Brevet FR3010416A1 — publié le 20150313

DISPOSITIF MOBILE DE TRANSFORMATION DE PAILLE DE MAIS DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de transformation des matières premières à partir d'une unité mobile, exploitable sur les différents sites de production. Transformation à l'échelle industrielle de paille de maïs, en granulés comme produit combustible. CONTEXTE DE L'INVENTION Depuis que le combustible fossile devient une source d'énergie qui se raréfie, dans les dernières décennies, de nombreux efforts ont été mis dans la production de matériaux d'énergies alternatives. Ces matériaux alternatifs ne doivent pas seulement être abordables et facilement disponibles, ils doivent également provenir de préférence de sources renouvelables. Parmi les alternatives renouvelables existantes aux combustibles fossiles, la biomasse a suscité un grand intérêt. Bois, déchets agricoles, et vinicoles ou des sous-produits sont d'excellents exemples de matières énergétiques renouvelables, lorsqu'ils sont utilisés pour la production des briquettes combustibles ou de granulés. La principale source de bois de chauffage se trouve dans les forêts. Il est simple d'imaginer que ces sources sont également des sources infinies, et qu'une augmentation de la consommation de bois de feu ne conduirait pas seulement à une augmentation du prix de ces matières premières, mais aussi à la perte de nombreuses forêts. Un arbre a besoin d'une longue période de croissance, ce qui diminue l'intérêt du bois comme source d'énergie renouvelable. Comme une alternative aux produits à base de bois, les déchets végétaux sont annuellement renouvelables et ne nécessitent aucune parcelle supplémentaire pour leur culture. Par conséquent, il serait utile de convertir les excédents, non nécessaires à la fertilisation du sol, pour les transformer en granulés énergétiques, cela afin de pouvoir en contrôler la parfaite combustion. La paille de maïs sera récoltée après passage de la moissonneuse de deux façons. 1° façon : humidité à moins de 30 % : passage immédiat à la presse à paille sous toutes 30 formes rondes ou rectangulaire. 2° façon : humidité supérieure à 30 % : coupe à la moissonneuse sous l'épi de façon à garder la tige sur pied pour permettre le séchage à moins de 30 % et de couper à l'ensileuse Des études de base portant sur la granulation dans un environnement laboratoire ont été 35 effectuées en Allemagne par le DBZF. Elles démontrent que les granulés peuvent être fabriqués avec 30% d'humidité, ce qui conduit à une densité de produit final entre 450 kg et 650 kg de matière sèche par mètre cube. 2 3010416 Il est à noter que la méthode de granulation est fondée sur la compression de la paille de maïs non transformée. Elle possède une densité et une humidité variables. La matière première utilisée dans la production de granulés avec de la paille de maïs possède les caractéristiques suivantes: 5 Pouvoir calorifique supérieur à l'état humide de 6,5 % : 4100 KW/ T Contenu calorifique inférieur: 3790 KW / T. Emission de chlore : Non détectable Taux de cendre à 815° : 24,4 % MS selon la norme DIN EN 14775 Humidité: 6,5 % selon la norme DIN EN 147774-1 10 A titre de comparaison les contenus calorifiques moyens de certains types de granulés sont présentés ainsi: Bois : 4700 KW / T. Le Miscanthus: 4600 KW / T. 15 Paille de blé: 4300 KW / T. La rafle de maïs a déjà été utilisée comme combustible. Toutefois, son utilisation génère plusieurs problèmes à savoir : - Bourrage dans vis d'alimentation des chaudières, - Créations de cavités dans les silos. 20 - Stockage immense et volumineux. Ainsi, parmi les alternatives renouvelables existantes aux combustibles fossiles, la biomasse a soulevé le plus grand intérêt. Depuis que le bois de chauffage dans les forêts est une source d'énergie infinie, il est judicieux de remplacer la biomasse de bois de chauffage par des granulés de maïs transformés. 25 Cette invention concerne un procédé de granulation continue sécurisé à partir d'une unité mobile. En outre, cette méthode est écologiquement propre et supprime notamment le transport des matières premières. Ce produit aura les avantages suivants: - Le produit est 100% d'origine recyclée et est respectueux de l'environnement car il réduit la déforestation. - Le produit a une charge calorifique se rapprochant du bois de chauffage. - Le produit transformé réduit la capacité de stockage. - Il possède une température de flamme élevée. RESUME DE L'INVENTION L'objet de la présente invention est de fournir une méthode et un dispositif de la transformation de paille de maïs en granulés de maïs présentant les caractéristiques suivantes: 3 3010416 Cette unité mobile de transformation de paille de maïs est à l'échelle industrielle pour privilégier la production de granulés sur site. Pouvoir calorifique supérieur à l'état humide de 6,5 % : 4100 KW/ T Contenu calorifique inférieur: 3790 KW/ T 5 Humidité: 6,5 % selon la norme DIN EN 147774-1 Ces objets et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé et un dispositif à l'échelle industrielle mobile 10 pour la granulation de paille de maïs afin d'obtenir des granulés de maïs comme combustible. Selon un premier aspect de la présente invention, l'objet de celle-ci est résolu en fournissant une méthode comprenant: (a) la fourniture et l'alimentation de paille de maïs, dans ledit procédé, 15 (b) mise en balles rondes ou parallélépipédiques, (c) une humidité inférieur à 30 %, (d) un stockage des dites balles à l'abri des intempéries De préférence, les granulés de maïs sont convenablement stockés dans une étape future. DESCRIPTION DU PROCEDE DE FABRICATION 20 Unité de transformation de la paille de maïs montée sur un attelage semi-remorque. Tel qu'un Conteneur comprenant une pièce insonorisée I de groupe 45 pieds Conteneur en version spéciale HighCube, dimensions env. 13,70 x 2,55 x 2,90 m. Sol renforcé, y compris tunnel de logement du mécanisme de roulement. Trappes hydrauliques, côté opérateur, portes doubles sur la paroi d'extrémité. 25 Portes supplémentaires de révision de l'unité de filtration, porte de visite du déchiqueteur (face arrière). Plateforme de travail insérée sous le conteneur. 1. Réception de matière conditionnée déchiqueteur de balles - Utilisation mobile Pour le traitement de balles rondes et parallélépipédiques. Modèle équipé d'un fond grattoir réglable (bande) et de cylindres séparateurs. Cadre coulissant hydraulique. Châssis 30 élévateur hydraulique, relevable et rabattable. Groupe hydraulique à commande électrique. Transfert vers le broyeur. Buse d'air y compris soufflerie. 2.1 Unité de broyage - double broyeur Deux broyeurs de paille disposés en série. Versions spéciales à puissance augmentée, géométrie spéciale des couteaux rotor et cribles spéciaux. 35 2.2 Protection des broyeurs. Un espace suffisamment ouvert entre le déchiqueteur de balles et l'entrée des broyeurs permet aux impuretés d'être extraites par gravité. 4 3010416 3. Séparateur de matière Séparation de la matière broyée et de l'air transporteur par un séparateur à cyclone. Deux vis sans fin ascendantes servant à alimenter le récipient collecteur. 5. Unité de filtration - recyclage 5 Carter de filtration, superficie du filtre env. 90 m2, dispositif de secousses. Mécanique, ventilateur d'extraction pour le recyclage des particules fines de la presse à granulés / du refroidisseur. Séparateur à cyclone y compris écluse à roue cellulaire, soufflerie de poussière. 6. Récipient collecteur et doseur 10 Récipient silo muni d'un agitateur de fond évitant la formation d'agrégats : L 1,50 x 11,50 x h 1,00 env. Extracteur-doseur à vis sans fin et écluse à roue cellulaire pour le transfert sans pression. Contrôle du niveau de remplissage par détecteur de seuil à palette. Raccordement à l'unité de filtration. 7. Conditionneur 15 Comprenant : doseur de poudre à spirale transporteuse flexible (par exemple dosage de chaux), doseur d'eau, pompe doseuse adjuvant de viscosité pour faciliter la granulation (par ex. mélasse, huile végétale). 8. Convoyeur / mélangeur à vis sans fin Vis sans fin en auge servant de mélangeur / convoyeur, y compris admission et décharge de 20 matière, livrés muni de tous les raccords nécessaires au branchement sur le conditionneur. Commande par motoréducteur. 9. Granulateur TL 700 complet 90 kW Presse à granuler TL700 (filière plate), tête à 3 galets. Système hydraulique d'ajustage de la tête de galets pendant le fonctionnement à actionneur hydraulique manuel, affichage de 25 pression et transformateur de mesure. 10. Section de pré-refroidissement / tamisage Convoyeur à tamis vibrant, longueur env. 2,7 m, version spéciale munie d'un fond tamiseur et de raccords d'aspiration pour le recyclage des déchets. 11. Pesage à bord 30 Bande de transport inclinée, munie de tasseaux, pour l'alimentation de la balance. Balance à bascule à compteur électronique pour le pesage "à bord" des granulés fabriqués. 12. Bande de transfert Bande de transfert pivotante / rabattable vers l'ensachage / le conditionnement des granulés. Longueur env. 2,2 m. Goulotte de déversement pivotante pour la distribution des 35 granulés. 13. Armoire électrique - granulation mobile 5 3010416 Armoire de commande y compris dispositifs de commande des groupes. Affichage de la puissance des broyeurs et granulateurs, voyants de contrôle, convertisseur de fréquence, démarrage en douceur de tous les appareils de grande puissance, commande hydraulique, terminal d'affichage sur le déchiqueteur de balles. 5 Destinée à être raccordée à une génératrice ou possibilité de se raccorder sur le secteur par l'intermédiaire d'un interrupteur inverseur de sources. 14. Groupe électrogène 220 kVA - modèle à réservoir grande taille Groupe électrogène comprenant un moteur 6 cylindres, à turbosoufflante, puissance mécanique env. 205 kW. Génératrice à excitateur AREP, 220 kVA (régime permanent 10 env. 200 kVA). Réservoir intégré au cadre de base, capacité env. 990 litres, suffisant pour env. 22 à 30 heures de travail. Contrôleur d'isolement, tuyau d'échappement doté d'un silencieux, compensateur. REVENDICATIONS1- Procédé de production de combustible caractérisé en ce que les combustibles obtenus sont des granulés à base de transformation de paille de maïs avec des étapes suivantes : fourniture et alimentation de paille de maïs (a), mise en balles (b), broyage avec humidité inférieure à 30 % (c) 2- Procédé selon la revendication précédente comprenant une étape de stockage des balles à l'abri des intempéries (d). 20 3- Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel les balles de l'étape de mise en balles (b) sont rondes. 4- Procédé selon l'une des revendications 1 à 2 dans lequel les balles obtenues en étape 25 de mise en balles (b) sont parallélipipédiques. 5- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : 30 réception de la matière paille de maïs y compris avec pied, double broyage, extraction des impuretés, filtration, 35 dosage, mélange et convoyage pré refroidissement, distribution des granulés. 40 6- Dispositif permettant la mise en oeuvre de la transformation de paille de maïs en granulé selon l'une des revendications précédentes comprenant au moins une unité de transformation équipée au moins d'un déchiqueteur, d'un espace ouvert jusqu'à un ensemble de deux broyeurs disposés en série, un séparateur à cyclone, un récipient 45 collecteur doseur, un convoyeur mélangeur, un granulateur et un convoyeur à tamis vibrant. 7- Dispositif selon la revendication 6 comprenant un conditionneur à spirale 50 transporteuse et/ou une pompe doseuse adjuvant de viscosité. 10 158- 9- 10- Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7 comprenant une bande de transport à balance à bascule et une bande de transfert avec goulotte de déversement pour la distribution de granulés et une armoire de commande et contrôle. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8 dans lequel l'unité de transformation est montée sur un attelage semi remorque. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8 dans lequel l'unité de transformation est un conteneur comprenant une pièce insonorisée.