Brevet FR2747129A1 — publié le 19971010

La présente invention concerne la con cepti on d'un bioréacteur pour la transformation et le traitement des matières de la biomasse en protéines et adjuvants bioorganiques Ce réacteur d'hydrolyse agit essentiellement par les actions combinées des effets mécaniques de cisaillement de broyage et des ondes ultras sonores générées par les appareillages spécifiques du réacteur . Le traitement s'effectue à une pression comprise entre trois et quarante bars et à une température pouvant être de cinquante à deux cents degrés centigrades déterminés en automatique selon les phases et les modes opératoires du traitement en cours et selon les impératifs des textes réglementaires pour la stérilisation et les restructurations moléculaires souhaitées pour l'obtention des produits recherchés. La figure 1 représente la coupe longitudinale de ce réacteur et comporte - Une structure externe (202) cylindrique à la partie inférieure et rectangulaire (209) à la partie haute Cette structure supporte une capacité interne (201) dont laxe géométrique (213) est décalé par rapport à l'axe géométrique de l'enveloppe externe (214) Cette configuration réserve une capacité (203) dont le volume est variable et en augmentation du bas vers le haut pour permettre aux gaz chauds entrants au milieu et au bas du réacteur en (102) de circuler en expansion régulière vers le haut avec un coefficient d'échange thermique homogène Les entretoises de support (280) de la capacité interne comportent des tuyères avec convergent et divergent pour assurer une bonne vitesse de circulation des gaz de réchauffage de la matière à traiter (700) dans le réacteur (700) . La partie haute d'extrémité du tronçon (204) comporte à la partie haute un réceptacle (207) volume libre au dessus de la matière à traiter pour recevoir les gaz produits par les transformations des matières et la vapeur d'eau de la déshydratation des produits fabriqués . La figure 2 représente la coupe de la structure externe (202) et le positionnement de la capacité interne (201) contenant la matière (700) à traiter Cette structure externe haute (209) comporte un récupérateur d'énergie (141) et la canalisation (231) d'évacuation du mélange vapeur deau de déshydratation et des gaz produits lors des transformations organiques . Cette disposition permet le maintien en température et une bonne stérilisation de la canalisation (231) en liaison avec le réacteur - Un rotor (250) de broyage et de brassage d'homogénéisation de la matière à traiter - Le rotor possède une circulation de gaz chauds à l'intérieur, entrants en (254) et sortant en bout (260) - Une arrivée de gaz réchauffés pour la pressurisation du réacteur et pour le balayage de la partie haute des produits fabriqués pendant la phase déshydratation Cette arrivée de gaz chauds s'effectue par une tuyère à convergent divergent (220) pour assurer la meilleure expansion du gaz sur la matière à traiter - Une constitution par éléments modulables Une structure d'extrémité (204) de forme en fer à cheval selon la coupe AA figure 5 , et de structures standardisées (205) et (206) de forme représentée par la figure 2 . L'adjonction de ces modules standards permet l'adaptation directe de la fabrication à la capacité de production souhaitée - des flasques d'extrémités avant et arrière qui comporte chacune deux séries de quatre bases ou plus d'émission ultra sonores (607) (608), (609) (610) ,(612) dont les fréquences et la puissance sont modulables en fonction du traitement des matières à effectuer . L'utilisation programmée de ces bases ultas sonores accélère la montée homogène de la température et garantit le traitement au coeur de la matière dans les phases de stérilisation ,de décohésion et de restructuration moléculaire de la matière traitée . - un groupe de chauffe (100) qui peut recevoir par la liaison (231) la vapeur d'eau et les gaz malodorants par l'intermédiaire d'un motoventilateur (01) qui assure une légère compression adiabatique du mélange introduit dans la chambre de chauffe pour un brulage à pyrolise . Cette chambre de chauffe pour réaliser la bonne pyrolise des gaz doit fonctionner à une température voisine de 800 degés centigrades mais cette température de gaz n'est pas compatible à l'entrée dans le bioréacteur Les gaz de chauffage doivent plutot se situer à un température de l'ordre de cinq cents degrés centigrades à l'entrée (101) et (102) au centre et au milieu du réacteur . Le réglage de cette tempéraure est assurée par un dispositif (103) placé entre la chambre de chauffe et le réacteur .Ce dispositif (103) comporte un récupérateur d'énergie (104) , un volet à télécommande (105) permettant d'orienter les gaz chauds sur l'échangeur (104) ou sur le canal de déviation directe (108). Le volet à télécommande (106) à la sortie du dispositif (103) permet de réguler la température de sortie des gaz (101) et de diriger les gaz sur la liaison (107) avec le bloc d'échange thermique (140). A la sortie du bloc d'échange thermique et du récupérateur d'énergie (141) , les gaz sont évacués à la cheminèe (145) exempts de gaz malodorants . La figure 6 représente la constitution du rotor (250) de brassage et de broyage de la matière ce rotor est entrainé en rotation à vitesse déterminée en fonction des phases de traitement à réaliser .Cet ensemble comporte des bras (251) à structures alvéolées (301) permettant la circulation de gaz chauds de réchauffage au centre de la matière à traiter. Ces bras en forme d'aubes assurent le brassage axial de la matière par leur orientation angulaire (256) et (257) par rapport à l'axe du rotor (250) Ces bras alvéolés sont reliés par une tète de broyage (252) orientée angulairement (259) pour assurer le brassage circonférentiel de la matière . Ces ensembles standards (251) (252) de traitement matière comporte au centre et décalés de 90 degrés des tètes de broyage(253) fixées en bout de tubes creux (300) permettant le réchauffage de la matière par l'alvéole (301) et la mise en circulation des gaz dans les tubes par les ailettes internes du rotor (302) Les figures 1 2 3 4 5 représentent à la partie inférieure de la capacité cylindrique le positionne ment d'une rampe d'injection de vapeur (400) qui permet un prétraitement et un traitement en combiné avec la mise en oeuvre des ultras sons pour réaliser la réaction ' flash ' et instantanée de transformation de la matière . REVENDICATIONS 1 ) Dispositif, d'hydrolyse sous pression pour la transformation des matières de la biomasse en protéines et adjuvants bioorganiques caractérisé en ce qu'il comporte , des structures modulables externes (202) et internes (201) pourvu d'un rotor malaxeur (250 ) et des flasques avant et arrière présentant chacun deux séries de quatre bases ou plus d'émission ultra sonores ( 607 ) ( 608 ) ( 609 ) (610) pilotées à fréquences et puissances variables pour garantir le traitement à coeur de la matiére , une rampe d'injection de vapeur ( 400 ) et d'un appareil ( 103 ) pour régler la température d'entrée des gaz de chauffage au centre et au milieu du réacteur ( 102) . 2 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la structure est constituée par une structure externe (202) cylindrique à la partie inférieure et rectangulaire (209) à la partie haute ; cette structure externe supporte une capacité interne (201) dont l'axe géométrique (213) est décalé par rapport à l'axe géométrique (21 4) de la structure externe constituant ainsi une capacité (203) à volume variable et en augmentation du bas vers le haut. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérié en ce que la capacité (203) à volume variable permet une expansion réguliére des gaz de chauffage à travers les entretoises de support comportant des tuyères avec convergent et divergent (280) . 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la capacité interne comporte une partie haute (207) , réceptacle des gaz produits par la transformation de la matière et de la vapeur d'eau produite dans la phase de déshydratation du produit fabriqué. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le rotor malaxeur (250) est constitué de bras en forme d'aubes (251) décalés angulairement (257) qui comportent des alvéoles (301) dans lesquelles circule un gaz chaud d 6 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une architechture à structures modulaires , avec un élément de base d'extrémité (204) et des modules standards que l'on peut adjoindre (205) (206) selon la capacité de traitement souhaitée 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pressurisation est assurée par une arrivée de gaz réchauffé constituée par une tuyère ( 220) avec convergent et divergent pour effectuer un balayage énergique de la surface libre de la matière à traiter pendant la phase déshydratation du produit fabriqué 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les gaz chauds pyrolysés sortant de la chambre de chauffe (100) passent sur un appareil (103) permettant le réglage de la température des gaz au milieu et au centre du réacteur en (102) ; ces ces gaz traversent soit l'échangeur (104) , soit par la déviation directe (108) et orientés par un volet télécommandé (106) pour diriger la circulation des gaz sur le réacteur (101) ou sur le bloc d'échange thermique (140) avant d'ètre évacués à la cheminée (145)