Brevet FR2799397A1 — publié le 20010413

La présente invention concerne un procédé d'obtention de farine partir de déchets d'origine animale ou végétale, au moyen d'un malaxeur chauffé et maintenu sous vide selon un procédé conforme à la norme AGRG/92000 29/A directive de la CEE - N 90667 du 27/11/90 . On connait différents dispositifs ayant pour fonction la déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale. Ainsi le brevet français n 9600974 du 29 Janvier 1996 proposait une enceinte métallique reçevant les déchets et dotée d'un malaxeur hélicoïdal tournant à la façon d'une vis sans fin. L'enceinte était chauffée en continu par un brûleur, au travers d'une double enveloppe, et maintenu sous vide par l'intermédiaire d'une pompe. Cette disposition ne permettait pas d'obtenir une farine poudreuse facilement manipulable, le phénomène de compacification était prépondérant. Pour résoudre ces difficultés, il a été revendiqué, dans le brevet français n 9701465, l'utilisation de plusieurs réacteurs montés en série, afin de réaliser la déshydratation par étapes, chaque réacteur étant maintenu sous vide au moyen d'une pompe et chauffé dans une enceinte isotherme au moyen de brûleurs. L'intérieur de chaque réacteur contenait les déchets qui étaient malaxés par deux rampes hélicoïdales tournant chacune en sens inverse. Ce dispositif permettait de diminuer la compacification des déchets, qui restait encore importante. Enfin, pour atténuer l'effet de compacification, il a été revendiqué, dans le Brevet français n 9714823, l'utilisation d'un réacteur à double paroi chauffé par des brûleurs, avec mise en alternance du vide et de la pression au moyen de tubulures. La température des déchets était contrôlée au moyen de sonde thermoélectrique. Ces modifications successives n'ont pas entrainé de diminution notable de la compacification des déchets en cours de déshydratation, ce qui entraînait la rupture mécanique des axes bras des malaxeurs. En outre, ces farines issues des déchets d'origine animale et végétale sont soumises actuellement à norme NF AGRG/92000 29/A qui prévoit que la dite farine doit subir pendant 20 minutes un chauffage à 133 C sous 3 bars avant sa commercialisation et son utilisation sous forme de poudre dans l'alimentation des animaux ou comme engrais. Pour résoudre ces difficultés, il a été imaginé et réalisé un dispositif associé à un procédé de fabrication de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale , permettant de résoudre les difficultés liées à la compacification, et de répondre à la norme AGRG/92000 29/A de la CEE concernant la grosseur particules de farine et un chauffage à 133 C pendant 20 minutes sous bars. L'invention dénommée procédé d'obtention farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale, est caracteris & par un réacteur (8) isotherme dont la partie inférieure est tronconique. Ce réacteur est logé dans une enceinte métallique (9) constituant une double paroi où circulent les gaz d'échauffement issus brûleur (15). L'intérieur du réacteur qui reçoit les déchets est équipé de deux brasseurs creux munis de rampes (4) et (5) horizontales, tournant en sens inverse au moyen de deux moteurs (3) et (27). La partie supérieure du réacteur, dotée d'une trappe guillotine, est destinée à l'introduction des déchets. La base de ce réacteur est fermée par une trémie effaçable (12). L'introduction des déchets est réalisée sous vide, au travers de la trappe (6) au moyen de la pompe à vide (17). Après le remplissage, le circuit direct réacteur/pompe à vide est court- circuité et le vide est maintenu au moyen du dispositif venturi (39) qui fonctionne avec une arrivée d'air (40) reliée à la pompe à vide (17). Pour obtenir une déshydratation satisfaisante, on procede au préalable au calcul par pesée d'un échantillon de déchets, afin de déterminer le taux d'eau contenu dans celui-çi. Avant introduction des déchets dans le réacteur, ce dernier est préchauffé au moyen du brûleur (15) qu alimente la double paroi (9) et la maintient à 350 C. Les déchets contenus dans le réacteur subissent un cycle de chauffage allant de 100 à 200 C. Brassés par les rampes (4) et (5), ils subiront un cycle de déshydratation de quelques heures. Les déchets introduits à 100 C sont maintenus à 40 C, température contrôlée par la sonde (34) traversant l'arbre portant les rampes (5). Durant ce cycle, et pendant une période de 20 minutes, déshydratation sous vide est arrêtée, et la masse de déchets contenus dans le réacteur est portée à 3 bars au moyen du compresseur (30) et maintenue à 133 C. Ce traitement terminé, les déchets sont de nouveau déshydratés sous vide à chaud, jusqu'à obtenir une farine de granulométrie convenable ne contenant que 5% d'humidité par rapport au taux initial. Ce taux est estimé au moyen du peson (18) portant l'ensemble du réacteur contenant les déchets. L'invention ainsi caractérisée sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont présentés qu'à titre d'exemple et qui permettent de répondre à la norme AGRG/92000 29/A. La figure 1 de la planche 1I3 représente l'ensemble du dispositif avec son récupérateur de chaleur. La figure 2 de la planche 2/3 représente le nouveau profil des bras du malaxeur afin d'éliminer les risques de ruptire. La figure 3 est un schéma synoptique de l'ensemble permettant de décrire la chronologie du procédé appliqué. En se reportant à la figure 1 de la planche 1/3 trouve le réacteur (8) placé dans une cuve (9) chauffée au moyen du brûleur (15) qui émet les gaz à 350 C dans la double enveloppe. L'amélioration du chauffage du réacteur (8) par les gaz est obtenue au moyen d'ailettes (31) placées dans la double enveloppe. déchets sont introduits au travers d'une trappe guillotine (6) que l'on referme pour mettre sous vide le réacteur au moyen de la pompe (17) ; celle-çi est reliée directement au réacteur au moyen de vannes (28) et (7). Après évaluation du taux d'humidité des déchets partir d'un échantillon, on règle le poids de l'ensemble "réacteur et déchets" au moyen du peson (18) qui informe l'opérateur de l'avancement de la déshydratation. Les déchets sont malaxés au moyen de pales (4) et (5) tournant en sens inverse au moyen de deux moteurs (3) et (27) entrainant les axes (29) et (42). L'intérieur du réacteur est raclé au moyen de la pale (4) épousant profil intérieur de celui-çi et que l'on maintient rigide au moyen d'une bague friction (37) fixée au bas de l'axe (29). Celui-çi tourne en sens inverse de l'axe (42) et porte les pales horizontales (5). Lorsque le remplissage est terminé, on ferme la pompe vide (17) au niveau de la vanne (28) et le vide est maintenu moyen du dispositif venturi (39) que l'on règle par une vanne (38) communiquant avec l'atmosphère au niveau (40), et reliée à la pompe à vide (17). Une partie de l'eau de déshydratation est isolée au moyen du refroidisseur (10) qui injecte cette vapeur dans chambre (14) du brûleur (15) pour être détruite. La récupération de la chaleur perdue , issue du brûleur (15) émettant des gaz chauffés à 350 C et contenus dans la chambre (14) , est obtenue au moyen d'une double enveloppe (35) enrobant la chambre (14) dans laquelle on injecte un fluide gazeux, par une pompe, au niveau (43). Ce fluide gazeux pénètre directement dans le réacteur au niveau (36). On contrôle la température des déchets au cours de la déshydratation au moyen de sondes (32) (33) placées en haut et en bas du réacteur. La température du coeur de la masse des déchets est contrôlée au moyen de la sonde thermoélectrique (34) qui est placée l'intérieur de l'axe central tournant (29) et pénètre jusqu'à la mi-hauteur de la masse de déchets. Durant les cycles, les déchets en cours de déshydratation sont soumis à une température de 133 C, sous 3 bars, pendant 20 minutes au moyen d'un compresseur (30) que l'on ouvre avec la vanne (44 ) après avoir arrêt, le vide à l'intérieur du réacteur. On suit le cycle de déshydratation au moyen du peson (18); lorsque la perte de poids informe l'opérateur qu'il ne reste plus que 5% d'humidité dans les déchets, on ouvre la tremie (12) au moyen de la commande (21) agissant par le bras de translation (26). Les gaz de chauffage sont évacués par la cheminée (1).L'isothermie du système est obtenue au moyen la double enveloppe (2). On a représenté, sur la figure 2 de la planche 2/3 , les éléments constituant le malaxeur. Les axes sont réalisés au moyen de tubes creux (42) et (29) portant les pales (4) et (5). axes sont entraînés par deux moteurs indépendants (3) et (27) reliés par des engrenages différenciés. L'axe (42) tourne dans le sens inverse de l'axe (29), et la fonction de raclette est obtenue au moyen de la pale (4) qui épouse le profil intérieur du réacteur (8). En outre, cette pale (4) est rigidifiée au moyen d'une fixation supérieure à l'arbre (42) et inférieure au moyen d'une bague à friction (37) tournant autour de l'axe central (29). nombre de pales est proportionnel à la grandeur du réacteur. Le contrôle de la température du coeur des déchets est obtenue au moyen d'une sonde (34) thermoélectrique. évacue les déchets déshydratés par la trémie (12) placée à la base du réacteur (8) en fin d'opération . On a représenté sur la figure 3 de la planche 3/3 la chronologie du fonctionnement du procédé destiné à déshydrater déchets selon la norme AGRG/92000 29/A. Dans un premier temps, on détermine le taux d'humidité contenu dans les déchets à partir des échantillons 'levés par pesées ( humide et séché ) . Avec ces données calculées, on règle le peson (18) ( déduction faite de l'ensemble du poids du réacteur et de ses accessoires ). On obtient ainsi la durée nécessaire pour obtenir des déchets déshydratés ne contenant plus que 5% d'eau , connaissant la masse de déchets que l'on introduit dans le réacteur. Les déchets sont introduits au moyen de trappe guillotine (6) dans le réacteur (8) placé sous vide au moyen de la pompe (17) qui a pour fonction d'aspirer l'air contenu dans le réacteur et de rejeter ce dernier au niveau du brûleur 15) en fonctionnement. Les déchets sont portés à 101 C au moyen de l'air chaud circulant dans la double enveloppe à 350 C et le réacteur (8) est maintenu sous vide au moyen d'un dispositif venturi (39) branché directement sur la pompe (17). Le circuit de mise sous vide direct avec la pompe (17) ayant été court-circuité au niveau de la vanne à trois positions (28). Préalablement, les pales du malaxeur (4) et (5) ont commencé à brasser les déchets afin de les homogénéiser. La température de ces déchets brassés va évoluer de 10l C à 200 C , et le contrôle de l'homogénéité de la température de la masse est enregistré au moyen des sondes (32) (33) (34). La sonde (34) placée au centre l'arbre tournant (29) constitue le moyen de suivre l'évolution de la température des déchets au coeur de ceux-çi. La sonde (32) suit l'évolution de la température sous le couvercle du réacteur , tandis que la sonde (33) contrôle la température à la base du réacteur. Au cours de l'opération de déshydratation des déchets, le vide créé par le venturi (39) est coupé pendant 20 minutes par la vanne (38) et le magmat de déchets est soumis à une pression de 3 bars au moyen du compresseur (30) tout en maintenant le mélange malaxé de déchets à 133'C. Après 20 minutes, le compresseur (30) est coupé au moyen de le vanne (;4#, et le vide est réglé au moyen du venturi (39) par les vannes (38) et (28), cette dernière ne constituant qu'une alternance entre soit la mise sous vide par le dispositif venturi soit par la pompe (17). On évacue les farines de déchets au moyen de la trémie (12) lorsque le peson indique une perte de poids des déchets correspondant à un taux d'humidité résiduel de 5%. REVENDICATION 1 Procédé d'obtention de farine à partir déchets d'origine animale ou végétale caractérisé par un réacteur (8) isotherme chauffé par des gaz issus de brûleurs (15) et reçevant les déchets d'origine animale ou végétale; ces derniers sont brassés au moyen de rampes (4) et (5) tournant en sens inverse après le remplissage sous vide, celui-çi est maintenu au moyen d'un dispositif venturi réglable relié à une pompe à vide (17); les déchets subissent à chaud un cycle de déshydratation allant de 100 à 200 C; durant ce cycle, le vide est arrêté pendant 20 minutes et un compresseur (30) soumet la masse des déchets à 3 bars, alors que la température est maintenue à 133 C; les vapeurs extraites des déchets sont injectées dans le brûleur pour être détruites; il est doté d'un récupérateur de chaleur (35)4 REVENDICATION 2 Procédé d'obtention de farine à partir déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le chauffage du réacteur (8) est obtenu au moyen de gaz issus d'un brûleur (15) et circulant, à 350 C, dans double enveloppe du réacteur, et garni d'ailettes (31) afin d'optimiser le chauffage du réacteur. REVENDICATION 3 Procédé d'obtention de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication caractérisé en ce que évalue la durée du cycle de déshydratation des déchets au moyen d'une évaluation du taux d'humidité sur un échantillon permettant de régler le peson (1 ) informant l'opérateur l'avancement de la déshydratation. REVENDICATION 4 Procédé d'obtention de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le 'lange des déchets est homogénéisé au moyen de pales (4) et (5) portées par les axes (42) et (29) mus par les moteurs (3) et (27) et tournant dans le sens inverse l'une de l'autre, la pale (4) servant de raclette sur les parois intérieures du réacteur est reliée à la base de l'axe (29) au moyen d'une bague à friction (37) pour assurer la rigidité du dispositif. REVENDICATION 5 Procédé d'obtention de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que le remplissage des déchets est obtenu au moyen d'une pompe à vide (17) branchée sur le réacteur (8); le vide est ensuite maintenu moyen d'un dispositif venturi (39) réglable au niveau de la vanne (38). REVENDICATION 6 Procédé d'obtention de farine à partir déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que la temperature du malaxage des déchets est contrôlée au moyen de sondes thermoélectriques (32) (33) (34), la sonde (32) contrôlant la température en haut du mélange, la sonde (33) est placée au bas réacteur, la sonde (34) pénétrant à l'intérieur de l'axe (29) contrôle la température au coeur du mélange. REVENDICATION 7 Procédé d'obtention de farine à partir déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que durant le cycle de déshydratation on arrête le vide pendant 20 minutes, on maintient la température des déchets à 133 C et on soumet à 3 bars de pression au moyen d'un compresseur (30) réglé par la vanne (4$), opération nécessaire pour répondre à la norme AGRG/92000 29/A, ; REVENDICATION 8 Procédé d'obtention de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1 caractérisé en ce que la récupération de la chaleur issue du brûleur (15) est obtenue au moyen d'une double enveloppe (35) enrobant la chambre (14) où circule un fluide gazeux au moyen d'une pompe (48); ce fluide, chauffé, pénètre dans le réacteur au niveau (36). REVENDICATION 9 Procédé d'obtention de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale selon revendication 1 caractérisé en ce que le cycle de déshydratation est porté de 100 à 200 C en fin d'opération , température que l'on contrôle dans l'ensemble de la masse de déchets au moyen des sondes thermoélectriques (32) (33) (34).