Brevet FR2881142A1 — publié le 20060728

ABSORBANT VEGETAL La présente invention concerne en général le domaine des absorbants végétaux et plus particulièrement celui des absorbants à base de céréales. De nombreux produits sont connus et utilisés comme absorbants. On distingue deux grandes catégories d'absorbants: - les absorbants minéraux, tels que les produits à base d'argile (bentonite, sépiolite, attapulgite) , la terre de diatomée calcinée provenant du plancton marin ou les produits à base de roches volcaniques; - les absorbants végétaux, tels que les sciures de bois, les tourbes, les pailles, l'anas 10 de chanvre, la bagasse de canne, la pulpe de betterave, la cellulose (papier, fibre de coton ou de lin). Les absorbants connus présentent plusieurs inconvénients. Ainsi, les absorbants minéraux ont une densité élevée mais un faible pouvoir absorbant; ils sont friables et constituent une source de poussière; leur utilisation conduit à l'obtention de boues, dont le traitement a un coût élevé car la matière est difficile à incinérer. Quant aux absorbants végétaux connus, leurs pouvoirs d'absorption sont satisfaisants, mais présentent quelques insuffisances: ils ont une faible densité et sont difficilement utilisables à l'extérieur car souvent volatils; ils sont inflammables, d'où la contrainte de les ignifuger; ils nécessitent d'être séchés et/ou dépoussiérés, engendrant ainsi des coûts supplémentaires; ils conduisent à la formation de boues, quand ils sont fabriqués à partir de céréales entières moulues.. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients présentés par les absorbants végétaux connus et de proposer un nouvel absorbant végétal à base de céréales présentant un haut pouvoir absorbant et un coût de fabrication relativement faible. A cet effet et selon un premier aspect, l'invention a pour objet un matériau absorbant végétal caractérisé en ce qu'il comprend des fibres absorbantes et des granules nettoyants. De manière caractéristique, l'absorbant végétal selon l'invention associe des fibres, principalement cellulosiques, et des granules, majoritairement d'amidon. 2881142 -2- Par fibres on désigne ici des particules de forme aplatie. Les fibres entrant dans la composition de l'absorbant selon l'invention présentent une densité inférieure à 400 kg/m3. Par granules on désigne ici des particules de forme arrondie comprenant 5 en majorité de l'amidon. Les granules entrant dans la composition de l'absorbant selon l'invention présentent une densité supérieure à 400 kg/m3. Grâce à la présence de fibres cellulosiques très absorbantes par nature, ce nouveau matériau présente un haut pouvoir absorbant. Grâce à la présence des granules, plutôt lourds, le matériau absorbant présente une densité comprise entre 350 et 450 kg/m3, adaptée à sa fonction. Avantageusement, tous les constituants du matériau absorbant selon l'invention sont obtenus à partir des grains de céréales. Le grain ou le fruit des céréales est un caryopse formé de trois parties: le tégument (ou l'enveloppe), le germe et l'albumen. Le tégument comprend le péricarpe, qui correspond aux téguments du fruit, et une assise protéique qui représente la première assise constitutive de l'albumen. Il est riche en cellulose et en protéines. Le germe est formé de l'embryon et d'un cotylédon; il constitue un organe de réserve, riche en protéines et en lipides. L'albumen constitue la majeure partie du grain. Il est constitué de cellules remplies de granules d'amidon. Celles-ci ont des dimensions variables entre 2 et 40 m. Les granules les plus grands sont rassemblés en groupes contenant de 2 à 25 granules et sont formés de couches ou anneaux plus ou moins concentriques. D'un point de vue chimique, les grains cle céréales ont la composition suivante (en % du produit brut en poids) : matière sèche de 86 à 88% ; humidité de 12 à 14% ; glucides dont: o extractif non azoté de 75 à 80% ; o cellulose brute de 2 à 13% ; matières azotées totales de 10 à 11% ; 2881142 3 lipides de 2 à 6% ; - cendres de 1,5 à 5,5%. L'extractif non azoté est essentiellement constitué par l'amidon contenu dans l'albumen. Il constitue pondéralement la partie principale du grain (70 à 85% du 5 poids de la matière sèche). Les composés pariétaux sont représentés principalement par la cellulose brute et l'hémicellulose. Les grains vêtus sont beaucoup plus riches en cellulose brute que les grains nus. Le taux de cellulose brute du blé est de l'ordre de 2 à 3% alors que pour l'orge, grain vêtu, le taux est d'environ 5%. Ce taux,est beaucoup plus élevé chez le sarrazin, le riz, lorsqu'il n'est pas décortiqué, et atteint 12% chez l'avoine entière. Les parois cellulaires des céréales sont riches en hémicellulose. Les lipides sont peu abondants dans les grains, et sont présents surtout au niveau du germe. Les matières azotées totales sont essentiellement composées de protéines, 15 dont les protéines de réserve insolubles (gliadines ou prolamines et glutélines) et les protéines solubles (albumines et globulines). Les cendres sont les matières minérales présentes dans les céréales; elles sont riches en phosphore et potassium et pauvres en calcium. Dans une variante de réalisation, le matériau absorbant est préparé à partir de grains de blé, auquel cas il comprend: de 6 à 16% de celluloses et autres fibres; de 40 à 52 % d'amidon et autres sucres; de 13 à 21% de protéines; de 3 à 9 % de cendres; de 2 à 8 % de matières grasses; de 13 à 17 % d'eau. Dans une autre variante de réalisation, la matériau absorbant est obtenu à partir de grains d'avoine, auquel cas il comprend: de 19 à 29% de celluloses et autres fibres; de 26 à 38 % d'amidon et autres sucres; de 10 à 18 % de protéines; de 4 à 10% de cendres; de 5 à 11 % de matières grasses; de 13 à 17 % d'eau. Le matériau absorbant selon l'invention comprend au moins 6 % de cellulose et autres fibres et au plus 52 % d'amidon et autres sucres. L'invention a également pour objet une formulation d'absorbant végétal à 30 base de blé caractérisée en ce qu'elle comprend environ 80% de matières présentées sous forme de fibres et 20% sous forme de granules. 2881142 -4- L'invention a également pour objet une formulation d'absorbant végétal à base d'avoine caractérisée en ce qu'elle comprend environ 90% de matières présentées sous forme de fibres et 10% sous forme de granules. Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un procédé de fabrication à 5 partir de grains de céréales du matériau absorbant décrit caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: une succession de cycles Cl, C2 et C3 de broyage-tamisage, chaque cycle conduisant à l'obtention d'un produit intermédiaire A, B et C et d'un coproduit A', B' et C', respectivement; - une étape de mélange des produits A, B et C conduisant à l'obtention du matériau absorbant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée en référence à la figure unique annexée qui représente de manière schématique et à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Le schéma représenté sur cette figure illustre essentiellement les différentes étapes du procédé de l'invention, comprenant une alternance de cycles de broyage-tamisage de la matière première. Les matières premières utilisées sont en général toutes les céréales. De préférence, ces matières premières sont sélectionnées parmi: le blé tendre, le blé dur, l'orge, l'escourgeon, l'avoine, le seigle, le triticale, l'épeautre, le riz, le sarrazin, le sorgho et le maïs. Le procédé de l'invention comprend une étape préalable de nettoyage, qui consiste à nettoyer soigneusement la céréale choisie avec un matériel approprié dans l'objectif d'obtenir un grain exempt de poussière et de corps étrangers. De manière caractérisante, le procédé de l'invention comprend une succession de cycles de broyage et de tamisage des grains afin d'obtenir dans chaque cycle d'une part un produit intermédiaire qui va entrer dans la composition du matériau absorbant et d'autre part un coproduit non utilisable pour l'invention. Ce dernier comprend essentiellement l'amende friable du grain. Dans un mode préféré de réalisation, le procédé de l'invention comprend une succession de trois cycles désignés Cl, C2 et C3 de broyage-tamisage, chaque cycle 2881142 -5- conduisant à l'obtention d'un produit intermédiaire A, B et C et d'un coproduit A', B' et C', respectivement. Le broyage est réalisé avec tout type de broyeur (à marteau, à attrition, à meules, à percussion, à billes) ou peut comprendre l'usage de cylindres. Dans un mode de réalisation: - le premier tamisage s'effectue au moyen de deux tamis dont le premier est inférieur à 350 gm et le deuxième est supérieur à 700 m; le deuxième tamisage s'effectue au moyen de deux tamis dont le premier est inférieur à 350 lm et le deuxième est supérieur à 500 m; le troisième tamisage s'effectue au moyen de tamis dont la maille est inférieure à 350 m. Le produit A est le composant de l'absorbant dont la taille des particules est supérieure à 700 pm; ce produit comprend cle 90 à 100 % de fibres et 0 à 10 % de granules. Le produit B est le composant de l'absorbant dont la taille des particules est supérieure à 500 pm et inférieure à 700 pm; ce produit comprend de 70 à 80 % de fibres et 20 à 30 % de granules. Le produit C est le composant de l'absorbant dont la taille des particules est supérieure à 350 pm et inférieure à 500 pm; ce produit comprend de 50 à 70 % de 20 fibres, et 30 à 50 % de granules. Le matériau absorbant selon l'invention est obtenu par le mélange des produits A, B et C dans les proportions suivantes: Ce nouveau matériau absorbant présente de nombreux avantages: il possède un haut pouvoir absorbant; - il a une densité comprise entre 350 et 450 Kg /m3 adaptée à sa fonction; - il est biodégradable par nature; :30 - il a une double fonction: absorbant et désincrustant; - A:de35à45%; B:de35à45%; C:de10à30%. 2881142 -6- il a un coût de fabrication relativement faible, car les matières premières sont facilement disponibles et le procédé est facile à mettre en oeuvre; - il présente un faible coût de retraitement, notamment par rapport aux absorbants minéraux. Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation des compositions mentionnées ci-dessus pour la préparation d'un agent de nettoyage. Les agents de nettoyage les plus couramment utilisés pour le nettoyage des mains fortement souillées contiennent soit des solvants soit des éléments abrasifs tels que des billes plastiques, de la sciure, la pierre ponce, des noyaux d'olive. Ce type d'agents de nettoyage se caractérise par une fabrication coûteuse à cause de la présence des produits chimiques de synthèse, et par une faible efficacité de nettoyage et d'absorption des salissures, d'où la nécessité d'incorporer des produits très abrasifs pour en augmenter l'efficacité. Les demandeurs ont mis en évidence que, le matériau absorbant de l'invention présente des capacités remarquables de nettoyage et d'absorption des salissures. Ce double effet est dû, d'une part, à la présence des granules d'amidon, abrasifs, qui participent au nettoyage, et, d'autre part, à la présence de fibres cellulosiques aptes à absorber la saleté. A cet effet, l'invention a pour objet l'utilisation du matériau absorbant comme agent de nettoyage. De manière préférée, le matériau absorbant est dans ce cas coloré, parfumé, ou mélangé à une base détergente pour les mains. 2881142 -7- REVENDICATIONS 1. Matériau absorbant végétal caractérisé en ce qu'il comprend des fibres absorbantes et des granules. 2. Matériau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il présente une densité 5 comprise entre 350 et 450 kg/m3. 3. Composition de matériau absorbant selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins 6 % de cellulose et autres fibres et au plus 52 % d'amidon et autres sucres. 4. Composition de matériau absorbant à base de blé selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comprend: de 6 à 16% de celluloses et autres fibres; de 40 à 52 % d'amidon et autres sucres; de 13 à 21% de protéines; de 3 à 9 % de cendres; de 2 à 8 %i de matières grasses; de 13 à 17 d'eau. 5. Composition de matériau absorbant à base d'avoine selon la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comprend: de 19 à 29% de celluloses et autres fibres; de 26 à 38 % d'amidon et autres sucres; de 10 à 18 % de protéines; de 4 à 10% de cendres; de 5 à 11 % de matières grasses; de 13 à 17 % d'eau. 6. Formulation de matériau absorbant à base de blé caractérisée en ce qu'elle 20 comprend environ 80% d'absorbant sous forme de fibres et environ 20% de nettoyant sous forme de granules. 7. Formulation de matériau absorbant à base d'avoine caractérisée en ce qu'elle comprend environ 90 % d'absorbant sous forme de fibres et environ 10 % de nettoyant sous forme de granules. 8. Procédé de fabrication à partir de grains de céréales d'un matériau absorbant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: une succession de cycles Cl, C2 et C3 de broyage-tamisage, chaque cycle conduisant à l'obtention d'un produit intermédiaire A, B et C et d'un 30 coproduit A', B' et C', respectivement; 2881142 -8- une étape de mélange des produits A, B et C conduisant à l'obtention du matériau absorbant. 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de nettoyage des grains de céréales. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9 caractérisé en ce que le produit A est composé de 90 à 100 % de fibres et de 0 à 10 % de granules. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que le produit B est composé de 70 à 80 % de fibres et de 20 à 30 % de granules. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 caractérisé en ce que le produit C est composé de 50 à 70 % de fibres et de 30 à 50 % de granules. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12 caractérisé en ce que le matériau absorbant est obtenu par le mélange des produits A, B et C dans les proportions suivantes: A de 35 à 45% ; B de 35 à 45% ; C de 10 à 30%. 14. Utilisation du matériau absorbant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13 comme agent de nettoyage, avec ou sans base détergente.