est équipé d'une machinerie unique pour une batterie de 3 ou de 4. 8 Fermenteur selon l'ensemble des revendications précddentes, cara triste en ce qu'il est utilisé à 3 ou 4 exernplaires groupés en arc de cercle.