Brevet FR2747130A1 — publié le 19971010

Bioréacteur haute pression pour la transformation et le traitement des matières de la biomasse et particulièrement les lignes cellulosiques ,en protéines et adjuvants bioorganiques. Ce réacteur de par sa conception utilise des ondes ultras sonores en complémentairité des traitements mécaniques de broyage et de pression Ce traitement par ondes ultras sonores avec la modulation de fréquence et de puissance adaptée pour la matière à traiter permet de réaliser le craquage des molécules et une stérilisation dans des conditions de pression amoindrie et des températures pouvant ètre inférieures tout en ayant une qualité bactériologique parfaite qui n'existe pas actuellement. Ce réacteur par l'utilisation des ultras sons présente une fonction "polyvalente' de fonctionnement basse et haute pression tout en présentant selon les caractéristiques d'exploitation de la puissances des ondes générées au sein de la matière la possibilité de transformations flash" ou instantanée lors des taitements réalisés . Ce dispositif est constitué de deux structures concentriques et verticales dont une enveloppe extérieure (202) non résistante à la pression et une capacité interne (201) résistante à la pression. Ces structures sont fixées sur un anneau commun (204) permettant la fixation par boulonnage d'un couvercle (205) pour la fermeture du bioréacteur Ce couvercle supporte un remplissage (300) , un motoréducteur (206) d'entrainement du rotor de broyage et de brassage vertical (250) . Ce rotor est guidé à la partie inférieure par un dispositif tournant et étanche (210) , un plateau inférieur étanche et résistant (211) permet une maintenance de l'organe inférieur sans intervention dans le réacteur lui mème Le rotor est muni de bras de brassage (251) qui comporte à leurs extrémités des tètes de broyage et de brassage (253) pour une mise en circulation énergique de la matière à traiter Le centre du réacteur est maintenu en température homogène par le réchauffage des alvéoles (252) des bras (251) - La capacité interne (201) est supportée par l'enveloppe extérieure par l'intermédiaire d'entretoises (203) comportant des tuyères pour assurer la bonne vitesse de circulation ascendante des gaz de réchauffage de la capacité interne (201) Le réchauffage est assuré par l'arrivée de gaz chauds à la partie inférieure (101) produits par une chambre de chauffe (100) dont la température est régulée par l'intermédiaire d'un dispositif échangeur (103) et d'un bloc thermique (140) Ce bloc d'échange thermique comporte une chaudière (410) pour une production autonome de vapeur sous pression Une rampe (400) circulaire à la partie inférieure de la capacité interne (201) permet d'injecter de la vapeur sous pression pour provoquer les réactions instantanées de la matière Des bases ultras sonores (608), (609) .(610) , fixées sur la capacité interne (201) et une base (612) sur le couvercle (205) favorisent le craquage des molécules des matières à traiter et permettent de limiter les pressions et températures d'exploitation en fonction des puissances générées et particulièrement pour le traitement des lignes cellulosiques Une arrivée (220) de gaz réchauffés permet la pressurisation du réacteur par ligne (221) et (222) Une ligne de décompression et de sécurité (240) en liaison avec la cloche (230) d-extraction de vapeur et des gaz produits par le traitement des matières organiques permet l'évacuation directe en sécurité (242) (244) à la cheminée (145) La décompression normale s'effectue par la ligne et les élèctrovannes de commandes (241) et (243) sur l'aspiration du ventilateur (01) pour que ces gaz malodorants soient brulés dans la chambre de chauffe (100) avec l'effet pyrolise La figure 2 représente une organisation possible et optimisée de l'implantation de ce réacteur avec ses périphériques d'exploitation, comprenant - le batiment principal circulaire (22) avec son appendice (23) recevant les installations thermiques, I'appendice (20) correspondant à la trémie de réception des matières à traiter, et l'appendice (21) comportant une capacité de stockage des matières prébroyées pour être dirigées sur les appareillages du réacteur .En péripherie on retrouve d'une part les préchauffeurs (10) et d'autre part les appareillages de sèchage (021) (022) (023) (024) . Le réacteur est alimenté par la la goulotte de chargement (300) qui peut recevoir la matière préchauffée arrivant en (13) passant par le bras de transfert (15) et sa tète (14) qui vient se positionner par rotation sur la goulotte (300) - L'appareillage de chargement direct, sans préchauffage,avec le bras (24) qui reçoit la matière en (25) et alimente le réacteur par sa téte de chargement (26) qui vient se positionner par rotation sur la goulotte de chargement (300) de la capacité interne (201) - La plateforme thermique en appendice (23) comprenant , la chambre de chauffe (100) , le bloc d'échange thermique(l40) avec sa chaudière(410) , les motoventilateurs d'aspiration dans la cuve (01 ) et le ventilateur de récupération des gaz de sèchage (02) Cette organisation en rotonde optimise et rationnalise la distribution de l'ensemble du dispositif du réacteur polyvalent avec ses périphériques fonctionnels Les produits finis avec une composition controlée et une granulométrie parfaitement maitrisée par les caractéristiques d'exploitation des ondes ultras sonores ressortent par la goulotte (212) et sont dirigés sur l'installation de sèchage et de conditionnement (021 ) à (024) par l'intermédiaire de convoyeurs (21 3) La figure 1 , représente ce bioréacteur conçu pour fonctionner sous haute pression de soixante bars La pressurisation est assurée par une alimentation (221) de gaz réchauffé sur échangeur (222) et une arrivée par tuyères (220) sur la capacité interne (201) REVENDICATIONS 1) bioréacteur haute pression pour la transformation et le traitement des matières de la biomasse et particulièrement les ligne cellulosiques en protéines et adjuvants bioorganiques , caractérisé en ce qu'il comporte deux structures concentriques verticales (201) (202) , un couvercle (205) qui supporte le rotor de malaxage (250) avec son motoréducteur (206) , des bases d'émissions ultra sonores (608) (609) (610) sur la capacité interne (201) et une base (612) sur le couvercle (205) , une chaudière à vapeur (410) , et une implantation d'appareillages dans un batiment circulaire (22) avec les appendices (23) pour les installations thermiques et (20) pour la réception matière avec ses bras de chargement (15) et (24) . 2 ) Bioréacteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réacteur est constitué de deux structures concentriques et verticales dont une enveloppe extérieure (202) et une capacité interne (201) résistante à la pression , fixées sur un anneau commun (204) permettant la fixation par boulonnage d' un couvercle (205) pour la fermeture du bioréacteur 3 ) Bioréacteur selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que ce couvercle (205) supporte un motoréducteur (206) d'entrainement du rotor (250) de broyage et de brassage vertical de la matière . 4 ) Bioréacteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ce rotor (250) est guidé à la partie inférieur par un dispositif tournant et étanche et résistant (210) et comporte un plateau inférieur étanche qui permet une maintenance de l'organe inférieur sans intervention dans le réacteur lui mème. 5 ) Bioréacteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le rotor (250) est muni de bras de brassage (251) qui comporte à leurs extrémités des tètes de broyage et de brassage (253) pour assurer une mise en circulation énergique de la matière à traiter le centre du réacteur étant maintenu en température homogène par le réchauffage des alvéoles (252) et des bras (251) 6 ) Bioréacteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le bloc d'échange thermique (140) recevant les gaz chauds de la chambre de chauffe (100) comporte une chaudière (410) pour une production autonome de vapeur sous pression permettant d'alimenter une rampe (400) circulaire à la partie inférieure de la capacité interne (201) pour provoquer les réactions instantanées de la matière 7 ) Bioréacteur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organisation de I' implantation du réacteur peut s ' établir dans une configuration de batiment circulaire (22) avec l'appendice (23) recevant les installations thermiques, I'appendice (20) de la trémie de reception des matières a traiter ,et l'appendice (21) comportant une capacité de stockage des matières prébroyées pour ètre dirigées sur les appareillages du réacteur . 8 ) Bioréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les préchauffeurs (10) et les installations de séchage (021) (022) (023) (024) sont situées en périphérie - 9 ) Bioréacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un appareillage de chargement du réacteur par la goulotte (300) qui peut recevoir la matière préchauffée arrivant en (13) , passant par le bras de transfert (15) et sa tète (14) qui vient se positionner par rotation sur la goulotte (300) ; pour le chargement direct, sans préchauffage, le bras (24) reçoit la matière en (25) et alimente le réacteur par sa tète (26) qui vient également se positionner par rotation sur la goulotte de chargement (300)