Brevet FR2884512A1 — publié le 20061020

PROCEDE DE TRAITEMENT DES EFFLUENTS DE DISTILLERIE La présente invention se rapporte à un procédé de traitement des effluents de distillerie ou vinasses, obtenus notamment des sucres de canne, ledit procédé étant destiné à fabriquer un produit apte à être utilisé comme engrais organique pour les sols. D'une manière générale, la vinasse est le résidu, liquide ou pâteux, de distillation des jus de fermentation issus de raisins, lies, cannes à sucre, pommes de terre, betteraves... Dans le cas particulier de la canne à sucre, la mélasse diluée appelée moût (ou directement le jus de canne) est mise en fermentation, puis le moût fermenté obtenu, appelé vin, est distillé. L'étape de distillation permet d'extraire du milieu fermenté l'éthanol, de l'eau et des composés volatiles aromatiques, en laissant, en pied de colonne de distillation, un résidu riche en matière organique, la vinasse. Les vinasses sont des matières polluantes qui, jusqu'à récemment, étaient jetées à la mer ou dans les eaux de rivière. Depuis quelques années, différents procédés de dépollution ou de valorisation de vinasses ont été proposés. On connaît un procédé de dépollution basé sur le processus de réduction 20 de la charge organique par des bactéries qui produisent du biogaz ayant une proportion significative de méthane: la digestion anaérobie. Celle-ci permet de réduire de 60 % environ la charge polluante des vinasses de mélasses et près de 90 % celle des vinasses du jus de cannes, avant leur rejet dans le milieu naturel; le biogaz est valorisé par combustion pour produire la vapeur d'eau 25 nécessaire au fonctionnement de la distillerie. Par ailleurs, la vinasse de sucrerie est utilisée en France comme fertilisant des champs de betteraves ou de colza, en application d'été ou d'automne, et des pommes de terre ou du maïs, en application de printemps. Ces vinasses subissent un épandage à l'état liquide, après avoir subi un 30 processus de concentration. L'utilisation d'un tel engrais liquide présente plusieurs inconvénients, notamment en ce qui concerne le stockage et le transport de ces vinasses. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des procédés de valorisation des effluents de distillerie connus, en proposant un procédé de traitement permettant d'obtenir un produit final solide qui peut être stocké et transporté facilement. A cet effet et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de traitement d'un effluent de distillerie comprenant une étape de concentration dudit effluent par évaporation pour obtenir un concentrat d'évaporation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - sécher ledit concentrat d'évaporation, pour obtenir un produit séché ; - mettre ledit produit séché sous forme de granulés. Les granulés obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont riches en azote et potassium et comprennent des oligoéléments tels que le souffre, le manganèse et le bore. Ils représentent donc un engrais potentiel qui peut être utilisé seul ou en combinaison avec d'autres engrais, selon les nécessités du terrain, de la culture et de la saison. A la différence des vinasses à l'état liquide, les granulés de l'invention sont particulièrement aptes à être stockés pour des périodes plus ou moins 20 longues et à être commercialisées en sacs, ou en vrac.. Par ailleurs, le transport des granulés vers les lieux d'utilisation est grandement facilité, ne nécessitant pas de moyens de transport spéciaux. Dans un mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend une étape préalable de méthanisation destinée à préparer l'effluent de distillerie 25 pour l'étape suivante, l'évaporation. Avantageusement, dans ce cas l'énergie issue de la méthanisation est utilisée lors de l'étape de séchage. L'invention concerne également une installation de traitement d'un effluent de distillerie utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Selon un autre aspect, l'invention a pour objet des effluents de distillerie 30 sous forme de granulés obtenus par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. 2884512 3 Selon encore un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation de ces effluents de distillerie sous forme de granulés comme engrais organique, seuls ou en combinaison avec d'autres composants. L'invention et les avantages qu'elle procure seront mieux compris à la 5 lecture de la description détaillée qui va suivre. Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de traitement d'un effluent de distillerie comprenant une étape de concentration dudit effluent au moyen d'un évaporateur, pour obtenir un concentrat d'évaporation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - sécher ledit concentrat d'évaporation sur un sécheur, pour obtenir un produit séché ; - mettre ledit produit séché sous forme de granulés. L'effluent de distillerie mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention est représenté par le résidu liquide de distillation des jus de fermentation issus 15 notamment de canne à sucre, betterave, raisin. L'effluent de distillation comprend au maximum 10 % de matière sèche, de préférence de 3 à 7%. Il est d'abord soumis à une étape de concentration par évaporation, permettant d'obtenir un concentrat d'évaporation qui comprend de 50 à 70% de matière sèche. Le concentrat d'évaporation est ensuite soumis à une étape de séchage conduisant à l'obtention d'un produit séché qui comprend de 90 à 95% de matière sèche. Lors de cette étape de séchage, le concentrat d'évaporation est étalé sur la surface externe d'un cylindre ou tambour chauffant et sèche rapidement sous forme d'une croûte ou feuille de maximum 2 mm d'épaisseur. Enfin, le produit séché sous forme de croûte est transformé en granulés par un procédé comprenant les étapes suivantes: - presser le produit séché sous pression pour obtenir des granulés de grosses dimensions; broyer/concasser les granulés de grosses dimensions pour obtenir des 30 granulés de faibles dimensions; 2884512 4 - cribler les granulés de faibles dimensions de sorte à récupérer les granulés d'un diamètre prédéterminé ; - éventuellement, recycler les granulés restant après le passage au crible, en les soumettant de nouveau à l'étape de broyage. Dans une variante de réalisation, le procédé de l'invention comprend une étape de méthanisation, préalable à l'étape d'évaporation. La méthanisation de la vinasse consiste en la dégradation de la matière organique par une flore microbiologique en l'absence d'oxygène. Cette flore microbiologique comprend notamment: - une première population de bactéries aptes à transformer la matière organique contenue dans la vinasse en acides organiques; - une deuxième population de bactéries dites méthanogènes qui décomposent lesdites acides organiques en méthane et gaz carbonique, principalement. Outre les avantages liés à la production d'énergie sous forme de biogaz, la méthanisation permet de débarrasser la vinasse à traiter par le procédé de l'invention d'une partie de la matière organique susceptible de se déposer sur les tubes lors de l'étape d'évaporation. Selon un second aspect, l'invention concerne une installation de traitement d'un effluent de distillerie destinée à la mise en oeuvre du procédé 20 décrit. L'installation de l'invention comprend: - un dispositif d'évaporation de l'effluent de distillerie; - un dispositif de séchage du concentrat d'évaporation; - des moyens de granulation du produit séché ; éventuellement, un dispositif de méthanisation. Le dispositif d'évaporation de l'effluent de distillerie comprend un évaporateur du type à flot tombant avec au moins un étage de concentration et un évaporateur à compression mécanique de vapeur avec au moins un étage de finition en circulation forcée. Dans une variante préférée, l'évaporateur à flot tombant présente quatre étages de concentration, alors que l'évaporateur à compression mécanique présente trois étages de finition. 2884512 5 Le dispositif de séchage du concentrat d'évaporation comprend un sécheur du type à cylindre chauffé par l'intérieur à la vapeur vive. Avantageusement, la vapeur d'eau utilisée pour le séchage dudit concentrat peut provenir en partie de la méthanisation. Les moyens de granulation du produit séché sous forme de croûte comprennent: une presse à rouleaux, qui permet de compacter sous pression le produit séché ; une pastilleuse rotative apte à former de premiers granulés de grosses dimensions. Ces premiers granulés sont ensuite concassés/broyés, puis criblés, afin de récupérer de seconds granulés dont la taille est comprise entre 1 et 5 mm environ. De manière préférée, les granulés de tailles inférieure à 1 mm ou 15 supérieure à 5 mm sont recyclés, en les soumettant de nouveau à l'étape de pressage ou à celle de broyage, respectivement. Selon un troisième aspect, l'invention a pour objet les effluents de distillerie sous forme de granulés obtenus par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ces granulés sont soit cylindriques, d'un diamètre compris entre 1 et 5 mm environ et d'une longueur allant de 5 à 30 mm environ, soit aptes à être inclus dans une sphère de diamètre allant de 1 à 5 mm environ. Selon un quatrième aspect, l'invention concerne l'utilisation des effluents de distillerie sous forme de granulés de l'invention comme engrais organique, seuls ou en combinaison avec d'autres composants. 2884512 6 REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un effluent de distillerie comprenant une étape de concentration dudit effluent par évaporation pour obtenir un concentrat d'évaporation, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - sécher ledit concentrat d'évaporation, pour obtenir un produit séché ; - mettre ledit produit séché sous forme de granulés. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape, préalable à l'étape d'évaporation, de préparation de l'effluent par 10 méthanisation. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la vapeur issue de la méthanisation est utilisée lors du séchage du concentrat d'évaporation. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la mise sous forme de granulés du produit séché comprend les étapes suivantes: - presser le produit séché sous pression pour obtenir des granulés de grosses dimensions; - broyer/concasser les granulés de grosses dimensions pour obtenir des granulés de faibles dimensions; - cribler les granulés de faibles dimensions de sorte à récupérer les granulés d'un diamètre prédéterminé ; - éventuellement, recycler les granulés restant après le passage au crible, en les soumettant de nouveau à l'étape de pressage ou de broyage. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé 25 en ce que l'effluent de distillerie comprend au maximum 10 % de matières sèches. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le concentrat d'évaporation comprend de 50 à 70% environ de matières sèches. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le produit séché comprend de 90 à 95 % de matières sèches. 2884512 7 8. Installation de traitement d'un effluent de distillerie pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'elle comprend: - un dispositif d'évaporation de l'effluent de distillerie; - un dispositif de séchage du concentrat d'évaporation; - des moyens de granulation du produit séché ; éventuellement, un dispositif de méthanisation. 9. Installation selon la revendication 8 caractérisé en ce que le dispositif d'évaporation comprend un évaporateur du type à flot tombant avec au moins un étage de concentration et un évaporateur à compression mécanique de vapeur avec au moins un étage de finition en circulation forcée. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 et 9 caractérisée en ce que le dispositif de séchage comprend un sécheur du type à cylindre chauffé. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisée en ce que les moyens de granulation du produit séché comprennent une presse sous pression, un dispositif de broyage et un dispositif de criblage. 12. Effluents de distillerie, sous forme de granulés, obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ayant un 20 diamètre compris entre 1 et 5 mm environ. 13. Utilisation des effluents de distillerie sous forme de granulés selon la revendication 12 comme engrais organique, seuls ou en combinaison avec d'autres composants.