Brevet FR2576524A1 — publié le 19860801

La présente invention concerne un produit destiné à réaliser l'absorption d'un liquide, ledit produit étant obtenu à partir de particules végétales composées de matières ligno-celluloslques, en particulier de déchets végétaux, et notamment des rés-idus obtenus à partir de matières vegétales au cours des procédés de transformation : il s'agit par exemple d'anas de lin,qui sont les résidus des tiges de lin après extraction des fibres textiles de lin. Il est connu d'absorber des liquides à l'aide de déchets lignocellulosiques. Le cas le plus fréquent est l'utilisation de la sciure de bois. Mais cette forme de déchets présente, dans certains domaines d'utilisation des inconvénients, dus en particulier à la dimension très réduite des particules qui la composent. Dans les litières d'animaux domestiques, tels que les chats, le produit absorbant doit bien sûr absorber les urines de l'animal, mais également lui servir de li tière. La sciure de bois, s 'incrustant dàns les poils de l'animal,est impropre à cette utilisation.Dans ce domaine des litières pour animaux, on emploie généralement des roches poreuses, préalablement broyées, dénommées SEPIOLITE etATTAPULGITE,dont la granulométrie irrégulière se situe entre 3 millimètres et 20 microns; dont le pouvoir d'absorption/ adsorption vis-à-vis de l'eau se situe entre 80 et 100 millillitres pour 100 grammes et dont la masse volumique est de l'ordre de 0,55 grammes au centimètre cube. Or on a trouvé, et c'est l'objet de l'invention, un produit absorbant, présentant des caractéristiques d'absorption/adsorption vis-àvis des liquides meilleures que celles des roches poreuses broyées et ayant pas les inconvénients de la sciure de bois. Le produit absorbant selon l'invention est obtenu par broyage, granulation et émiettage de particules ligno-cellulosiques. La succession des opérations de broyage, granulation et émiettage a pour but de mettre en forme les particules en question de manière à ce que le produit absorbant ait d' une part la granulométrie désirée et d'autre part une structure optimisant les propriétés d'absorption/adsorption de la cellulose, contenue dans lesdites particules.En effet, si l'on considère des déchets ligno-cellulosiques tels que les anas de lin issus du teillage, après extraction des fibres destinées à l'industrie textile, ces déchets ne possèdent pas les qualités requises pour un produit absorbant, par exemple pour les litières d'animaux domestiques. Le pouvoir d'absorption/adsorption de ces anas vis- -vis de l'eau est de 250 millilitres pour 100 grammes, mais leur masse volumique est très faible, de l'ordre de 0,12 gramme au centimètre cube. On a donc un volume de matière très important, par ailleurs très hétérogène, pour un pouvoir absorbant globalement plus faible que les produits existants. Or grâce aux opérations de broyage, granulation et émiettage, le produit de l'invention, à base de ces mêmes anas de lin, présente les caractéristiques d'homogénéité, de densité et d'absorption recherchées. La matière première du produit absorbant est ligno-cellulosique; on partira avantageusement de déchets obtenus au cours des procédés de transformation desdites matières végétales. En particulier on partira d'une partie des sous-produits, non textiles, de la transformation des plantes dites plantes à fibres. Pour extraire de la plante à fibres les fibres à usage textile on procède à un traitement mécanique qui consiste à battre la partie de plantes contenant -les fibres à l'aide de pales rotatives ou d'autres moyens similaires ; en ce qui concerne le lin et le chanvre, ce sont les tiges de la plante qui sont traitées au cours de cette opération, dite de teillage. Parmi les sousproduits, non textiles, du teillage certains consistent en des fragments de paille faisant de 2 à 30 millimètres de long et de l'ordre de 0,1 millimètre d'épaisseur.Ces sous-produits, séparés des pous sières produites lors du teillage, sont les composants privilégiés du produit de l'invention. L'opération de broyage a pour effet de réduire la taille des particules et d'augmenter la surface spécifique du produit et donc sa capacité d'interaction avec le milieu liquide. On peut essayer d'expliquer ce phénomène en considérant que dans les déchets végétaux à 1' etat brut, avant broyage, les sites d'interaction avec les liquides principalement les ponts hydrogène de la structure cellulosique - sont en partie bloqués, utilisés pour constituer la structure rigide du déchet. Le broyage a pour effet de détruire cette structure et donc de rendre disponible une partie de ces s-ites d'interaction. Les opérations de granulation et d'émiettage permettent, tout en conservant l'accroissement des sites d'interaction, de donner au pro duit absorbant une forme, une granulométrie adaptées à l'utilisation envisagée. Par exemple le produit absorbant des-tiné aux litières d' animaux domestiques sera constitue, après broyage, granulation et émiettage d'anas de lin issus du teillage, de constituants individuels de dimensions, relativement homogènes, comprises entre 1 et 6 millimètres. Ledit produit aura une masse volumique de 0,35 gramme par centimètre cube et un pouvoir d'absorption/adsorption vis-à-vis de l'eau de 350 millilitres pour 100 grammes. Les moyens mis en oeuvre pour broyer et granuler les particules ligno-cellulosiques ont comme effet secondaire d'accroître la stabilité du produit-absorbant én milieu humide. Les déchets végétaux contiennent des micro-organismes. L'activité de ces micro-organismes est d'ailleurs mise à profit pour faciliter-l'extraction des fibres textiles de certaines plantes à fibres, telles que-le lin et le chanvre, en cours d'une opération dite de rouissage. Le developpement des micro-organismes est favorisé en milieu humide. Lors des opérations de broyage et de granulation, selon l'invention, les-par- ticules végétaleset les micro-organismes qu' elles contiennent sont soumis à des actions thermiques intenses, qui détruisent au moins en partie lesdits micro-organismes.Dans un broyeur du type à marteaux, les écarts instantanés de température sous l'impact du marteau peuvent etre de plusieurs centaines de degrés et atteindre parfois 800 degrés. Dans une granulation mettant en oeuvre une presse à filière annulaire, les écarts de-température sont moins importants, plusieurs dizaines de degrés, mais pendant des durées plus longues. Ainsi le produit absorbant selon l'invention comportera une population moins importante de micro-organismes et sera donc plus stable en milieu humide, comparativement aux déchets végétaux de départ qui connaissent un développement important de ces micro-organismes se traduisant par leur dégradation rapide (pourrissement). Le produit absorbant, selon l'invention, peut avantageusement contenir des additifs, améliorant ses propriétés finåles, et choisis en fonction du domaine d'utilisation, par exemple pour conférer au produit une odeur agréable ou un coloris donné ou pour améliorer son comportement à l'usage. Ces additifs sont ajoutés au composant igno-cellulosique au cours de l'opération de granulation, en par ticulier dans un mélangeur avant la granulation proprement dite. C'est un autre objet de l'invention que de protéger le procédé spécialement mis au point pour l'obtention du produit absorbant pré cieé. Ce procédé comprend les étapes successives de broyage, granulation et émiettage de particules ligno-cellulosiques. Préférentiellement, il comprend les étapes suivantes . broyage dans un appareil type broyeur à marteaux. . granulation avec adjonction de liant dans un mélangeur puis passage dans une presse à filière annulaire. . émiettage dans un appareil type broyeur à cylindres. L'adjonction de liant dans le mélangeur est destinée à favoriser au cours de l'étape de granulation la cohésion des éléments issus du broyage des particules végetales. Avantageusement on utilise comme liant, selon le procédé de l'invention, de la lessive à 30 Z de soude caustique dans des proportions variant de 0,5 à 5 pour cent. Dans le mélangeur on peut également ajouter, en plus du liant,des additifs destinés à améliorer les propriétés finales du produit absorbant obtenu par le procédé : additif odoriférant pour donner au produit une odeur particulière, additif coloré pour donner au produit un coloris donné, additif spécifique pour améliorer son comportement à l'usage, par exemple pour diminuer son pouvoir adhérant. L'inyention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple décrit ciaprès de fabrication d'un produit absorbant, destiné aux litières d' animaux domestiques, à partir d'anas de lin. Les anas de lin, sous-produits du teillage après extraction des fibres destinées à l'industrie textile, se présentent sousla forme de fragments de paille, dont les dimensions varient dans des proportions très importantes, par exemple de 2 à 30 millimètres de longueur et 0,1 à 0,5 millimetre d'épaisseur. Ces sous-produits contiennent également des quantités notahles de pouss.ieres. diverses. Certaines installations de teillage disposent d'unités de nettoyage éliminant des anas propre ment dits les restes de fibres et les poussières. Ce sont les anas de lin, débarrassés des poussières- qui constituent la matière première du produit absorbant selon l'invention.Cette matière est introduite dans un appareil du type broyeur à marteaux, possédant des marteaux tournant à grande vitesse, de l'ordre de 3.000 tours par minute, les particules végétales sont frappées par les marteaux avec une énergie telle qu' elles éclatent et qu'elles sont broyées. Lorsqu'elles atteignent une dimension réduite, elles sont extraites du broyeur par une grille dont la dimension des mailles est fonction de l'intensité de broyage souhaitée, par exemple de 6 a 12 millimètres de diamètre.Après broyages,les particules végétales sont introduites dans un mélangeur du type à double vis sans fin, l'une ayant un pas contraire à l'autre. En même temps que les particules, on introduit dans le mélangeur une quantité de 3 pour cent en poids,par rapport aux particules,de lessive de sou de dosée à 30 pour cent de soude caustique. Le mélange obtenu passe ensuite dans une presse à filière annulaire. Dans une telle presse, la filière, qui a la forme d'un anneau (cylindre de faible longueur par rapport à son diamètre) est percée de trous circulaires par lesquels seront extrudés les granulés. L'extrusion est provoquée par deux rouleaux placés à l'intérieur de la filière et s'appuyant sur la surface intérieure de la filière ; les axes des rouleaux sont parallèles à 1' axe de -symétrie de la filière, les rouleaux sont fixes et la filière animée d'un mouvement de rotation.La pression dans une telle presse à filière annulaire est de l'ordre de 800 à 2000 kilogrammes au centimètre. carre - Les granulés, sortant de la presse, ont la forme de petits cylindres, dont le diamètre correspond à celui des trous pratiqués dans la filière, dans notre exemple de 8 millimètres, et dont la longueur est fixée par le réglage d'un couteau placé sous la filièvre Les granules sortant de la presse, ayant été soumis à une action thermique intense et prolongée, sont à une température qui peut être supérieureà80"C,Poules refroidir, on les étale, sur un tapis qui se déplace lentement dans une installation traversée par un courant dt air froid.A la sortie du refroidisseur, les granulés sont envoyés dans un émietteur qui est constitué de deux cylindres à cannelure dentelée tournant à des vitesses différentes. Les granulés passent entre les deux cylindres et sont ecrasés, réduits en miettes. Pour obtenir une taille donnée des miettes ou plus exactement une certaine taille moyenne, on réalise au moins deux passages entre les cylindres en réglant différemment l'écartement entre lesdits cylindres pour chaque passage. Dans notre exemple, les cylindres ont un diamètre de l'ordre de 140 millimètres, l'écartement entre les surfaces extérieures des dents est de 3 millimètres au premier passage et de 0,1 millimètre au second.Cet écartement est toutefois théorique, car les granulés pas sant entre les cylindres peuvent augmenter cet écartement, dans la limite de l'action de ressorts de compensation. Le produit absorbant obtenu après émiettage est recueilli dans une installation automatique d'ensachage. Si l'on désire que le produit absorbant ait une granulométrie ho mogène, par exemple comprise entre 1 et 6 millimètres, on procède après la granulation et l'émiettage à un tamisage des particules obtenues et on renvoie dans la presse à filière annulaire celles qui n' ont pas la taille désirée. Pour l'application litières d'animaux domestiques, on a ajouté dans le mélangeur un composé odoriférant à raison de 5 parties pour mille par rapport aux particules végétales. De ce fait, le produit absorbant possèdera, après ouverture de son emballage, une odeur agréable. L'exemple qui vient d'être décrit n'est pas limitatif de l'invention. Si l'utilisation des anas de lin, sous-produits de l'industrie du teillage, est particulièrement intéressante, on peut néanmoins utiliser comme matière première toutes sortes de particules ligno-cellulosiques,notamment la chenevotte du chanvre, susceptibles d'êtres broyées, granulées et émiettées pour obtenir le produit absorbant selon l'invention. De même il revient à l'homme du métier de choisir le matériel adéquat pour réaliser les différentes étapes de fabrication du produit, ainsi que les adjuvants nécessaires, en fonction des matières de départ et du produit a obtenir, étant rappelé que le broyage a pour but d'augmenter la surface spécifique des particules et donc d'augmenter leur pouvoir d'absorption/adsorption et que la granulation et ltemiet- tage ont pour but de donner au produit fini la forme et la granulométrie souhaitées. Enfin,l'utilisation du produit absorbant comme litières d'animaux domestiques n'est qu'un exemple d'application. Il est utilisable plus généralement comme produit absorbant industriel, tant vis-à-vis de 1' eau ou des composés aqueux que vis- -vis d'autres liquides. tels qcie des huiles, des hydrocarbures... REVENDICATIONS 1. Produit absorbant caractérisé en ce qu'il est obtenu par broyage, granulation et emiettage de particules ligno-cellulosiques. 2. Produit selon la revendication I caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir de plantes à fibres après extraction des fibres textiles. 3. Produit selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'anas de lin sortant du teillage. 4. Produit selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu' il a une masse volumique comprise entre 0,3 et 0,4 gramme au centimètre cube et un pouvoir d'absorption/adsorption vis- -vis de l'eau supérieur à 300 millilitres aux 100 grammes. 5. Produit selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu' il a une granulométrie comprise entre l et 6 millimètres. 6. Produit selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu' il comporte salement un composé odoriférant. 7. Procédé de fabrication de produit absorbant caractérisé en ce qu' il comprend les étapes successives de broyage, de granulation et d' émiettage de particules ligno-cellulosiques. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérise en ce que le broyage est réalisé dans un appareil du type broyeur à marteaux, la granulation avec adjonction de liant dans un mélangeur puis dans une presse à filière annulaire et l'émiettage dans un broyeur à cylindres. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérise en ce que l'on ajoute au cours de la granulation de la lessive de soude dosée à 30 pour cent de soude caustique dans des proportions de 0,5 à 5 pour cent par rapport aux particules ligno-cellulosiques. 10. Procédé selon l'une des revendications 7-à 9 caractérise en ce que l'on ajoute au cours de la granulation un ou plusieurs additifs destinés à modifier les caractéristiques du produit absorbant obtenu, notamment un composé odoriférant ou un colorant. 11. Utilisation du produit absorbant selon I'une des revendications 1 à 7 aux litières d'animaux domestiques. 12. Utilisation du produit absorbant selon l'une des revendications 1 a 7 comme produit absorbant industriel.