Brevet FR2749781A1 — publié le 19971219

La présente invention qui a pour objet un procédé et un dispositif dénommé cuiseur déshydrateur sous vide des sous-produits d'origine animale ou végétale, est destinée à transformer ces dits déchets organiques en composés secs employés soit comme aliments pour les animaux soit comme engrais pour les sols. Il est bien connu que les déchets d'animaux ou de végétaux constituent un potentiel énergétique important que l'homme a toujours recherché à récupérer. De nombreux procédés ont été inventés pour transformer ces déchets en composés organiques secs et réutilisables. C'est le cas du brevet Français n02399395 du 4 Août 1977 qui propose un procédé de déshydratation des déchets afin d'obtenir soit un complément alimentaire pour les animaux soit un engrais. Ce procédé consiste à utiliser une cuve métallique rotative que l'on chauffe à l'aide d'un brûleur. La technologie proposée par ce brevet est à l'origine d'un certain nombre d'inconvénients: - Les opérations de chargement des sous-produits et de déchargement du produit fini se font par la même porte située à l'avant de l'appareil ce qui pose un problème de risque de recontamination bactériologique puisque le principe de marche en avant n'est pas respecté. - La flamme du brûleur est directement en contact avec la paroi du malaxeur ce qui provoque l'apparition d'une zone de chauffe pouvant dégrader la qualité nutritive du produit fini. - La déshydratation se réalise dans une cuve constamment saturée en vapeur d'eau ce qui augmente considérablement les temps de traitement et donc la consommation d'énergie. - Les produits riches en corps gras ne peuvent être traités par ce procédé puisque les huiles de cuisson très thermo-sensibles ne peuvent être éliminées. Le procédé objet de l'invention a pour but de palier à l'ensemble de ces inconvénients. Ce procédé permet de réaliser les opérations successives suivantes - Cuisson et stérilisation qui s'opérera sous pression. - Soutirage des corps gras qui a lieu à la fin de l'étape de cuisson-stérilisation et qui permet de récupérer les jus et huiles de cuisson dans le cas de figure où le produit à déshydrater est riche en corps gras. - Séchage sous vide qui permettra une déshydratation rapide des déchets et sous-produits. Par ailleurs, la présente invention propose pour la mise en oeuvre de ce procédé, un dispositif du type cuve en acier inox équipée d'une hélice en rotation et qui, placée successivement sous pression puis sous vide, est chauffée afin d'accélérer la déshydratation des déchets organiques qu'elle reçoit. Le produit à déshydrater est introduit dans une cuve par l'intermédiaire d'une trémie de remplissage tandis que le produit fini est déchargé à l'aide d'une trémie vidoir distincte de la première. Par ailleurs, cette cuve possède à sa base un système d'aspiration des huiles. L'invention ainsi caractérisée présente de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne la vitesse de déshydratation et l'économie d'énergie par rapport aux dispositifs existants. L'appareil reçoit en discontinu dans une cuve métallique, les déchets ou sous-produits à sécher. Cette enceinte de cuisson est chauffée au moyen d'un brûleur modulable. Une hélice supportée par un axe de rotation et disposée à l'intérieur de la cuve de cuisson, permettra le brassage permanent des sous-produits à déshydrater. Une trémie montée sur une trappe guillotine permet le remplissage de l'enceinte tandis qu'une autre trappe guillotine disposée au bas de l'enceinte est utilisée pour évacuer les composés déshydratés. En se reportant à la figure n0 I (représentation en coupe de l'aménagement général du dispositif), il est possible de visualiser les éléments suivants La cuve de cuisson (1) de forme cylindrique contient sur toute sa hauteur, un malaxeur hélicoïdal (2) tournant autour de l'axe vertical (3) placé en son centre. L'hélice hélicoïdale qui fait ici office de malaxeur (2), tourne sur l'axe central (3) de l'enceinte à la façon d'une vis sans fin. Un joint d'étanchéité souple et gonflable (6) permet notamment d'isoler l'intérieur de l'enceinte et d'éviter les déperditions de charge au niveau du capot (5). La cuve de cuisson (1) a une forme tronconique dont le diamètre le plus faible constitue la partie inférieure de la dite enceinte. La dite cuve est maintenue en pression durant la première phase du cycle de déshydratation (cuissonstérilisation) puis elle est mise sous vide au cours de la deuxième phase du cycle de déshydratation au moyen d'une pompe à vide à grand débit (7) terminée par un filtre (8). Le malaxeur hélicoïdal (2) est entraîné par l'axe (3) relié au moteur (4) au moyen de courroie. L'axe (3) est coiffé sur sa partie supérieure par un capot (5) qui repose sur le joint d'étanchéité gonflable (6). La rotation du malaxeur est obtenue au moyen d'un moteur (4) alimenté par le secteur et entraînant l'axe du malaxeur au moyen de courroies. Le malaxeur hélicoïdal (2) est composé de plateaux tournants qui constituent une vis sans fin dont le diamètre décroît du haut vers le bas. Les bords extérieurs de ces plateaux ne frottent pas avec la cloison interne de la cuve (1). L'hélice permet un mouvement permanent des sous-produits du bas vers le haut. Le volume intérieur de la cuve de cuisson (9) est relié à une pompe à vide (7) par une canalisation. La cuve (1) reçoit au travers d'une trémie (10), les déchets à déshydrater. A la base de cette trémie, on a aménagé une trappe guillotine (11) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par le mouvement d'un système vis-écrou entraînée par le moteur extérieur à l'enceinte double paroi (12). La partie mobile de la trappe glisse sur un joint gonflable afin d'ouvrir ou de fermer la trémie (10) sans altérer l'étanchéité. La trémie est surmontée par un capot coulissant. Un joint d'étanchéité souple et gonflable (6) permet d'isoler l'intérieur de l'enceinte et d'éviter les déperditions de chaleur au niveau du capot (5). A la base de la cuve cylindrique (1), on a aménagé une seconde trappe guillotine (13) mue par un second moteur qui entraîne un système vis-écrou solidaire de la partie mobile de la trappe. Cette trappe est glissée sous la cuve de cuisson (1) sous un joint d'étanchéité (14) gonflable, maintenant l'étanchéité dans la cuve (1) lorsque la trappe est fermée. Cette trappe guillotine repose sur une trémie vidoir (15) destinée à évacuer les produits finis (farines déshydratées) dans un réceptacle mobile. Les parois extérieures de la cuve sont logées dans une enceinte (12) dont l'air est chauffé au moyen d'un ou des brûleurs (16). Les moteurs actionnent des systèmes de vis-ecrou, selon un programme assurant le remplissage et la vidange de l'enceinte que l'on alterne avec sa mise sous-vide. Cette trémie inférieure sera équipée d'un système d'aspiration qui permettra de récupérer les huiles de cuisson, dans le cas de figure où les sous-produits à déshydrater sont riches en corps gras. L'aspiration des huiles n'est pas systématique, elle s'effectuera juste avant la mise sous vide de l'appareillage. Sur la partie supérieure de la cuve (1), une canalisation (17) réunit l'intérieur de celle-ci à une pompe à vide (7). La sortie de cette dernière débouche dans la chambre de mélange (18). Lorsque les trappes (1 l) et (13) sont fermées, l'enceinte est alors chauffée sur sa périphérie extérieure au moyen d'un ou de plusieurs brûleurs (16) contenu(s) dans un logement créant un foyer. L'air chaud lèche les parois extérieures du cylindre et maintient une température suffisante pour assurer une stérilisation puis sous l'effet du vide provoqué par la pompe, une déshydratation rapide des déchets contenus dans l'enceinte. Les trappes (11) et (13) étant fermées et les joints (6) et (14) gonflés, assurent l'étanchéité. Une plaque réfractaire (19) est prévue pour protéger la partie de l'enceinte exposée à la source de chaleur. La plaque réfiactaire sera disposée de façon à éviter tout contact entre la flamme du brûleur et la paroi de la cuve de cuisson-déshydratation (1). Le brûleur est entouré d'une chambre de mélange (18) dans laquelle arrivent par la canalisation, les vapeurs provenant de la cuve de cuisson. La cuve de cuisson, (1) est logée dans une enceinte isolante à double paroi (12). L'air chauffé par la flamme du brûleur circule entre la cuve de l'enceinte avant de s'évacuer vers la cheminée tubulaire (20). Cet air chaud porté à environ 4O00C permettra d'élever la température inteme de l'enceinte. REVENDICATIONS 1- Procédé de cuisson-déshydratation des sous-produits d'origine Agro-alimentaire ou Agricole, caractérisé en ce qu'il permet de réaliser les opérations successives suivantes: - Cuisson et stérilisation qui s'opérera sous pression. - Soutirage des corps gras qui a lieu à la fin de l'étape cuisson-stérilisation et qui permet de récupérer les jus et les huiles de cuisson dans le cas de figure où le produit à déshydrater est riche en corps gras. - Séchage sous vide qui permettra une déshydratation rapide des déchets et sous-produits. 2- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ces sous-produits sont introduits dans une cuve (1) dans laquelle est installée une hélice hélicoïdale (2) animée par un moteur (4). Ladite hélice (2) en rotation doit assurer le brassage régulier des sousproduits à sécher. La cuve (1) est disposée dans une enceinte (12) chauffée à l'aide d'un ou de plusieurs brûleurs (16). Ladite cuve (1) sera maintenue en pression pour permettre la cuisson et la stérilisation des sousproduits à déshydrater puis la mise sous vide par l'intermédiaire d'une pompe à vide (7). Ladite cuve disposera à sa base d'un système d'aspiration (22) permettant la récupération des huiles de cuissons juste avant la mise sous vide de la cuve. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérise' par le fait que la cuve (1) de forme cylindrique contient sur toute sa hauteur une hélice hélicoïdale qui fait office de malaxeur. La dite hélice est composée d'un certain nombre de plateau dont le diamétre diminue du haut vers le bas. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la cuve comporte à son extrémité supérieure une trémie (10) ayant à sa base une trappe guillotine (ll) dont l'ouverture permet de charger la cuve (1) en sous-produits à déshydrater et à sa base une autre trémie vidoir (15) destinée à évacuer les produits finis. S Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 4 caractérisé par le fait que la cuve (1) possède sur sa partie supérieure, une canalisation (17) terminée par un filtre (8) et qui permet de réunir le volume intérieur de celle-ci à la pompe à vide (7). 6- Dispositif suivant la revendication I et 2 caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de la trémie inférieure, un système d'aspiration (22) qui permettra de récupérer les huiles de cuisson lorsque le sous-produit à déshydrater est chargé en corps gras. L'aspiration des huiles s'effectuera juste avant la mise sous vide de la cuve.