Brevet FR3018818A1 — publié le 20150925

COMPOSITION ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE BÛCHE COMBUSTIBLE COMPRENANT DU MARC DE CAFE, ET BÛCHE OBTENUE La présente invention concerne une composition et un procédé de fabrication de bûches combustibles comprenant une forte proportion de marc de café et exempte de fibres cellulosiques. L'invention couvre aussi la bûche obtenue. Les quantités de marc de café issues de la restauration au sens large sont importantes et dans le cadre du retraitement des déchets, ces marcs sont de plus en plus collectés. Il serait utile de pouvoir valoriser ces produits considérés à ce jour comme des déchets. En effet, le problème du recyclage est constant à savoir que pour recycler il faut collecter, donc cela a un coût et que, payer pour collecter un déchet, ce n'est encore pas dans les esprits et ceci n'est possible que si la collecte et le retraitement dudit déchet sont valorisés pour au moins ne pas coûter, au mieux, être bénéficiaire. On connaît des compositions à base de particules de bois et de marc de café destinées à servir de combustible après avoir été comprimées sous forme de blocs. Pour des raisons économiques, ces produits renferment une quantité limitée de marc (environ 20 à 30%), ce qui ne permet pas le recyclage d'une grande quantité de marc. Ces compositions incluant du bois, génèrent une certaine pollution beaucoup moins présente avec le seul marc. En effet, le marc de café génère moins d'huiles de goudron ou créosote, source de production de suie. De plus, le marc de café génère également moins de particules fines susceptibles d'être à l'origine de maladies respiratoires. La quantité de monoxyde de carbone émise est également limitée. Enfin, à taux d'humidité identique, comparé au bois, le marc de café dégage 22% de PCI (Pouvoir de Chauffe Inférieur) supplémentaire Le but de l'invention est donc d'utiliser des proportions marc de café beaucoup plus importantes pour bénéficier des calories émises en limitant les inconvénients liés au bois tout en recyclant un déchet. Une fois la composition obtenue, encore faut-il que la compression soit adaptée pour permettre une combustion totale, lente, régulière. De même, la forme de la bûche peut aussi conduire à une combustion adaptée en synergie avec la compression. Le but de la présente invention est aussi de trouver un procédé de fabrication industriel, parfaitement reproductible afin de garantir des valeurs aux utilisateurs qui sont d'abord des acheteurs. La présente invention est maintenant décrite en détail suivant un mode de réalisation principal et des variantes. La composition de la bûche combustible selon la présente invention comprend un taux de marc de café supérieur à 50% en poids du poids de la composition totale, plus particulièrement entre 50 et 70% de marc en poids du poids de la composition totale. Cette composition comprend un agent de cohésion pour un taux de 3 à 8% en poids du poids total de la composition. Le solde de la composition comprend un agent de combustion. Cette composition est exempte de fibres cellulosiques. Une composition adaptée comprend : 50 à 65% de marc de café, 30 à 40% d'agent de combustion, 3 à 8% d'agent de cohésion et régulateur de combustion. Une composition particulièrement adaptée comprend : 58 à 62% de marc de café, 34 à 37% d'agent de combustion, 4 à 8% d'agent de cohésion et régulateur de combustion. A titre d'exemple, on peut choisir l'agent de combustion parmi les cires ou les paraffines et notamment la cire d'abeille ou de jojoba. A titre d'exemple toujours, on peut choisir l'agent de cohésion et de régulateur de combustion parmi les amidons et notamment la fécule de pomme de terre, et/ou l'amidon de blé et/ou de maïs. Le marc est exempt de fibres cellulosiques notamment de fibres issues de bois. Le procédé de fabrication d'une bûche pour une telle composition consiste en une préparation du marc afin de disposer d'un marc comprenant un taux d'humidité compris entre 10 et 20%, plus particulièrement entre 12 et 15%. Cette préparation du marc par une phase de séchage, permet de disposer d'une matière première homogène en siccité. De plus, le marc, au-delà de cette plage de siccité, va générer de la fumée et diminuer le pouvoir calorifique en absorbant une partie de cette énergie pour la vaporisation de l'eau contenue. Le séchage doit être contrôlé afin de limiter la capacité d'absorption du marc. De même la granulométrie du marc est comprise entre 300 et 500u pour une utilisation en percolateur. Néanmoins la présence de fines peut nuire à la cohésion et il apparaît utile de prévoir un tamisage dans cette plage de granulométrie minimal et maximale. Le procédé peut permettre un tel tamisage car le marc a été ramené à un taux d'humidité bas et donc ceci évite le colmatage sur les tamis. Un tel tamisage n'a pas été envisagé avec les procédés sans déshydratation préalable. Le procédé consiste à réaliser un mélange intime de la composition à partir des trois composés par extrusion. Les trois composés sont introduits dans une extrudeuse, préférentiellement du type Bivis. Le procédé consiste à prévoir au moins deux zones de chauffage Z1 et Z2: une première zone Z1 qui consiste à chauffer dans une plage de 25 à 30°C pour homogénéiser, puis à une température Z2 comprise entre 90 à 110°C supérieure à la température de fusion de la cire, pour assurer un pelliculage des grains. L'extrudeuse engendre une pression interne comprise entre 1 et 2 bars. Le marc obtenu comporte ainsi des particules de marc qui sont imprégnées mais aussi enrobées d'un mélange homogène de l'agent de combustion et de l'agent de cohésion régulateur de combustion. Les particules n'ont donc pas absorbé intégralement l'agent de combustion et la cohésion de la bûche est suffisante pour assurer une très bonne tenue mécanique de la bûche. II convient de limiter la viscosité de l'agent de combustion de façon à éviter toute démixtion dans le corps de l'extrudeuse. La densité d'une telle bûche est comprise entre 800 et 1100 kg par m3. Une trop forte densité conduit à un allumage difficile voire à une combustion incomplète sans action volontaire de la part de l'utilisateur. Une trop faible densité conduit à une combustion trop rapide avec une très forte émission de calories. A cet effet, l'extrudeuse remplit un moule en sortie avec la composition ainsi réalisée en sortie d'extrudeuse. De façon complémentaire, le moule est vibré ou choqué afin d'obtenir la densité requise et d'éliminer l'air contenu dans ladite bûche. La durée de refroidissement est estimée entre 15 et 30 mn plutôt de l'ordre de 20 mn afin de conférer à la bûche une cohésion et donc une résistance mécanique suffisante pour qu'elle se tienne mais sans attendre une rigidification trop importante de la composition qui conduirait à des frottements importants sur le moule nuisant au démoulage et pouvant conduire à la rupture de la bûche. Le retrait de la bûche du moule est opéré après figeage de l'agent de combustion. Un chauffage du moule est possible mais complexifie le procédé et augmente les coûts, ce qui est rédhibitoire dans un procédé de recyclage de marc de café. Une telle bûche peut se présenter sous forme d'un cylindre ou d'un parallélépipède de dimensions extérieures de l'ordre de 80mm de diamètre et 270mm de longueur pour une bûche cylindrique. Afin de permettre une combustion optimisée, le procédé prévoit la réalisation d'un logement débouchant en partie médiane de ladite bûche de façon à augmenter la surface de combustion d'une part et à limiter l'épaisseur de composition combustible à des épaisseurs comprises entre 25 et 35 mm d'autre part. Ceci permet d'obtenir une combustion complète des matières constituant la composition et de générer un poids de cendres extrêmement limité. C'est ainsi qu'une bûche de 1,5 kg selon la présente invention génère un poids de cendres de 15 g seulement. La durée de combustion est de 140 mn avec une durée de flammes de 130 mn. On note aussi que la hauteur des flammes est régulée comme la phase de combustion car les flammes sont d'une hauteur de 40 cm à 60 cm pendant 90 mn. D'autres agencements géométriques comme des rainures peuvent aussi permettre d'atteindre un tel résultat. De telles bûches peuvent être stockées dans des conditionnements en papier simple car la bûche selon l'invention ne montre pas de reprise d'humidité en milieu normalement humide. Le papier n'est pas utilisé pour l'allumage d'une part car on sait que le papier émet des particules incandescentes susceptibles d'être dispersées par le vent et courants d'air et d'autre part car le simple contact d'une flamme nue pendant une dizaine de secondes suffit à allumer la bûche. Une telle bûche peut être réalisée en plus petits volumes ou brisée afin de réaliser des allume-feux tout à fait sécuritaires et écologiques. Ces allume feux peuvent être utilisés notamment pour les barbecues et ils ne présentent aucune odeur de produit pétrolier et surtout évite tout risque d'explosion ou d'allumage instantané mal maîtrisé. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une bûche combustible comprenant les étapes suivantes : Séchage de marc de café jusqu'à un taux d'humidité compris entre 10 et 20%, Mélange de ce marc séché avec un agent de combustion et un agent de cohésion et régulateur de combustion, avec un taux de marc compris entre 50 et 65%, Extrusion au moyen d'une extrudeuse avec chauffage pour obtenir une bûche d'une densité comprise entre 800 et 1100kg/m3. 2. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le séchage est conduit jusqu'à un taux d'humidité compris entre 12 et 10 15% d'humidité. 3. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le taux de marc est compris entre 58 et 62%. 4. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le procédé comprend au moins deux zones de chauffage Z1 de 25 à 15 30°C et Z2 de 90 à 110°C. 5. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de tamisage, préalable à l'extrusion et après le séchage pour ne retenir que les grains de marc compris entre 300 et 500g. 20 6. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent de combustion est choisi parmi les cires ou les paraffines. 7. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agent de combustion est choisi parmi les cires d'abeille et/ou de 25 jojoba. 8. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent de cohésion et régulateur de combustion est choisi parmi les amidons. 9. Procédé de fabrication d'une bûche combustible selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'agent de cohésion et régulateur de combustion est choisi parmi la fécule de pomme de terre et/ou l'amidon de blé et/ou l'amidon de maïs. 10. Bûche combustible obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend la composition suivante : 58 à 62% de marc de café, - 34 à 37% d'agent de combustion, - 4 à 8% d'agent de cohésion et de régulateur de combustion. 10 11. Bûche combustible selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle présente une géométrie cylindrique d'un diamètre de 80mm, d'une longueur de 270mm, une densité comprise entre 800 et 1100 kg/m3 et une épaisseur de composition combustible comprise entre 25 et 35 mm.