Brevet FR2658835A1 — publié le 19910830

" Procédé de fabrication d'un produit combustible, par exemple d'une bûche, ainsi qu'installation permet tant la mise en oeuvre de ce procédé et produit, par exemple bûche, obtenu conformément à ce procédé Depuis quelques années, et tant pour des raisons d'ordre écologique que pour des raisons d'ordre économique, on recherche des procédés permettant la récupération et la revalorisation des déchets de plus en plus nombreux issus de la société de consommation. Parmi ces déchets, le papier et ses dérivés occupent une place particulièrement importante, compte tenu, d'une part, des quantités qui sont journellement produites et, d'autre part, de leur capacité calorifique relativement élevée associée à leur faible toxicité pour l'environnement. Ces caractéristiques font que l'on a déjà proposé divers procédés visant à permettre une réutilisation économiquement rentable des papiers usagés aucun de ces procédés ne s'est malheureusement avéré satisfaisant. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé permettant la revalorisation des papiers usagés par fabrication, à partir de ceux-ci, de produits combustibles de forme géométrique quelconque, notamment de bûches, de bûchettes ou de boulets. Conformément à l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on malaxe du papier préalablement découpé, notamment du papier de récupération et des morceaux de paille avec de l'eau, on transfère une quantité déterminée de la pâte ainsi obtenue dans un moule, on la comprime de manière à obtenir un produit solide ayant la forme voulue, puis on démoule ce produit et on le sèche. La paille, qui est présente dans la pâte sèche à raison d'environ 3 à 15 % en poids pour 85 à 97 % de papier, a pour objet de faciliter la combustion du produit et également d'améliorer son esthétique, notamment lorsque celui-ci se présente sous forme de bûche ou de bûchette : en ajoutant au mélange initial du brou de noix en une quantité fonction de la couleur désirée, on peut obtenir des bûches dont l'aspect se rapproche, dans une large mesure, des bûches naturelles. Lors du malaxage, on utilise, de préférence, environ 1 000 grammes d'eau par kilogramme de pâte sèche. On peut récupérer et recycler environ la moitié de cette eau lors du moulage et de la compression ultérieurs. Conformément à l'invention, il est également avantageux dlajouter, à la pâte, environ 1 g de cristaux de sel par kg ; le râle de ce sel est de permettre une libération d'oxygène et donc d'activer la combustion. L'étape de séchage consiste en un chauffage du produit à une température environ comprise entre 200 et 500"C ; il est économiquement particulièrement avantageux d'utiliser, à cet effet, de la chaleur de récupération provenant d'un processus annexe quelconque. L'expérience a montré que l'on pouvait envisager d'utiliser le produit fabriqué conformément à l'invention en remplacement du charbon de bois : il présente en effet une capacité de chauffe largement équivalente pour un prix de revient environ moitié moindre. L'invention se rapporte également à une installation permet la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Cette installation comporte un poste de malaxage, un poste de moulage et de compression et un poste de séchage. Conformément à l'invention, cette installation est caractérisée en ce que le poste de moulage et de compression comporte une pompe constituée par un cylindre dans lequel se déplace un piston animé d'un mouvement rectiligne alternatif qui délimite une chambre de moulage comportant, d'une part, des organes d'alimentation permettant l'introduction, dans la chambre de moulage, d'une quantité prédéterminée de la pâte provenant du poste de malaxage, et, d'autre part, des organes d'évacuation permettant le transfert du produit moulé vers le poste de séchage. Bien entendu, la forme et les dimensions de la chambre de moulage ainsi que du piston sont fonctions de la forme des produits combustibles que l'on désire finalement obtenir. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes d'alimentation sont constitués par une trémie d'alimentation qui reçoit la pâte provenant du poste de malaxage et coopèrent, d'une part, avec des organes de dosage réglables et, d'autre part, avec un orifice d'alimentation de la chambre de moulage pour permettre l'introduction, dans celle-ci, d'une quantité prédéterminée réglable de pâte lors de chaque cycle du piston. Pour permettre la mise en oeuvre de cette opération, la pompe doit être constituée par une pompe à double effet dont chaque cycle se décompose en une phase d'alimentation lors de laquelle la pâte est introduite dans la chambre de moulage et, une phase de compression au cours de laquelle le piston vient comprimer la pâte se trouvant dans la chambre de moulage pour obtenir le produit moulé fini. Au cours de cette phase de compression, on récupère une quantité d'eau approximativement égale à la moitié de la quantité d'eau initialement mise en oeuvre. Par ailleurs, conformément à l'invention, les organes d'évacuation peuvent être quelconques, et sont notamment constitués par une trappe s'ouvrant automatiquement en fin de cycle du piston, par exemple sous l'effet d'une pression prédéterminée réglable, pour évacuer les produits moulés sur un tapis les transférant vers le poste de séchage qui peut avantageusement être constitué par un four tunnel alimenté par de la chaleur de récupération provenant d'un processus externe. L'invention se rapporte également à un produit combustible obtenu grâce à la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Comme il a déjà été indiqué, ce produit peut se présenter sous une forme géométrique quelconque : à titre d'exemple, on peut mentionner des bûches cylindriques ayant une longueur de l'ordre de 33 cm et un diamètre de l'ordre de 100 ou 150 mm ou encore des boulets sphériques d'environ 60 mm de diamètre. L'expérience a montré qu'il était possible, avec une bûche conforme à l'invention pesant 1,5 kg, d'amener en deux heures et demie la température d'un local de 48 m3 de 20 à 24"C sans autre apport de chaleur. Les caractéristiques du procédé, de l'installation et du produit qui font l'objet de 1 invention seront décrites plus détail en se référant au dessin annexé qui représente un schéma de 1' installation. Conformément à la figure, l'installation se compose, schématiquement, d'un poste de malaxage 1, d'un poste de moulage et de compression 2 et d'un poste de séchage 3. Le poste de malaxage 1 se compose d'une cuve de malaxage 4 coopérant avec des organes d'agitation 5 connus en eux-mêmes. Lors de l'opération de malaxage, on introduit dans la cuve 4, selon la flèche A, du papier de récupération préalablement découpé et des morceaux de paille que l'on mélange avec de l'eau et des cristaux de sel de manière à obtenir une pâte que l'on transfère, selon la flèche B à un dispositif d'alimentation 17 du poste de moulage et de compression 2 schématiquement constitué par une série de godets 18 se déplaçant selon un mouvement sans fin autour d'un rouleau 19. Pour colorer le produit fini, on ajoute au mélange papier/paille une quantité déterminée de brou de noix. Selon la figure, le poste de moulage et de compression 2 est essentiellement constitué par un cylindre 6 dont la forme et les dimensions correspondent à celles des produits finis 10 que l'on désire obtenir et, dans laquelle se déplace un piston 7 animé d'un mouvement rectiligne alternatif représenté par la double flèche C ; le piston 7 est mobile entre une position de retrait I représentée en trait plein et une position d'extraction II représentée en pointillés ; la position intermédiaire III, également représentée en pointillés, correspondant à la fin de la compression du produit comme on le verra plus en détail dans la suite de cet exposé. Le piston 7 délimite par sa face avant 8 une chambre de moulage 9 dans laquelle sont formés les produits combustibles 10. La pâte provenant de la cuve de malaxage 4 est transférée de façon manuelle ou automatique dans les godets 18 selon la flèche B puis selon la flèche B1 dans une trémie d'alimentation 11 munie à sa partie inférieure d'un orifice d'alimentation 12 communiquant avec la chambre de moulage 9 lorsque le piston est en position de retrait de manière à permettre l'introduction dans cette chambre 9, selon la flèche D, d'une quantité déterminée de produit correspondant au volume du produit final 10. Des organes de dosage réglables 13 représentés schématiquement permettent le dosage de cette quantité déterminée. Conformément à la configuration susmentionnée, chaque cycle du piston 7 se décompose en une phase d'alimentation dans laquelle le piston 7 se déplace de la position d'extraction II vers la position de retrait I en passant par la position de compression III de façon à permettre l'introduction, selon la flèche D, de la quantité présélectionnée de pâte dans la chambre de moulage 9, et, en une phase de compression au cours de laquelle le piston 7 se déplace de la position de retrait I vers la position de compression III pour permettre le moulage du produit combustible 10 de forme prédéterminée puis vers la position d'extraction pour permettre l'extraction de ce produit. Selon la figure, la chambre de moulage 9 est munie, à son extrémité opposée à la face 8 du piston 7, d'une trappe d'évacuation 14 qui s'ouvre automatiquement selon la flèche J lorsque le piston atteint la position de compression III, pour permettre l'évacuation des produits moulés 10 selon la flèche E (position d'extraction II). Simultanément, on récupère, selon la flèche F, une quantité d'eau approximativement égale à la moitié de celle mise en oeuvre au niveau du poste de malaxage 1. Selon la figure, à leur sortie du poste de moulage et de compression 2, les produits combustibles moulés 10 sont automatiquement transférés sur un tapis roulant 15 qui les amène selon la flèche G au poste de séchage 3 qui est constitué par un four tunnel 16 qui est alimenté selon la flèche H par de la chaleur de récupération provenant d'un processus annexe. Les produits 10 sont alors prêts à être utilisés. REVENDICATIONS 1") Procédé de fabrication d'un produit combustible, par exemple d'une bûche, caractérisé en ce que l'on malaxe du papier préalablement découpé, notamment du papier de récupération et des morceaux de paille avec de 11 eau, on transfère une quantité déterminée de la pâte ainsi obtenue dans un moule, on la comprime de manière à obtenir un produit solide ayant la forme voulue, puis on démoule ce produit et on le sèche. 2") Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pâte sèche contient environ de 85 à 97 % de papier et de 3 à 15 % de paille. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on utilise environ 1 000 g d'eau par kilogramme de pâte sèche lors de l'étape de malaxage. 4") Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute du brou de noix à la pâte. 5") Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on ajoute à la pâte des cristaux de sel en quantité d'environ 1 g par kg. 6 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lors de l'étape de séchage, on chauffe le produit à une température environ comprise entre 200 et 500"C. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors de l'étape de séchage, on utilise de la chaleur de récupération provenant d'un processus annexe quelconque. 8") Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un poste de malaxage (1), un poste de moulage et de compression (2) et un poste de séchage (3), installation caractérisée en ce que le poste de moulage et de compression (2) comporte une pompe constituée par un cylindre (6) dans lequel se déplace un piston (7) animé d'un mouvement rectiligne alternatif qui délimite une chambre de moulage (9) comportant, d'une part, des organes d'alimentation (11, 12, 13) permettant l'introduction, dans la chambre de moulage (9), d'une quantité prédéterminée de la pâte provenant du poste de malaxage, et, d'autre part, des organes d'évacuation (14) permettant le transfert du produit moulé (10) vers le poste de séchage (3). 9") Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les organes d'alimentation sont constitués par une trémie d'alimentation (11) qui reçoit la pâte provenant du poste de malaxage (1) et coopèrent, d'une part, avec des organes de dosage réglables (13) et, d'autre part, avec un orifice d'alimentation (12) de la chambre de moulage (9) pour permettre l'introduction, dans celle-ci, d'une quantité prédéterminée réglable de pâte lors de chaque cycle du piston (7). 100) Installation selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le poste de séchage (3) est constitué par un four tunnel (16). 11") Produit combustible tel que bûche caractérisé en ce qu'il est obtenu conformément à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.