Brevet FR2828414A1 — publié le 20030214

DISPOSITIF DEGRAISSEUR DE FLUX GAZEUX La présente invention concerne un dispositif dégraisseur pour arrêter les molécules de graisse ou plus généralement les particules graisseuses véhiculées par un courant gazeux, du type comprenant une enceinte de séparation munie d'au moins une paroi agencée pour retenir au moins en partie les particules graisseuses. Elle concerne également un procédé de dégraissage d'un courant gazeux et le système concernant un dispositif du type ci-dessus. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine de la restauration et plus particulièrement de la restauration rapide où d'importants volumes gazeux, par exemple issus des friteuses, doivent être traités pendant les périodes d'ouverture du restaurant, chaque période étant ensuite suivie par une période d'arrêt. Elle est également et par exemple utilisable dans le cadre de l'épuration de certaines odeurs de procédé (laiteries, papeteries,...) ou d'effluents aériens de station d'épuration (bassins de décantation, boues) et plus généralement dans les cas où l'épuration du flux gazeux nécessite une déstructuration de molécules grasses, aromatiques ou aliphatiques. On connaît déjà des filtres à graisse, par exemple dans les hottes de cuisson. Ces filtres à graisse présentent l'inconvénient de se colmater très rapidement. De plus et surtout, dans le cas de flux gaxeux chauds, ils génèrent une odeur qui provient de la cuisson intermédiaire des couches de graisse entre deux périodes de fonctionnement du. dispositif, couches de graisse qui, entre temps, ont eu le temps 1 de refroidir. Or, l'inventeur a observé qu'une bonne partie des odeurs (odeurs de graillons notamment) proviennent de la re-cuisson de ces couches de graisse au fur et à mesure des périodes d'arrêt/redémarrage du dispositif filtrant. En effet, quand une graisse est sur-cuite, l'hydrogène qu'elle contient se libère des molécules de graisse, lesquelles deviennent alors marron. Puis les molécules se fractionnent et deviennent noires, les plus réactives formant du goudron ou des produits carbonisés, cette réaction dégageant des molécules d'hydrocarbures particulièrement malodorantes et très t. difficiles à stopper avec les systèmes connus d'épuration de l'air. Par ailleurs, on observe également dans le cas de flux à température plus basse, un phénomène de vieillissement des graisses déposées sur les parois, qui deviennent rances, ce qui engendre des odeurs désagréables. La présente invention vise à fournir un dispositif dégraisseur répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle va permettre d'éviter les effets nocifs dus à la re-cuisson des couches de graisse, telle qu'observés dans l'art antérieur, après chaque redémarrage de l'installation ou dus au phénomène de vieillissement des graisses qui deviennent rances avec le temps. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif dégraisseur pour arrêter les particules graisseuses véhiculées par un courant gazeux, comprenant une enceinte munie d'au moins une paroi agencée pour retenir au moins en partie les particules graisseuses, caractérisé en ce que il comporte des moyens d'imprégnation de ladite paroi avec une solution aqueuse formée par un mélange d'eau et d'au moins un solvant en quantité suffisante pour déstructurer la surface de la pellicule de particules graisseuses formée sur ladite paroi. Par destructuration, on entend une dissolution partielle avec réduction des molécules de la surface, entraînant la rupture des liaisons des molécules de graisses dont les liaisons hydrogène. Lors d'un réchauffage, ces molécules vont dès lors se comporter différemment en n'engendrant pratiquement plus de relargage d'odeurs de graillons. En plus de l'épuration importante de l'air et de cette diminution significative des odeurs, la réduction rend possible une utilisation en aval plus efficace des systèmes de désodorisation, qui retrouvent une action d'autant plus complète qu'elle n'est plus perturbée ni bloquée par l'accumulation de particules graisseuses. Dans des modes de réalisation avantageux, on a de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la solution aqueuse comporte pour 1000 parties en poids, entre environ 0,5 et environ 5 parties en poids d'un solvant approprié aux dites particules graisseuses, entre 0 et environ 10 parties en poids d'autres produits tels qu'un surfactant, et entre environ 85 parties et environ 99,5 parties en poids d'eau ; - les particules graisseuses sont issues de la cuisson d'aliments ; - le solvant est du D-limonène ; - l'enceinte est celle d'un'séparateur à chicanes ; - l'enceinte comporte une ou plusieurs parois en tamis ; - les moyens d'imprégnation comportent des moyens pulvérisateurs de la solution aqueuse agencés pour pulvériser ladite solution sur la ou les parois de l'enceinte de façon régulière ; - les moyens d'imprégnation comportent des moyens de pulvérisation de ladite solution dans le flux gazeux en amont de l'enceinte. L'invention propose également un système dégraisseur désodorisant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif dégraisseur tel que décrit ci-dessus, et au moins un filtre désodorisant, par exemple à zéolithe, à charbon actif, à oxydation catalytique ou équivalent. L'invention propose aussi un procédé de dégraissage d'un courant gazeux, dans lequel on sépare au moins en partie les particules graisseuses du courant gazeux en arrêtant lesdites particules sur au moins une paroi d'une enceinte, et on imprègne ladite paroi avec une solution aqueuse mélangée avec un solvant en quantité suffisante pour déstructurer la surface de la pellicule de particules graisseuses formée sur ladite paroi. Dans un mode de réalisation avantageux, l'imprégnation se fait via le flux gazeux lui-même, vaporisé en continu ou en semi-continu en amont de l'enceinte, avec la solution aqueuse. Avantageusement, la solution aqueuse comporte pour 1000 parties en poids, entre environ 0,5 et environ 5 parties en poids d'un solvant- approprié aux dites particules graisseuses, celles-ci étant par exemple issues de la cuisson d'aliments. Dans un mode de réalisation avantageux, on traite de plus les mauvaises odeurs volatiles présentes dans le courant gazeux dégraissé, par filtration avec un filtre composé d'une couche de matériau en zéolithe naturel d'épaisseur déterminée imprégné d'une solution aqueuse cationique, munie d'au moins une composition de nature parfumante. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. - La figure 1 est un schéma de fonctionnement d'un système de traitement des flux gazeux, issus d'une hotte de cuisine, comprenant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1. La figure 1 montre un système 1 de traitement de flux gazeux 2 issus d'une cuisine, par exemple d'un bac à friture (non représenté). Le système 1 comprend une hotte 3, connue en elle-même, connectée à un circuit 4 de captation des gaz chargés en particules de graisses. Plus précisément, le flux gazeux est aspiré au travers du circuit 4, par un ventilateur extracteur 5, qui rejette les gaz une fois traités, à l'extérieur, par exemple par l'intermédiaire d'une cheminée 6. Le système 1 comporte un dispositif 7 connecté à la hotte 3 via une gaine collectrice 8. Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, le* dispositif 7 comporte une enceinte 9 comprenant plusieurs parois 10,11, 12... par exemple une dizaine, agencées pour retenir au moins en partie les particules graisseuses du flux gazeux 2, qui aboutissent à former une pellicule 13 (en traits interrompus sur la figure) sur chacune des faces des parois. Le dispositif 9 comprend, de plus, des moyens 14 d'imprégnation des parois 10,11, 12,... avec une solution aqueuse 15 chargée avec un solvant en quantité suffisante pour destructurer la surface des pellicules de particules graisseuses formées sur les parois 10,11, 12... Le dispositif sera décrit plus précisément en référence à la figure 2. Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, le système 1 comprend, en aval du dispositif 7, un filtre 17 qui permet de mieux neutraliser les mauvaises odeurs en sortie, par exemple, formé par un filtre à zéolithe naturel. Le filtre 17 comprend, par exemple, au moins une couche 18 (en trait mixte su la figure) de matériau absorbant, d'épaisseur à déterminer, imprégné d'une solution aqueuse spécifique. Par exemple, le matériau, à base de zéolithe naturel comprend de la clinoptilotite, de la mordenite, du chabazite ou de l'érionite. La solution aqueuse comprend, par exemple, entre 1 et 20% en poids d'un mélange composite comprenant notamment en parts égales une partie d'ions ammonium ou équivalent et une partie d'une composition de nature parfumante et/ou désodorisante. Le dispositif 7 va maintenant être plus particulièrement décrit en référence 'la figure 2. Le dispositif 7 comporte une enceinte 9, par exemple parallèlépipédique, en métal résistant à la corrosion, par exemple en acier inoxydable. L'enceinte est munie d'une cloison d'entrée 20 comportant des trous 21 et éventuellement des volets d'orientation (non représentés) permettant d'orienter les flux ou filets de courant 22 pénétrant dans le dispositif dégraisseur. L'enceinte définit donc une zone de récupération 23, des vapeurs de graisse, reliée en partie basse 24, par une tubulure d'évacuation 25 à une canalisation alimentant le bac à graisse de la cuisine de restauration (non représentés). Selon le mode de réalisation de l'invention plus particulièrement décrit ici, la zone 23 comprend des parois parallèles 26 présentant une configuration en zig zag, et délimitant entre elles des canaux de circulation 27 des vapeurs, ces zig zag par exemple à 120 , étant formés par pliage de plaques métalliques. Les parois 26 portent chacune des petites excroissances (non représentées) qui favorisent l'accrochage des gouttelettes de graisse. Pour simplifier, seules quatre parois 26 ont été représentées sur la figure 2. Les parois en zig zag sont, par exemple, enserrées entre deux plaques rectangulaires 28,29, dont l'une 28 prend appui sur une première paroi 30 de l'enceinte, et l'autre 29 est repoussée par les extrémités de deux vis 31 dont le filtage 32 prend lui-même appui sur la paroi 33 de l'enceinte, opposée à la paroi 30. Les têtes de vis sont par exemple entretoisées par une barrette 34. Un tel dispositif est ainsi conçu pour un démontage facile des parois, empilées les unes sur les autres par le biais de pinoches d'écartement amovibles, qui s'emboîtent. Le dispositif comprend de plus un réservoir 14 de stockage du mélange 15 aqueux/solvant, ce dernier étant en proportion suffisante pour déstructurer la surface de la pellicule de particules graisseuses formées sur la paroi, par exemple sur une épaisseur de 50 à 500/1. Le réservoir 14 alimente le dispositif sur le collecteur en avant du dispositif, soit gravitairement, soit par le biais d'une petite pompe commandée uniquement lors du fonctionnement du système. Son niveau est régulièrement contrôlé via un indicateur visuel 35. Plus précisément, l'alimentation se fait par le biais d'un circuit 36, muni de rampes 37 parallèles aux parois, chaque rampe étant munie de buses d'aspersion régulièrement réparties, chacune desdites rampes étant située à la périphérie supérieure ou encore de façon centrée, au-dessus de la surface d'une paroi respective. Avantageusement la pulvérisation peut également se faire directement dans le flux gazeux, en amont de l'enceinte du dispositif, auquel cas les moyens d'imprégnation des parois sont moins directs. Concernant le mélange utilisé, de nombreux produits à base de solvants peuvent être utilisés du moment qu'ils permettent cette destructuration. Selon la nature chimique des molécules à déstructurer, il est en effet possible-d'employer un grand nombre de ces formulations, avec une dilution spécialement adaptée. Pour les applications courantes on préférera cependant une formulation de solvants pouvant répondre efficacement à de nombreuses situations, et avantageusement présentant des caractéristiques optimisées de non-toxicité, bio-dégradabilité, ininflammabilité et rapidité d'action. Par exemple une formulation associant en quantité principale du D-LIMONENE (environ 10%), associé à du METHYLENE DIMETHYL ETHER (environ 5%), un ou plusieurs surfactants anioniques ou non nonioniques, (environ 7%) en solution Aqueuse (environ 78%), (par environ il faut entendre 1 ou 2%) et diluée dans de l'eau lors de l'utilisation à raison de 0,5 à 3%, peut-être retenue pour des flux de gaz saturé en graisse végétale. Elle a permis d'obtenir : une diminution importante des graisses en suspension (90%), une réduction très importante de l'odeur des fumées, - l'optimisation du piégeage sur les parois du dispositif, - l'augmentation significative (par un facteur cinq ou dix) de leur délai de saturation. De plus, la réduction des molécules graisseuses et leur déstructuration est suffisante pour permettre l'implantation en aval de filtres absorbants sans risques de saturer prématurément le matériau absorbant de ces derniers. Avantageusement, ce mélange va comprendre un pour mille en solvant en poids par rapport au reste, ce qui permet, par exemple, avec une bonne humidification de la paroi (par exemple à la limite du ruissellement), la déstructuration souhaitée. La pression dans le filtre et la température sont également contrôlées de façon connue en ellemême. Le fonctionnement du dispositif dégraisseur 7 est maintenant décrit ci-après en référence à la figure 1. Le flux gazeux 2 chargé en graisse est capté par la hotte 3 et circule au travers du dispositif 7 alimenté en permanence via le bac d'alimentation 14 par le mélange 15 eau/solvant, qui vient imprégner les parois 10,11, 12... sur lesquelles la graisse est captée. Lors du passage dans le dispositif dégraisseur, les molécules de graisses sont en effet piégées par les parois, les particules ainsi récupérées étant soit relativement rapidement évacuées via le canal d'évacuation 25 en étant entraînées régulièrement vers le bas, soit collées plus fermement les unes aux autres sur la paroi. Au fur et à mesure de leur accumulation, une déstructuration de la surface supérieure de la pellicule de graisse se réalise alors, ce qui permet d'éviter une cuisson complète de la graisse lors du fonctionnement du dispositif. Les flux gazeux ainsi dégraissés vont pouvoir ensuite alimenter un filtre déodorant, adsorbant, de type connu en lui-même. Ce deuxième filtre et/ou une batterie de filtres en série par exemple également-alimenté avec un composant parfumant, vont permettre d'obtenir en sortie une odeur fraîche ou légèrement citronnée. Grâce à l'invention, il est possible d'éliminer de l'ordre de 90% des molécules odorantes à odeur désagréable, les 10% restants étant cachés par le parfum distillé au niveau du dispositif et/ou du filtre déodorisant situé en aval du système. On a donné ci-après un exemple de système selon l'invention. Il s'agit d'un système appliqué à une cheminée d'extraction d'air de cuisson (type fast-food ) situé en aval d'une hotte comprenant un ventilateur produisant un débit d'air de 6.000 M3/heure. A la base de la cheminée nettoyée, en aval de la hotte et du ventilateur, dans le conduit, on place une buse de pulvérisation fine dont le débit est de 2 litres par heure en pulvérisation continue. Dans un caisson placé avant la sortie de la fumée dans l'atmosphère, on place en série trois filtres à graisse de natures différentes et un filtre de désodorisation en aval des trois dispositifs. Le premier filtre à graisse est un filtre à chicanes, connu en lui-même, provoquant par gravité le dépôt de 60% environ des molécules grasses en suspension. Le second filtre à graisse est un treillis métallique fin et épais, permettant une rétention physique supplémentaire de 20% des molécules grasses en suspension. Devant chacun de ces filtres à graisse est disposée une buse de pulvérisation fine, dont le débit est de 2 litres par heure de pulvérisation continue.' Ces trois buses de pulvérisation sont reliées par une canalisation à un dispositif comprenant un compresseur haute pression maintenant la pression du liquide à 60 bars minimum, une pompe doseuse volumétrique, un réservoir de solution solvante, et un branchement à l'eau du réseau avec filtre retenant les impuretés. Cette installation est reliée à un tableau électrique assurant le contrôle du fonctionnement, asservissant son fonctionnement au fonctionnement du ventilateur de la hotte. La solution solvante employée est une émulsion comprenant par exemple 10% de D-Limonène, 5% de Tensio-actif et 85% d'eau. La pompe doseuse volumétrique assure une incorporation continue de 3% de la solution solvante à l'eau du réseau, de sorte que les buses débitent au total 6 litres par heure d'une solution comprenant 3% de solution solvante et 97% d'eau. Enfin, on ajoute un troisième filtre composé d'un textile oléophile à poche, destiné à bloquer les dernières molécules grasses en suspension et les résidus de molécules déstructurées et dissoutes par l'action du solvant. On complète le système par un système de désodorisation, par exemple un filtre àcharbon actif. Un tel système procure des résultats extrêmement efficaces et ce de façon inattendue. Pour mesurer l'effet du procédé, on va maintenant comparer un fonctionnement avec imprégnation par pulvérisation des filtres et sans imprégnation. Les constatations concernent la nature et l'importance des dépôts de graisse sur le conduit de cheminée, sur les filtres à graisse sur le filtre textile, sur le charbon actif, et l'importance de l'odeur résultante en sortie, quantitative et qualitative. Sans mise en marche de l'imprégnation, on constate sur les filtres à graisse une accumulation de matières, qui deviennent odorantes au bout de 48 heures. Au bout de 3 jours les filtres à graisse sont recouverts d'une épaisse pellicule malodorante, le filtre textile est saturé, le charbon actif est maculé en surface et son effet quasi-inopérant. L'odeur résultante est caractéristique et très forte. Avec mise en marche de l'imprégnation, on constate sur les filtres à graisse une moindre accumulation de matières à l'aspect visqueux, et qui demeurent peu odorantes. Au bout d'un mois, le filtre textile n'est pas saturé et l'odeur résultante est faible, légèrement citronnée. Le filtre charbon actif est propre, et toujours actif. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention ne se limite pas au mode de réalisation plus particulièrement décrit. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où le solvant utilisé est différent, celles où le filtre absorbant situé en aval du dispositif dégraisseur est un filtre à charbon actif, un filtre biologique, un filtre catalytique, à pyrolyse électrostatique et plus généralement tout filtre connu de l'art antérieur (par exemple à tourbe), celles où le dispositif est un filtre présentant des profilés aluminium à chicanes créant un violent tourbillon aéraulique, engendrant le dépôt par gravité sur les parois du filtre d'une partie importante des particules graisseuses en suspension, celle ou les parois sont des treillis métallique fin (type paille de fer ) créant une turbulence permettant la capture des molécules grasses plus fines, ou encore à poches en produit tissé fin dit Oléophile , complétant le blocage des particules graisseuses, ou celle ou l'enceinte est formée par un caisson par exemple cylindrique, ouvert de part et d'autre, intégré à la gaine d'aspiration. Il est à noter que de tels dispositifs peuvent autoriser des flux gazeux importants par exemple de 10. 000 m3/H, tout en permettant un excellent dégraissage, évitant au filtre en aval de se colmater et délivrant une odeur agréable en sortie de système. REVENDICATIONS 1. Dispositif dégraisseur (7) pour arrêter les particules graisseuses véhiculées par un courant gazeux (2) comprenant une enceinte (9) munie d'au moins une paroi (10, 11, 12...) agencée pbur retenir au moins en partie des particules graisseuses, caractérisé en ce que il comporte des moyens (14) d'imprégnation de ladite paroi avec une solution aqueuse formée par un mélange d'eau et d'au moins un solvant en quantité suffisante pour déstructurer la surface de la pellicule (13) de particules graisseuses formée sur ladite paroi. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse (15) comporte pour 1000 parties en poids, entre environ 0,5 et environ 5 parties en poids d'un solvant approprié aux dites particules graisseuses, entre 0 et environ 10 parties en poids d'autres produits, et entre environ 85 parties et environ 99,5 parties en poids d'eau. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules graisseuses sont issues de la cuisson d'aliments. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le solvant est du DLimonène. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte est celle d'un séparateur à chicanes. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enceinte est à parois en tamis. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (14) d'imprégnation comportent des moyens (34, 36,38) pulvérisateurs de la solution aqueuses agencés pour pulvériser ladite solution sur la ou les parois de l'enceinte de façon régulière. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'imprégnation comportent des moyens de pulvérisation de ladite solution dans le flux gazeux en amont de l'enceinte. 9. Système dégraisseur/désodorisant (1) de flux gazeux (2) chargé en particules graisseuses, comprenant au moins un dispositif dégraisseur (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte de plus au moins un filtre désodorisant (17). 10. Procédé de dégraissage d'un courant gazeux (2), caractérisé en ce que, on sépare au moins une partie des particules graisseuses du courant gazeux en arrêtant lesdites particules sur au moins une paroi (10,11, 12) d'une enceinte (9) et on imprègne ladite paroi avec une solution aqueuse (15) formée par un mélange d'eau et d'au moins un solvant en quantité suffisante pour déstructurer la surface de la pellicule de particules graisseuses formée sur ladite paroi. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la solution aqueuse comporte pour 1000 parties en poids, entre environ 0,5 et environ 5 parties en poids d'un solvant approprié aux dites particules graisseuses et entre 85 et 99,5 parties en poids d'eau. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que on traite de plus les mauvaises odeurs volatiles présentes dans le courant gazeux dégraissé, par filtration avec un filtre (17) désodorisant.