Brevet FR2557830A1 — publié le 19850712

On produit actuellement dans le monde une grande quantité de carton léger couplé sur les deux faces à un film en matière plastique, par exemple polyéthylène, par- fois conjointement avec une pellicule d' aluminium. Cette 5 feuille sandwich ainsi obtenue est très utilisée pour la préparation de plusieurs et différents types de réci- pients perdus parmi lesquels a une importance particuliè- re le récipient destiné au lait frais et à longue conser- vation. 10 Les maisons productrices de cette feuille sand- wich ont normalement une grande quantité de déchets, tant à cause des grandes productions en jeu qu'à cause des sévères standards de qualité auxquels la. production doit être assujettie.En conséquence de cela on a eu la 15 naissance dans le monde d'un grand nombre de papeteries qui se sont spécialisées dans le traitement de ces quan- tités de feuilles sandwich de rebut, visant à en tirer, après un procédé approprié de réduction en pâte,une cellulose normalement de qualité élevée. Or évidemment les papete- 20 ries qui traitent les feuilles sandwich de rebut mention- nées ci-dessus ont a leur tour des déchets, c'est-à- dire le film en matière plastique, conjointement ou non avec des pellicules d' aluminium, qui reste après la ré- cupération de la fibre de cellulose. 25 Le problème concernant l'utilisation des déchets dudit film en matière plastique est d'importance remar- quable, du fait que la masse de ces déchets, qui dans le cas d'une papeterie de dimensions moyennes s'élève à en- viron 2000 tonnes/an, ne peut être détruite qu'en suppor- 30 tant des prix prohibitifs alors que, d'autre part, si convenablement traitée et régénérée, elle pourrait cons- tituer une matière première précieuse, surtout appropriée -2- au moulage par injection. Il faut avant tout préciser que la technologie actuelle du lavage d'un film plastique de rebut disponi- ble en plusieurs variantes ne se prête pas à être appli- 5 quée de manière convenable à la matière prise en examen; en effet, les types connus de machines à laver sont ba- sés sur la conviction qu'il faut un mouvement très rapi- de de la seule lame de lavage (1400/1800 tours par minu- te) pour obtenir l'effet de diriger l'eau sur toutes les 10 particules du film broyé. En réalité, dans les machines à laver mentionnées ci-dessus non seulement il y a un em- ploi énorme d'énergie, ce qui rend tout à fait douteux le caractère économique de la machine, mais aussi le ré- sultat de nettoyage de chaque fragment plastique indivi- 15 duel, des fibres de papier et cellulose qui y adhéraient avant le procédé, est bien décevant. En effet on ne peut laver que 200 kg/heure de matière en utilisant au moins 180 HP et l'eau déchargée de la machine à laver ap- parait encore nettement trouble et polluée par la cellu- 20 lose, ce qui fait présumer que le cycle de séparation mécanique des fibres n'a pas été complété. On peut juger que le degré de pollution rési- duelle des fibres de cellulose dans le film en matière plastique après le procédé de lavage effectué en utili- 25 sant les machines à laver de type connu et en respectant une moyenne de production d'environ 200-250 kg/heure pour une matière contenant à l'entrée environ 20% de fi- bre, n'est pas inférieur à 3-5%. Ce qui précède est éga- lement valable en cas de matière plastique contaminée 30 par exemple par la présence de terre, dans le cas des bâches utilisées en agriculture, ou d'autres polluants. Le but de la présente invention est donc d'ob- -3- tenir un lavage ou séparation à peu près parfaite du film plastique des fibres de papier ou cellulose ou au- tres polluants, avec une contamination résiduelle infé- rieure à 1% et une consommation réduite d'énergie. 5 Ce but est atteint moyennant la mise en oeuvre d'une machine à laver dont les caractéristiques sont mi- ses en évidence dans la revendication 1 et les détails dans les revendications secondaires, y compris le procé- dé réalisé en utilisant ladite machine à laver. 10 Une forme d'exécution de la présente invention illustrant les avantages y relatifs est donnée dans la description qui suit, faite à simple titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: 15 - la figure 1 montre la machine à laver en coupe verti- cale; la figure 2 est une coupe horizontale selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une coupe verticale selon la ligne 20 III-III de la figure 2; et - la figure 4 montre un détail d'une lame de broyage et de la contre-lame respective. La machine à laver en question comporte un récipient I dans lequel est chargée la matière en morceaux, 25 composée de film en plastique, résidus de papier ou cel- lulose ou autrespolluants et pellicules éventuelles d'alu- minium, à travers l'ouvertureen trappe 2, en même temps que ou après l'eau de lavage qui est introduite à travers des moyens de prise qui seront décrits par la suite. 30 Ce récipient 1 est pourvu à son intérieur d'une surface concentrique 3 percée de petits trous par exemple de 2 mm de diamètre, formant ainsi une chambre annulaire - 4 4. Dans ce récipient 1 deux arbres verticaux 5 et 6 tour- nent en sens opposés l'un par rapport à l'autre et por- tent respectivement deux séries d'agitateurs radiaux 7 et 8 qui pénètrent les uns dans les autres à la partie cen- 5 trale du récipient 1, à son tour supporté par un bâti 1'. Ce récipient présente, en coupe horizontale, une forme elliptique de manière que ladite surface inté- rieure concentrique percée de trous 3 est effleurée par les deux séries d'agitateurs 7 et 8 pendant leur rotation 10 en sens opposés autour des axes des arbres 5 et 6. Le récipient 1 porte à sa partie supérieure un conduit annulaire g relié à la prise 10 d'entrée de l'eau et pourvu de tuyères 11 orientées de manière que les jets d'eau A sortant de celles-ci sont dirigés tout autour 15 vers lesdits arbres 5 et 6 et donc frappent la matière contenue dans le récipient qui est brassée par les agita- teurs 7 et 8. A sa partie inférieure, sur le même côté o il y a la prise d'eau 10, le récipient 1 est pourvu, dans la 20 chambre annulaire 4, d'un conduit de sortie 12 de l'eau. L'eau en effet passe à travers les trous de la surface 3 transportant avec elle les résidus de cellulose ou autres polluants contenus dans la matière introduite. La chambre annulaire 4 est interrompue à sa partie inférieure par 25 une lumière 13 en communication avec l'intérieur du réci- pient 1 et bouchée par une vanne 14 qui est ouverte quand à la fin du cycle la matière plastique lavée, c'est-à- dire libérée de la cellulose résiduelle ou autres polluants, doit être évacuée. L'évacuation a lieu quand toute l'eau 30 est sortie du conduit 12 et est obtenue faisant faire peu de tours aux agitateurs 7 et 8 de manière que par la for- ce centrifuge la matière plastique puisse sortir passant -5- à travers la lumière 13 et être convenablement ramassée en vue d'être soumise aux subséquents traitements qui ne sont pas décrits ici du fait qu'ils ne font pas partie de la présente invention. 5 Pendant le fonctionnement, c'est-à-dire pendant le lavage, la vanne 14 est maintenue fermée. Les deux arbres 5 et 6 sont tournés au moyen de deux moto-réducteurs reliés par une courroie à des poulies emboîtées respectivement sur les arbres 5 et 6. Sur la fi- 10 gure on a représenté un seul moto-réducteur 15 relié par la courroie 16 à la poulie 17. Les deux moto-réducteurs sont disposés sur deux c8tés opposés des portions incur- vées du récipient 1. Sur les deux autres côtés opposés plans de la machine à laver il y a respectivement, sur 15 l'un l'entrée 10 et la sortie 12 de l'eau, sur l'autre la lumière d'évacuation 13 de la matière plastique, tel que précisé plus haut. Pour un meilleur broyage de la matière chargée dans la machine à laver et donc pour un meilleur lavage 20 de celle-ci, chacune desdites séries d'agitateurs 7 et 8 porte un ou plusieurs agitateurs 7' et 8' se terminant par une lame de broyage 18 qui vient contacter, pendant la rotation, une contre-lame 19 solidaire d'une tige 20 à son tour fixée au récipient 1. 25 Une ou plusieurs desdites contre-lames fixes 19 de chaque série d'agitateurs 7 et 8 peut être escamo- tée, par des moyens appropriés non représentés sur les figures, de manière à causer la cessation de l'action de coupe avec la correspondante lame mobile 18. Cette in- 30 terruption de l'action de coupe peut être nécessaire sui- vant le type de matière en cours de travail et peut être surtout demandée à la fin du cycle de lavage. -6- De préférence ces lames mobiles 18 sont présen- tes à la partie inférieure des arbres 5 et 6, par exemple dans le dernier ou avant-dernier agitateur en bas. La matière dans le récipient est mise en mouve- 5 ment, conjointement avec l'eau, par les agitateurs 7 et 8 qui tournent à basse vitesse; la matière est ainsi "peignée" et envoyée vers le centre o elle est toujours soumise à l'action mécanique désirée. Le nombre de tours des deux arbres est très réduit étant donné qu'on a pu 10 constater qu'il ne faut pas une force élevée pour obtenir un bon lavage: en effet il suffit une intervention mécani- que, pour ainsi dire de précision, sur les agitateurs du film en plastique broyé pour produire l'effet de lavage en présence d'une grande quantité d'eau. 15 Il faut remarquer que le nombre de tours (150- 500 revolutions par minute) des arbres de la présente invention est environ dix fois plus bas que le. nombre de revolutions de l'arbre pourvu d'une seule lame des machi- nes à laver de type connu. 20 Les fibres de cellulose et les autres impuretés passent à travers les trous de la surface perforée 3 pen- dant le cycle de lavage et elles sont acheminées vers l'extérieur par l'interstice 4 et le tuyau d'évacuation 12, pendant que la matière plastique lavée est déchargée 25 à travers la vanne 14. La basse vitesse des arbres permet en outre de réduire au minimum la formation de petits fragments de matière plastique qui pourraient passer à travers les trous de la surface 3 et donc polluer la cellulose conte- 30 nue dans l'eau de sortie de la machine à laver. A simple titre d'exemple, les essais exécutés ont donné un résultat optimal; en effet on a pu obtenir -7- du film en matière plastique contenant une pollution ré- siduelle inférieure à 1%, en adoptant un cycle de lavage selon le procédé suivant: a) chargement de l'eau, par exemple 1500 litres, dans le 5récipient 1 à travers la prise 10, le conduit de sortie 12 étant fermé; b) chargement simultané ou subséquent par rapport à l'eau, de la matière à laver, par exemple 150 kg avec un contenu d'humidité d'environ 50%, provenant du poste de réduction en 10 pâte ou d'un autre poste de travail mécanique précédent; il faut remarquer qu'on obtient de cette façon une haute dilution de la suspension aqueuse; c) début du mouvement rotatoire des arbres 5 et 6 por- tant les agitateurs 7 et 8, et en même temps entrée de 15 l'eau, environ 1.250 litres par minute, à travers la pri- se 10 et évacuation de celle-ci à travers la sortie 12 pendant environ 2'30" de travail; d) interruption de l'écoulement d'eau et évacuation de l'eau résiduelle; 20 e) évacuation de la matière plastique nettoyée à l'état humide. Les meilleurs résultats sont obtenus avec une dilution de la suspension aqueuse de l'ordre de I à'15% en matière solide. 25 L'eau de lavage est ensuite récupérée par un procédé ici non décrit, en vue d'être recyclée moyennant la séparation des fibres de cellulose ou d'autres polluants, de la petite quantité de matière plastique passée à tra- vers les trous de la surface perforée 3. 30 On désire préciser que la matière à laver est constituée de matière plastique en film et éventuelle- ment de pellicules d'aluminium avec des résidus de -8- papier ou cellulose ou terre ou autres polluants, ces der- niers résidus comportant des fibres ou particules dont les dimensions sont suffisamment petites, à la suite des pré cédentes opérations de réduction en pâte ou de broyage, pour 5 passer à travers les trous de la surface perforée 3. On a ici décrit une forme préférée d'exécution de la présente invention de manière qu'on pourra appor- ter des variantes ou modifications à la machine à laver illustrée ci-dessus et au procédé y relatif sans sor- 10 tir pour autant du cadre de protection de l'invention. Evidemment, une variante qui fait partie de la présente invention mais qui n'a pas été représentée sur les figures peut comporter une machine à laver dans la- quelle on prévoit un seul arbre vertical au lieu des deux 15 arbres 5 et 6 mentionnés plus haut, tournant dans un récipient de section circulaire. Cet arbre sera pourvu d'une série d'agitateurs radiaux qui, pendant la rotation, pourront effleurer les agitateurs fixes, prévoyant ces derniers fixés au récipient. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Machine à laver pour le lavage ou la séparation du film en matière plastique, par exemple polyéthylène, des fibres de papier ou cellulose ou d'autres polluants, 5 comportant un récipient (1) dans lequel est introduite la matière composée de film en plastique, résidus de pa- pier ou celluloseou autres polluants, en même temps que, ou après l'eau, le tout étant brassé par des moyens méca- niques de lavage, caractérisée en ce que ledit récipient 10 (1) porte à son intérieur une surface concentrique (3) pourvue de trous formant une chambre annulaire (4) et que l'on prévoit deux arbres verticaux (5 et 6) tournant en sens opposés l'un par rapport à l'autre et portant res- pectivement deux séries d'agitateurs radiaux (7 et 8) 15 qui pénètrent les uns dans les autres à la partie centra- le du récipient (1) ou, en variante, un seul arbre verti- cal tournant qui porte une série d'agitateurs radiaux, de manière que l'eau e t les fibres de papier ou cellulo- se ou autres polluants passent à travers les trous pour 20 être évacués et donc séparés du film en matière plastique. 2. Machine à laver selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que la section horizontale dudit réci- pient (1) est de forme circulaire ou elliptique suivant s'il s'agit d'un type à un ou deux arbres verticaux (5 25 et 6), de manière que ladite surface concentrique inté- rieure percée de trous (3) est effleurée par la série ou les deux séries d'agitateurs (7 et 8) pendant leur ro- tation. 3. Machine à laver selon la revendication 1, carac- 30 térisée en ce que ledit récipient (1) porite à sa partie supérieure un conduit annulaire (9) relié à une prise (10) d'entrée de l'eau et pourvu de tuyères (11) orientées de manière que les jets d'eau (A) sont dirigés tout autour transversalement audit arbre ou aux deux arbres précités (5 et 6) et qu'il porte à sa partie inférieure, dans la chambre annulaire(4), un conduit de sortie(12) de l'eau. 4. Machine à laver selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'une portion de chambre annulaire (4) est interrompue en bas par une lumière (13) en communi- cation avec l'intérieur de la machine à laver et qu'on prévoit une vanne (14) pour l'ouverture de ladite lumiè- 10 re (13) lors de l'écoulement de la matière plastique la- vée et pour sa fermeture pendant le fonctionnement de la machine à laver. 5. Machine à laver selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que les deux arbres verticaux (5 et 6) 15 sont reliés mécaniquement par deux moto-réducteurs (15) disposés sur les deux côtés opposés de la partie supé- rieure du récipient (1). 6. Machine à laver selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que chacune desdites séries(7 et 8) d'agita 20 teurs porte un ou plusieurs agitateurs (7' et 8') pourvus à leur extrémité d'une lame (18) qui vient contacter, pendant la rotation, une contre-lame (19) solidaire du récipient(1). 7. Machine à laver selon la revendication 6, carac- térisée en ce qu'au moins une desdites contre-lames (19) 25 fixes de chaque série d'agitateurs (7 et 8) peut être es- camotée de manière qu'elle ne peut plus contacter la correspondante lame tournante (18). 8. Machine à laver selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites lames 30 mobiles (18)se trouvent à la partie inférieure des arbres (5 et 6)correspondants, fixées sur le dernier ou sur l'a- vant-dernier desdits agitateurs (7' et 8'). 9. Machine à laver selon les revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce que sur la partie supérieure du récipient (1), du même côté que la prise d'entrée (10) de l'eau et le conduit de sortie (12) de l'eau, 5 il y a l'ouverture (2) pour l'introduction de la matière, et en ce que sur le côté opposé il y a la vanne (14) d'écoulement de la matière plastique lavée, tandis que sur les deux autres cotés du récipient (1), en regard l'un de l'autre, sontdisposés les deux moto-réducteurs 10 (15). 10 Procédé pour le lavage ou la séparation du film en matière plastique des fibres de papier ou cellu- lose ou autres polluants obtenu en utilisant la machine à laver selon les revendications 1 à 9, caractérisé en 15 ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) chargement de l'eau dans le récipient (1) à travers la prise (10) d'entrée de l'eau, le conduit de sortie (12) de l'eau étant fermé; b) chargement simultané ou subséquent au chargement de 20 l'eau,-de la matière à laver de manière à obtenir une haute dilution de la suspension aqueuse d'environ I à 15% en matériau solide; c) début du mouvement rotatoire de l'arbre ou des ar- bres (5 et 6) à basse vitesse (150 - 500 revolutions par 25 minute) et en même temps entrée de l'eau à travers la prise d'eau (10) et évacuation de celle-ci à travers la sortie (12); d) interruption de l'écoulement d'eau et évacuation de l'eau résiduelle; 30 e) évacuation de la matière plastique nettoyée à l'état humide.