Brevet FR2841640A1 — publié le 20040102

La présente invention est relative à un procédé de séchage de fourrage, et plus particulièrement de fourrage conditionné sous la forme de bottes. Elle se rapporte également à un procédé pour la mise en oeuvre de ce procédé. Par le terme "fourrage", on entend toutes les matières végétales susceptibles de faire partie de l'alimentation animale. Par l'expression "fourrage conditionné en bottes", on entend le fait que le fourrage a été compacté pour constituer des paquets de taille et de forme variables, susceptibles d'être plus facilement maniées et stockées que du fourrage en vrac. De manière générale, ces bottes ont une forme parallélépipédique ou cylindrique. Un problème rencontré avec ces bottes est celui qui découle de leur conservation lorsqu'elles sont stockées. Il n'est pas rare que les bottes soient confectionnées alors que le fourrage est encore humide. Les bottes ainsi réalisées sont donc chargées d'humidité, ce qui nuit à leur conservation ultérieure. Le même résultat se rencontre lorsque les bottes, bien que sèches au moment de leur compactage, subissent les intempéries avant d'être stockées à l'abri. De plus, lorsqu'un client doit être livré, on cherche, autant que possible, à lui livrer des bottes de qualité uniforme. Or, sur un ensemble de bottes, il est très probable qu'elles ne renferment pas toutes la même quantité d'humidité. C'est pourquoi on a créé des moyens permettant de sécher les bottes en vue de leur conditionnement. C'est notamment le cas des appareils décrits dans les documents WO-A81/0277, WO-A-97/30318 et EP-A-0 361 099. Dans ces trois cas, on insuffle de l'air chaud dans des bottes, soit à travers toute leur épaisseur, soit depuis le coeur des bottes jusqu'à leur périphérie. En tout état de cause, l'air chaud et sec qui rentre dans les bottes absorbe une partie de l'humidité qu'il rencontre. Toutefois, de plus en plus chargé d'humidité et de plus en plus froid, sa capacité à sécher le fourrage au fur et à mesure qu'il progresse dans les bottes se trouve diminué. Dans ces conditions, sauf à poursuivre le séchage au-delà d'un temps raisonnable sur le plan économique, on a affaire à des bottes dont le séchage est incomplet, certaines zones étant complètement sèches, alors que d'autres sont encore humides. La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation qui permettent de remédier à cet inconvénient. En d'autres termes, elle vise à fournir un procédé et une installation simples, économiques et faciles à utiliser, qui permettent de sécher de manière uniforme du fourrage conditionné sous la forme de bottes. Le procédé de séchage de fourrage conditionné en bottes dont il s'agit, est du type selon lequel on force un flux d'air de température supérieure à la température ambiante à traverser l'épaisseur desdites bottes. Il se caractérise par le fait qu'on procède périodiquement à une inversion du flux d'air, de sorte qu'il traverse tantôt les bottes dans un sens, tantôt dans le sens opposé. De cette manière, les zones des bottes qui ne sont pas les mieux séchées lorsqu'elles sont parcourues par l'air circulant dans un sens, le sont lorsqu'elles sont parcourues dans l'autre sens. Par commodité de langage, on emploiera ci-après l'expression "air chaud" pour désigner de l'air de température supérieure à la température ambiante. Selon d'autres caractéristiques de ce procédé: - la température de l'air traversant les bottes est comprise entre 60'C et 130'C; - une partie de l'air chargé d'humidité sortant desdites bottes est recyclé, tout en étant mélangé à de l'air extérieur, ce mélange étant préalablement réchauffé avant d'être dirigé vers les bottes. L'invention se rapporte également à une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Selon des caractéristiques préférées, cette installation comporte - une enceinte fermée de réception des bottes à sécher, qui comporte une première paroi ajourée formant socle de support des bottes, sur laquelle elles sont destinées à prendre appui par leur face inférieure, et une seconde paroi ajourée destinée à venir en contact avec la face supérieure desdites bottes; - des moyens d'insufflation d'air chaud dans lesdites bottes, de manière à ce qu'il rentre dans celles-ci en traversant préalablement la première paroi, puis en ressorte via la seconde paroi; des moyens d'inversion périodiques du sens d'insufflation, l'air rentrant par la seconde paroi et sortant par la première. i -i Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de cette installation: - ladite enceinte comprend un caisson inférieur creux dont au moins une partie de la surface supérieure est formée de ladite première paroi ajourée, un caisson supérieur creux dont au moins une partie de la surface inférieure est formée de ladite seconde paroi ajourée, des moyens de réglage de l'écartement entre lesdits caissons, des moyens d'amenée et d'évacuation de l'air dans et en dehors des caissons et des moyens de fermeture étanche de l'espace périphérique situé entre les caissons. - les moyens d'insufflation d'air consistent en au moins un ventilateur de soufflage et l'installation comprend également au moins un ventilateur d'extraction apte à extraire l'air qui a traversé les bottes, en dehors de l'enceinte. - lesdits moyens d'inversion consistent en un ensemble de registres associé à des gaines d'écoulement d'air. - les moyens d'amenée et d'évacuation de l'air dans et en dehors des caissons comprennent au moins un manchon souple raccordé au caisson supérieur de l'enceinte. - elle comprend des moyens de filtration de l'air extérieur et de l'air évacué en dehors de l'enceinte, préalablement à son recyclage. - les moyens de réglage de l'écartement entre lesdits caissons consistent en une pluralité de vérins. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - les figures i à 3 sont des vues schématiques, de côté, d'une installation conforme à l'invention, les deux premières figures montrant plus particulièrement les deux sens de circulation de l'air dans les bottes, tandis que la troisième montre les équipements de régulation que comporte cette installation; - les figures 4 à 6 sont des vues en coupe, respectivement de dessus, de coté et en bout d'une unité de conditionnement d'air, qui fait partie de l'installation. Avant de décrire la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, nous décrirons en premier lieu l'installation telle que représentée sur les figures annexées. Il s'agit d'une forme de réalisation possible, des installations différentes, non décrites ici, étant susceptibles de permettre la mise en oeuvre du procédé. Cette installation comprend essentiellement une enceinte 1 de réception des bottes à sécher, ainsi qu'une unité de conditionnement d'air 2. Alors que les équipements qui constituent cette unité sont présentés de manière très schématique aux figures 1 à 3, les figures 4 à 6 donnent une idée plus précise de la structure d'un mode de réalisation possible de l'unité de conditionnement d'air. L'enceinte 1 de réception des bottes à sécher comporte, dans le mode de réalisation décrit ici, un premier caisson inférieur creux 10 qui, vu de dessus, s'inscrit dans un carré, un rectangle ou un cercle. Il est par exemple constitué de plaques de métal et au moins une partie de sa surface supérieure est constituée d'une paroi ajourée 100. L'installation comporte également un second caisson supérieur, référencé 11, du même type que celui précédemment décrit, mais qui a une position symétriquement inversée. Cela signifie qu'au moins une partie de sa surface inférieure est également formée d'une paroi ajourée 110. Le caisson 10 est fixe, tandis que le caisson 11 est mobile. Des moyens de réglage permettent de faire varier l'écartement entre ces caissons. Dans l'exemple décrit ici, il s'agit d'un ensemble de vérins à double effet 12 qui permettent d'écarter, comme on le souhaite, les caissons 10 et il l'un par rapport à l'autre. Le nombre et la disposition des vérins sont adaptés à la taille des caissons. L'enceinte est par ailleurs équipée de moyens de fermeture étanche de l'espace périphérique qui est situé entre les caissons 10 et 11. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'une jupe 13 dont la hauteur est prévue pour être toujours supérieure à l'écartement maximal entre les caissons 10 et 11. Cette jupe est par exemple réalisée dans une matière étanche et déformable, par exemple analogue à celle utilisée pour les bâches. De plus, elle est de préférence munie de moyens de fixation amovibles à la surface périphérique des caissons 10 et 11. On reviendra plus loin dans la description sur la fonction et l'utilité de cette jupe 13. Comme on le verra également plus loin, c'est dans l'espace X délimité par les caissons 10 et 11 et la jupe 13, que des bottes B de fourrage à sécher sont mises en place. L'enceinte 1 est raccordée à l'unité 2 par deux manchons 20 et 21. Le manchon 20 est de préférence prévu souple et déformable, du fait que le caisson 11 est susceptible de se déplacer en hauteur. Comme déjà précisé plus haut, les figures 1 à 3 donnent seulement des indications sur les équipements de l'unité 2, tandis que les figures 4 à 6 en représentent une forme de réalisation plus spécifique. Nous commencerons donc par nous reporter aux figures 1 à 3, puis ultérieurement et en cas de besoin, aux figures 4 à 6, en vue d'explications plus détaillées. En partant de la gauche des figures 1 à 3, l'unité 2 comporte un filtre 3 d'aspiration d'air extérieur. Il communique avec un caisson 4 de récupération des calories et un caisson 5 de mélange dont on expliquera plus loin la fonction. Au caisson 5 est raccordé un ventilateur 6' qui a pour but d'aspirer l'air extérieur traversant le filtre 3 et de le diriger vers l'enceinte 1. A la sortie de ce ventilateur sont prévus des moyens de chauffage de l'air 8 qui débouchent sur un caisson d'inversion de flux d'air 9 dont on expliquera plus loin la structure et le fonctionnement. Ce caisson d'inversion est raccordé à l'enceinte 1 par les manchons et 21 précités. Le caisson 9 présente une sortie à laquelle est raccordé un filtre récupérateur de poussières 7, lui-même connecté à un ventilateur d'extraction 6 qui communique avec le caisson de mélange 5 dont il a été fait état plus haut. Dans la forme de réalisation plus précise des figures 4 à 6, l'unité est organisée en deux étages superposés, à savoir un étage bas dans laquelle se trouve le ventilateur de soufflage 6', et un étage supérieur dans lequel se trouve le ventilateur de d'extraction 6. Ces deux étages communiquent avec un même espace 26 qui constitue à la fois le caisson 4 de récupération de calories. La communication entre cet espace 26 et les deux niveaux inférieur et supérieur est possible par la mise en place de cloisons dans lesquelles sont encastrés des registres R7 et Rg, c'est à dire des volets susceptibles d'occuper des positions respectivement ouverte ou fermée. En partie supérieure de l'espace 26 est monté le filtre d'aspiration d'air 3 qui communique avec l'extérieur avec un déflecteur 260. De même, en partie inférieure, un déflecteur d'air 261 analogue est prévu pour autoriser l'échappement de l'air en dehors de l'espace 26. En plus des registres R7 et R9 est prévu, pour faire communiquer les deux ventilateurs, un registre analogue R8. A l'opposé de l'espace 26, le ventilateur 6' est relié, via les moyens de chauffage 8, avec une chambre 23 qui communique vers l'extérieur par un registre R6. On a désigné par la référence 223 la bouche à laquelle on connecte le manchon 21 décrit plus haut. D'une manière similaire, le ventilateur 6 communique, via le filtre récupérateur 7 avec une chambre supérieure 22 qui est elle-même reliée à l'extérieur par un registre R5. La bouche de sortie 220 est raccordée au manchon 20 précité. Les deux chambres supérieure 22 et inférieure 23 sont reliés entre elles par des gaines latérales 24 et 25 équipées également de registres RI à R4. A l'aide de cet ensemble de registres et en fonction de leur position respective d'ouverture et de fermeture, il est possible de faire sélectivement circuler l'air seulement à travers la chambre inférieure, seulement à travers la chambre supérieure, ou de l'une à l'autre. On utilise l'installation de la manière suivante. Après avoir sollicité les vérins 12 de manière à écarter au maximum l'un de l'autre les deux caissons 10 et 1 1 de l'enceinte 1, on positionne les bottes B de fourrage à sécher, par exemple sous la forme d'un empilement de deux bottes, comme montré sur les figures 1 à 3. On actionne alors les vérins de manière à ce que la surface inférieure ajourée 110 du caisson supérieur 11 vienne s'appuyer contre la face supérieure des bottes à sécher. On positionne alors la jupe 13 autour de l'enceinte de manière à délimiter un espace fermé X. Les deux ventilateurs 6 et 6' sont alors mis en route. Les registres RI à R4 sont fermés, tandis que les registres R5 et R6 sont ouverts. Le fonctionnement du ventilateur de soufflage 6' provoque l'aspiration d'air extérieur AE qui traverse le filtre 3 ainsi que les caissons 4 et 5. L'air ainsi prélevé à l'extérieur est ainsi chauffé, par exemple à 60'C, par les moyens 8. Il est à noter que cette température est cependant indicative. Il suffit que cette température permette de conserver les qualités digestives et nutritives du fourrage traité. Elle peut aller jusqu'à 130'C si la nature du fourrage s'y prête. L'air chauffé traverse le caisson 9 via le registre R6, traverse la chambre 23 et rentre dans le caisson 10 de l'enceinte, via le manchon 21. Du fait que le second ventilateur 6 est également en route, il y a circulation forcée d'air chaud AC au travers des bottes B, dans le sens des flèches 1. Cela est rendu possible par la structure ajourée des surfaces supérieure 100 du caisson 10 et inférieure 110 du caisson 11. Circulant toujours dans le même sens 1, l'air AH est extrait des bottes. Il est humide, et sa température s'est abaissée. Il traverse le manchon 20 et le caisson 9, via le registre R5. Il est alors débarrassé des fibres de végétaux qu'il contient par le filtre 7. L'air aspiré par le ventilateur 6 est éventuellement recyclé via les caissons 4 et 5. Il peut être aussi rejeté à l'extérieur ou, plus généralement, être partiellement recyclé (AR) et rejeté (AX). Comme déjà dit plus haut, le procédé de l'invention consiste essentiellement à alterner périodiquement le sens de circulation d'air à l'intérieur des bottes. Pour ce faire, on ferme les registres R5 et R6 alors qu'on ouvre les registres RI à R4. De ce fait, l'air qui ressort des moyens de chauffage 8 est forcé à emprunter l'étage supérieur 22 du caisson 9, de sorte qu'il rentre dans l'enceinte 1 par le caisson supérieur 11 (flèches m). L'air humide AH extrait des bottes ressort par le caisson inférieur 10 et revient vers les caissons 4 et 5, via le filtre 7 et le ventilateur 6. Si l'on utilise de l'air à une température supérieure à la température ambiante, c'est bien entendu parce que de l'air chaud absorbe plus d'humidité que de l'air froid. De plus, l'air chaud et humide qui sort des bottes a une température inférieure à la température de chauffage initiale, mais est encore susceptible d'être utilisé. C'est la raison pour laquelle la jupe 13 est installée autour de l'enceinte 1 pour contenir l'air chaud à l'intérieur de l'espace fermé X, et qu'on utilise un récupérateur de calories 4 à l'entrée de l'air extérieur. Le caisson de mélange 5 est prévu pour réguler la proportion d'air extérieur AE et d'air recyclé AR, afin de conserver un rapport maximum de rentabilité (c'est-à-dire obtenir le meilleur rapport humidité extraite / consommation de chauffage). Ce mélange est fonction de la position des registre R7 à Rg. Ainsi, quand les registres R7 à Rg sont tous à moitié ouverts, c'est un mélange d'air extérieur AE et d'air recyclé AR qui est repris par le ventilateur 6'. L'air chaud AC qui traverse les bottes et absorbe une partie d'humidité au cours de son passage se charge en humidité. A la sortie des bottes, l'air est plus humide et absorbe donc moins d'eau pour un même volume. En inversant périodiquement le sens de l'air au travers les bottes, l'absorption d'humidité devient régulière dans le volume de celles-ci, ceci bien entendu à condition que la densité du fourrage soit régulière dans le volume de la botte. La mise en place d'un ventilateur d'extraction 6 contribue à ce que l'air à l'intérieur de l'enceinte 1 soit toujours en dépression et colle la jupe 13 contre son support. A défaut, l'air à l'intérieur de l'enceinte serait en surpression par rapport à l'extérieur et la jupe laisserait sortir l'air de l'installation. Au cours du séchage des bottes, des poussières de terre (ou autre) sont également séchées. Elles se décollent des fibres de fourrage et sont aspirées par le ventilateur d'extraction 6. Ces poussières risquent de colmater les équipements que l'air serait amené à traverser. Cela explique la présence d'un filtre 7, de préférence à poches longues. Ces poches peuvent être vidées et être nettoyées à la fin du séchage. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut être faite de manière régulée et automatique. Pour ce faire, l'installation peut être équipée de moyens de régulation représentés symboliquement par les lettres a à j à la figure 3. Ainsi, on a désigné par la lettre a un capteur de mesure de la température et de l'hygrométrie de l'air extérieur AE qui donne à l'utilisateur une simple mesure d'information. Le dispositif b mesure la différence de pression entre l'entrée et la sortie du ventilateur d'extraction 6. Il s'agit par exemple d'un appareil de la société KIMO. Après quelques secondes de contrôle, le bon fonctionnement des ventilateurs autorise le fonctionnement de l'installation. Le dispositif est par ailleurs prévu pour arrêter l'installation lorsque la différence de pression mesurée est inférieure à une valeur de consigne. Le capteur c mesure la température de l'air d'extraction et donne une simple mesure de d'information. Il mesure également l'hygrométrie de l'air d'extraction et contrôle l'ouverture ou la fermeture du caisson de mélange d'air 5. S'il détecte que le caisson de mélange 5 est en recyclage d'air à 100 % depuis plus de 15 minutes, il est adapté pour mettre fin au cycle de séchage. Le capteur d mesure la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre récupérateur 7. Il s'agit par exemple d'un appareil de la société KIMO. Si la pression mesurée est inférieure à une première valeur de seuil, il autorise le fonctionnement de l'installation. Dans l'hypothèse o la pression atteint cette valeur de premier seuil, il enclenche un contacteur qui alimente un premier gyroscope et une alarme sonore. Dans l'hypothèse o la pression atteint un deuxième seuil, il arrête complètement l'installation et enclenche un contacteur qui alimente un second gyroscope et une seconde alarme. Le capteur e mesure la valeur de la dépression du ventilateur d'extraction 6. Cette mesure permet de régler manuellement la vitesse dudit ventilateur. Le capteur f mesure la température de soufflage. Le capteur f mesure également la pression du ventilateur de soufflage 6', ce qui permet de régler manuellement la vitesse dudit ventilateur. Le dispositif g mesure de la différence de pression à l'entrée et à la sortie du ventilateur de soufflage 6'. Il en autorise le fonctionnement après 30 secondes de contrôle et l'arête par manque de pression. Le détecteur h mesure la température de l'air après récupération ou recyclage. Il s'agit d'une simple mesure d'information. Enfin, le capteur j mesure la différence de température entre l'air de soufflage et l'air d'extraction. Si la différence de température est inférieure à 100 pendant plus de 15 minutes, cela détermine la fin du séchage. En ce qui concerne justement cette fin de séchage, on commence habituellement par couper le chauffage, puis on met le caisson du mélange 5 en position fermée de manière à accueillir seulement 100 % d'air extérieur. On continue de manière habituelle à provoquer l'inversion périodique du sens d'écoulement de l'air. On attend alors 30 minutes pour que les bottes de fourrage se refroidissent. Et on finit par couper l'ensemble des moteurs. Bien entendu, toutes les valeurs de consigne et de régulation sont modifiables en fonction des conditions climatiques et de la qualité de séchage souhaitée par l'utilisateur. Les alarmes et avertissements sonores et visuels peuvent être renvoyés dans un local séparé de l'installation. L'ensemble des indications de température, d'hygrométrie, de pression et de temporisation peuvent être pilotées, modifiées et enregistrées sur un ordinateur, par exemple dans un local prévu à cet effet. Les filtres utilisés sont par exemple de la marque VENTILFILTRE, tandis que les ventilateurs sont de préférence des ventilateurs centrifuges, à turbine à réaction, vendus par la société SOLYVENT-VENTEC. Il REVENDICATIONS 1. Procédé de séchage de fourrage conditionné en bottes (B), selon lequel on force un flux d'air (AC) de température supérieure à la température ambiante, à travers l'épaisseur desdites bottes (B), caractérisé par le fait qu'on procède périodiquement à une inversion du flux d'air (AC), de sorte qu'il traverse tantôt les bottes (B) dans un sens, tantôt dans le sens opposé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de l'air (AC) traversant les bottes est compris entre 60'C et 130'C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une partie de l'air chargé d'humidité (AH) sortant desdites bottes (B)est recyclé, tout en étant mélangé à de l'air extérieur (AE), ce mélange étant préalablement réchauffé avant d'être dirigé vers les bottes (B). 4. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte: - une enceinte fermée (1) de réception des bottes (B) à sécher, qui comporte une première paroi ajourée (100) formant socle de support des bottes (B), sur laquelle elles sont destinées à prendre appui par leur face inférieure, et une seconde paroi ajourée (110) destinée à venir en contact avec la face supérieure desdites bottes (B); - des moyens d'insufflation (6',8) d'air chaud (AC) dans lesdites bottes (B), de manière à ce qu'il rentre dans celles-ci en traversant préalablement la première paroi (100), puis en ressorte via la seconde paroi (110); - des moyens (9) d'inversion périodiques du sens d'insufflation, l'air rentrant par la seconde paroi (110) et sortant par la première (100). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la dite enceinte (1) comprend: - un caisson inférieur creux (10) dont au moins une partie de la surface supérieure est formée de ladite première paroi ajourée (100); - un caisson supérieur creux (11) dont au moins une partie de la surface inférieure est formée de ladite seconde paroi ajourée (110); - des moyens de réglage (12) de l'écartement entre lesdits caissons (10,11); - des moyens d'amenée et d'évacuation (20,21) de l'air dans et en dehors des caissons (10,11); - des moyens de fermeture étanches (13) de l'espace périphérique situé entre les caissons (10,11). 6. Installation selon la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que les moyens d'insufflation d'air (6') consistent en au moins un ventilateur de soufflage et qu'elle comprend également au moins un ventilateur d'extraction (6) apte à extraire l'air (AH) qui a traversé les bottes (B), en dehors de l'enceinte (1). 7. Installation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'inversion (9) consistent en un ensemble de registres (RiR9)associé à des gaines (24, 25) d'écoulement d'air. 8. Installation selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait que les moyens d'amenée et d'évacuation de l'air dans et en dehors des caissons comprennent au moins un manchon souple (20) raccordé au caisson supérieur (i1) de l'enceinte (1). 9. Installation selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (3; 7) de filtration de l'air extérieur (AE) et de l'air (AH) évacué en dehors de l'enceinte (1), préalablement à son recyclage. 10. Installation selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisée par le fait que les moyens de réglage (12) de l'écartement entre lesdits caissons (10,11) consistent en une pluralité de vérins.