INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Sur la figure n° 5, concernant le revêtement 40%HVH_60%Latex, avec un séchage à 20°C pendant 24 h, le revêtement obtenu est complétement poreux. En revanche, il n’y a plus du tout de pores visibles à la surface du revêtement lorsque celui-ci est séché à 90°C.
Pour expliquer cette différence apparente de porosité en fonction de la température de séchage du revêtement, il faut s’intéresser aux étapes de formation du revêtement. Au départ les particules colloïdales de la dispersion sont éloignées les unes des autres. Au fur et à mesure que l’eau s’évapore, les particules entrent en contact les unes avec les autres. Ensuite, les particules se déforment et enfin les chaînes de polymère inter-diffusent. Pour que les étapes de formations du film (déformation des particules et inter-diffusion des chaînes) se déroulent correctement, il faut notamment atteindre une température de séchage minimale ou autrement dit une énergie suffisante. Cette température minimale de formation du film a été définie comme la température minimale à partir de laquelle le film devient continu et translucide. La force qui permet la coalescence de deux particules de latex est la réduction de la tension de surface de la surface associée à ces deux particules. Cependant, l’énergie nécessaire à la rupture du film d’eau entre deux particules crée une barrière thermodynamique à la coalescence. L’augmentation de la température de séchage permet donc de faciliter le phénomène de coalescence en apportant l’énergie nécessaire pour passer cette barrière thermodynamique. Cette expérience permet de conclure que sécher ces revêtements à 20°C ne permet d’avoir la formation d’un revêtement homogène et éventuellement barrière à des gaz ou liquides.
Exemple 6 : Test d’étanchéité : absorption d’eau du papier.
Afin de vérifier l’étanchéisation du papier lors de son recouvrement par une composition selon l’invention, les inventeurs ont testé l’absorption d’eau du papier avec ou sans un recouvrement.
Pour le papier non recouvert, la masse d’eau absorbée au cours du temps ainsi que la force nominale de rupture sont présentés en figure n° 6 . Il est constaté que l’absorption d’eau dans le papier est un phénomène très rapide (quelques minutes) et cela est corrélé à la perte quasi-totale des propriétés mécaniques du papier.
La figure n° 7 représente quant à elle les résultats pour un papier recouvert de latex seul ou d’une composition HVH/Latex en proportion 40 : 60.
La composition HVH/Latex en proportion 40 : 60 permet d’obtenir une barrière efficace à l’eau liquide et ainsi de conserver la majeure partie des propriétés mécaniques du support papier pendant environ 700 h. La composition uniquement composée de latex naturel est moins barrière à l’eau liquide que la composition HVH/Latex en proportion 40 : 60. L’absorption d’eau dans le support papier y est environ deux à trois fois plus rapide.
Exemple 7 : Recyclage : pelabilité de la composition selon l’invention.
Outre l’imperméabilisation du papier, les inventeurs ont cherché à vérifier si la composition selon l’invention une fois appliquée sur le papier, était facilement retirable (pelable) afin de permettre un recyclage du papier.
Pour cela les inventeurs ont réalisé des expériences selon le procédé de l’invention, avec les compositions suivantes :
- une compostions HVH/Latex en proportion 70 : 30, et
- une compostions HVH/Latex en proportion 40 : 60.
Le papier a été recouvert de chacune des compositions, séchées selon les conditions de l’invention (ici à 90°C).
Le coin de chaque feuille a été ensuite manipuler afin de tenter de séparer la couche de composition du papier.
Les résultats sont montrés en figure n°8.
On constate que la couche de composition HVH/Latex en proportion 40 : 60 semble se détacher facilement du papier sur lequel elle a été déposée, comme en témoigne la partie non déchirée du papier visible dans la photo en haut à droite de la figure n°8. A l’inverse, la composition HVH/Latex en proportion 70 : 30 semble très adhérente au papier de sorte que le test de pelabilité conduit inexorablement au déchirement du papier sans qu’il soit possible de le séparer de la couche de composition.
Ces expériences montrent que la composition selon l’invention, du fait de ses proportions particulières, conserve des propriétés de pelabilité, ce qui permet de la retirer du papier pour le recyclage de celui-ci.
Exemple 8 : Recyclage : test en condition de recyclage de papier.
Le centre technique du papier (CTP) a réalisé des essais de recyclabilité sur des pots de carton enduits de composition selon l’invention. L’essai de recyclabilité a été réalisé selon la norme EN 13430 :
L’invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre du procédé de traitement des boues selon l’invention, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de pré-séchage thermique et une unité de séchage solaire.
Selon une forme de réalisation, l’unité de pré-séchage est une unité de séchage thermique à haute température, de préférence entre 80°C et 120°C, de manière encore plus préférée entre 90°C et 110°C.
Selon une variante, l’unité de pré-séchage est une unité de séchage thermique à basse température de préférence entre 35°C et 60°C et de manière encore plus préférée entre 40°C et 55°C.
L’unité de pré-séchage thermique est constituée d’un sécheur à couche mince, à disques, à bandes, à vis, à tambour rotatif.
L’unité de séchage solaire est une serre fermée ou ouverte, pouvant comporter un plancher chauffant, à ventilation naturelle ou forcée
On décrira maintenant l’invention plus en détails en référence au dessin qui représente :
un schéma en bloc du procédé selon l’invention.
Le procédé selon l’invention comprend une étape de pré-séchage thermique 1 mise en œuvre à l’aide d’un sécheur à haute température tel qu’un sécheur à couche mince.
Un flux de boues déshydratées B1 issues d’eaux résiduaires et qui présentent une siccité de 18 à 25% est introduit dans l‘unité de pré-séchage thermique 1.
Les boues en entrée de l’unité de pré-séchage sont des boues d’épuration ayant subies un traitement mécanique de déshydratation. La siccité en entrée de l’unité de pré-séchage thermique est définie en fonction de la déshydratation, de la nature des boues et de la nature de leur conditionnement. Par exemple, on utilise une étape de déshydratation mécanique permettant d’obtenir les boues déshydratées de siccité comprise entre18 et 25%.
Ces boues déshydratées B1 sont introduites dans une unité de séchage thermique à haute température, par exemple un sécheur thermique à couche mince pour pré-sécher les boues jusqu’à une siccité dite intermédiaire comprise entre 30% et 60%.
Les boues B2 en sortie de l’étape de pré-séchage sont convoyées à l’aide de moyens de convoyage automatique vers une étape de séchage solaire 2 mise en œuvre dans une unité de séchage solaire telle qu’une serre. Le séchage solaire est mis en œuvre afin d’obtenir une siccité des boues B3 comprise de préférence dans une plage de 65 à 90 % de matière sèche en sortie de cette unité de séchage.
L’unité de séchage solaire peut être ainsi constituée d’un dispositif de séchage sous forme d’une serre comportant une dalle ou plancher sur lequel est déposé le lit de boues à sécher, des moyens étant prévus pour assurer le retournement des boues épandues sur ledit plancher et leur progression le long du dispositif de séchage. Le dispositif comporte par exemple des ventilateurs pour assurer le renouvellement de l’air contenu dans la serre. Un tel dispositif peut être du type de ceux décrits dans les documents FR-A-2 843 958 ou FR-A-2 913 761.
La serre peut également comporter un plancher chauffant.
De préférence, on peut récupérer de la chaleur sur les buées sortantes de l’unité de séchage thermique, l’énergie récupérée sur la condensation et le refroidissement des buées permettant de chauffer l’air ambiant de la serre, par exemple. Ainsi, l’énergie récupérée permet de produire de l’eau E chaude et de l’envoyer soit dans un plancher chauffant dans la serre ou bien dans des aérothermes, ventilateurs qui refroidissent les canalisations d’eau chaude suspendues dans le toit de la serre.
Ainsi, pour produire de l’eau chaude, on utilise un scrubber, terme anglais désignant une tour de lavage pour condenser les buées et un échangeur condensats/eau, c’est-à-dire un échangeur liquide/liquide. Les condensats refroidis sont pulvérisés dans l’évaporateur pour condenser les buées et l’excédent est envoyé en tête de station d’épuration, tandis que l’eau chaude produite circule en boucle fermée entre l’échangeur condensats/eau et la serre.
Dans cet exemple, les inventeurs ont testé la viscosité de la composition selon l’invention en fonction de la quantité déposée sur le papier de référence.
La viscosité dynamique a été mesurée à l’aide d’un rhéomètre de géométrie cône-plan. Le rhéomètre est de modèle Thermoscientific HAAKE MARS III et la géométrie du plateau est TMP60, et celle du cône est C60/1° TiL. Cela signifie que le diamètre du plateau est de 60 mm et l’angle du cône de 1°. Le taux de cisaillement utilisé est de 500 s -1 (domaine newtonien).1 g d’échantillon de cire est déposé sur le plateau et après un temps d’équilibre de 30 s, la viscosité dynamique est mesurée à 20°C.
Les résultats pour une composition HVH/Latex en proportion 40 :60 sont présentés en Figure n° 1 .
L’augmentation de la viscosité du mélange est corrélée avec l’augmentation de la quantité déposée par trempage. Les viscosités sont comprises entre 5 mPa.s et 37 mPa.s et la quantité de revêtement déposée entre 40 g.m -2 et 180 g.m -2 . Cette étude permet de prédire la quantité de revêtement qui sera déposée par trempage en faisant une mesure de la viscosité dynamique du mélange.
Exemple 3 : Caractérisation des couches de composition selon l’invention.
Dans cet exemple, les inventeurs ont observé par microscopie électronique la structure des couches de composition selon l’invention sur du papier, après séchage à 90°C pendant 90 min dans une étuve non ventilée.
- CAR/Latex en proportion 40 :60 ;
- CANN/Latex en proportion 40 :60 ;
- PE/Latex en proportion 40 :60 ;
- FISHER/Latex en proportion 40 :60.
La microscopie électronique à balayage (MEB), réalisée sur un appareil JEOL JSM-7100F, permet la visualisation d’une surface à l’échelle micrométrique. Un faisceau d’électron balaye la surface et les interactions électron-matière produisent différents types d’émissions. Différents détecteurs permettent de recueillir les électrons émis pour reconstituer une image de la surface. Préalablement à l’analyse, les échantillons séchés au dessiccateur sont recouverts d’une fine pellicule d’or/palladium d’environ 2 à 3 nm. La MEB a été utilisée pour visualiser à l’échelle micrométrique la surface des papiers enduits de façon à mettre en évidence d’éventuels pores, défauts ou certains arrangements cristallins.
Les observations en microscopie électronique sont présentées en Figure n° 2 .
Les images montrent des surfaces non poreuses et relativement homogène. Cela indique une bonne coalescence des particules et donc des conditions de séchage adaptées. Une exception peut-être concerne le revêtement PE/Latex où une séparation de phase sous forme de bandes est observable. Les bandes sont potentiellement du PE cristallisé sous forme de sphérulites. Il y est probable que le polyéthylène, même s’il est de faible masse molaire dans le cas d’une cire, ne se mélange pas avec le cis-1,4-polyisoprène. En effet, le mélange de deux polymères est la plupart du temps thermodynamiquement défavorable.
Exemple 4 : Caractérisation des couches de composition selon l’invention, en présence ou non de charge minérale.
Afin de compléter l’étude de l’exemple 3, les inventeurs ont observé par microscopie électronique la structure des couches de composition selon l’invention sur du papier, après séchage à 90°C pendant 90 min dans une étuve non ventilée.
Avantageusement, on pourra prévoir que le premier dispositif de capture et/ou le deuxième dispositif de capture comporte(nt) un dispositif d’évacuation de l’eau de condensation. Un tel dispositif comportera par exemple une vanne qui pourra être commandée manuellement ou automatiquement. Un dispositif d’évacuation de l’eau de condensation commandé automatiquement permettra d’évacuer l’eau de condensation de façon automatique, en cours de fonctionnement du système d’extraction. Ainsi, il ne sera pas nécessaire d’interrompre le fonctionnement du système d’extraction lorsque l’eau de condensation risque d’atteindre un volume trop important.
Avantageusement, on pourra prévoir qu’au moins une partie de l’enceinte 10 soit translucide ou transparente, de façon à laisser pénétrer la lumière au sein de l’enceinte. En effet, en fonction du type de fleurs que l’on souhaite traiter avec le système d’extraction, il peut être utile que les fleurs ne se trouvent pas dans l’obscurité (ce qui peut influer négativement sur l’évolution de la fleur et également sur la quantité et la qualité des molécules volatiles émises par les fleurs).
Avantageusement, on pourra prévoir que l’enceinte 10 soit équipée d’un système de chauffage et/ou de régulation de température, par exemple pour maintenir l’intérieur de l’enceinte à une température donnée, par exemple une température comprise entre 10° C et 30° C.
On a décrit ci-dessus l’utilisation de solvants d’origine naturelle et non polluants. Il est toutefois précisé que le système conforme à l’invention est compatible avec l’utilisation de solvants pétrochimiques et également avec l’utilisation d’adsorbants en remplacement des premier et deuxième solvants.
On a décrit ci-dessus l’utilisation du système d’extraction avec une circulation d’air, mais on pourra envisager de faire circuler dans le système d’extraction d’autres types de gaz, et notamment un gaz inerte tel que de l’azote. Si un gaz autre que de l’air est utilisé, le système d’extraction pourra être configuré pour fonctionner soit en circuit fermé, soit en circuit ouvert (auquel cas un apport continu de gaz devra être prévu).
Procédé et système de séparation d’un solide et d’au moins un liquide d’une suspension DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine du traitement d’un mélange solide-liquide, plus précisément de la séparation du solide et du liquide d’une suspension et, plus particulièrement encore, de la déshydratation d’une boue.
ETAT DE LA TECHNIQUE Les procédés de déshydratation d’une boue sont en général mis en œuvre à l’aide d’un système de séparation adapté comme une centrifugeuse ou une presse à vis. Le système comprend traditionnellement une vis qui permet de déplacer la boue au sein d’un réservoir. La boue est introduite dans le réservoir, puis de l’eau est extraite de la boue par effet d’une force centrifuge ou d’une pression. L’eau est évacuée par une sortie d’eau adaptée et la boue déshydratée est évacuée par une sortie de boue déshydratée. Le dispositif d’entrainement en rotation de la vis doit pouvoir fournir un couple suffisamment important pour permettre le déplacement de la boue déshydratée vers la sortie. Plus la boue se déshydrate, plus les contraintes de déformation et d’écoulement de la boue augmentent, ce qui requiert un couple plus important pour le déplacement de la boue. Cependant, le dispositif d’entrainement en rotation de la vis peut être incapable de fournir le couple nécessaire pour entrainer la vis. En conséquence, pour ne pas endommager le système de séparation, le système de séparation comprend généralement un système de vidange qui permet de vider le système de séparation lorsque le couple à fournir nécessaire pour entrainer la vis atteint un seuil de couple déterminé, c’est-à-dire lorsque la boue déshydratée atteint un taux de solide supérieur à un seuil déterminé. On comprend donc que, actuellement, la boue déshydratée obtenue grâce aux systèmes de séparation existants ne peut pas excéder un certain taux de solide. Ceci implique que les performances du système de séparation sont limitées, la boue déshydratée comprenant encore de l’eau qu’il serait souhaitable d’extraire.
Un but de l’invention est d’améliorer les performances d’un système de séparation d’un solide et d’au moins un liquide d’une suspension et, plus précisément, de permettre l’obtention d’une partie de la suspension appauvrie en liquide ayant un taux de solide plus important que dans l’art antérieur.
La présente invention se rapporte ainsi à un procédé de séparation d’un solide et d’au moins un liquide contenus dans une suspension par un système de séparation configuré pour séparer le solide et le liquide de la suspension, le système de séparation comprenant au moins un réservoir et une vis configurée pour, lorsqu’elle est mise en rotation, permettre le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend une étape de : a) introduction dans le réservoir d’un modificateur de rhéologie adapté pour fluidifier la suspension.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un système de séparation configuré pour séparer un solide et au moins un liquide d’une suspension comprenant un réservoir, une vis disposée dans le réservoir et configurée pour, lorsqu’elle est mise en rotation, permettre le déplacement de la suspension à l’intérieur du réservoir, le système étant caractérisé en ce qu’il comprend au moins un canal d’amenée d’un modificateur de rhéologie dans le réservoir.
le canal d’amenée de modificateur de rhéologie s’étend depuis une ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie et débouche dans le réservoir, et le canal d’amenée de modificateur de rhéologie comprend au moins un canal primaire et une pluralité de canaux secondaires, le canal primaire s’étendant depuis l’ouverture d’entrée de modificateur de rhéologie jusqu’à un orifice d’entrée de chaque canal secondaire, chaque canal secondaire s’étendant depuis le canal primaire jusqu’à une ouverture respective de sortie de modificateur de rhéologie et débouchant dans le réservoir ; le système comprend un conduit d’acheminement de la suspension disposé dans la vis et s’étendant depuis une ouverture d’entrée de la suspension et débouchant sur l’intérieur du réservoir, et la vis s’étend selon une direction axiale et dans lequel le canal d’amenée de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale et le conduit d’acheminement de la suspension est agencé pour amener la suspension jusqu’au réservoir de telle sorte que la suspension circule dans un deuxième sens selon la direction axiale, le deuxième sens étant opposé au premier sens ; le système comprend un conduit d’acheminement de la suspension disposé dans la vis et s’étendant depuis une ouverture d’entrée de la suspension et débouchant sur l’intérieur du réservoir, et une partie du canal d’amenée de modificateur de rhéologie est coaxiale au conduit d’acheminement de la suspension ; le système comprend une ouverture d’entrée de la suspension débouchant sur l’intérieur du réservoir, la vis s’étend selon une direction axiale, le canal d’amenée de modificateur de rhéologie est agencé pour amener le modificateur de rhéologie jusqu’au réservoir de telle sorte que le modificateur de rhéologie circule dans un premier sens selon la direction axiale et l’ouverture d’entrée de la suspension est agencée pour permettre la circulation de la suspension dans le réservoir dans un deuxième sens selon la direction axiale, le deuxième sens étant opposé au premier sens ; la vis comprend des pales et l’ouverture de sortie de modificateur de rhéologie est disposée sur une pale ou entre des pales ; le système se présente sous la forme d’une presse à vis ou d’une centrifugeuse horizontale à vis.
- La représente un système de séparation selon un premier mode de réalisation ;
T- : température de précipitation des sels, typiquement aux environs de 450°C, diminuée de 20°C, correspond ainsi à un état sels solubilisés à la pression retenue,
T+: température de précipitation des sels, typiquement aux environs de 450°C, augmentée de 20°C, correspond ainsi à un état des sels précipités à la pression retenue
Sur cette figure è, les tracés pleins symbolisent les flux de matière avant la gazéification, respectivement à une température froide (ambiante) à l’entrée de l’échangeur 4, à une température proche de T-/T+ à la sortie de l’échangeur 4, puis à la température requise de gazéification Tg dès la sortie du séparateur 1.
Les tracés pointillés représentent quant à eux les flux matière post-gazéification qui sortent à la température Tg du réacteur, passent dans un circuit de chauffe au sein de l’enveloppe 2 à cette température Tg, afin de chauffer la biomasse qui entre dans le séparateur 1, puis passent en retour dans l’échangeur de chaleur 4 pour être refroidis.
On peut envisager d’ajouter au dispositif selon l’invention une fonction de pompage pour pousser encore davantage la solution vers la sortie.
La soufflante 60 comprend des pales 60.1 tournantes ainsi que des redresseurs 60.2 fixes et positionnés à l’arrière des pales 60.1.
Le moteur 42 comprend au moins un élément de liaison radial 66 reliant le carter de soufflante 62 et le cœur de réacteur 54. Selon une configuration, le moteur 42 comprend plusieurs éléments de liaison radiaux 66. Selon une autre configuration, le moteur 42 comprend un unique élément de liaison radial 66, positionnés à 12h, appelé bifurcation.
L’ensemble de propulsion 40 comprend un premier système d’accrochage 68 reliant le carter de soufflante 62 et la structure 46 ainsi qu’un deuxième système d’accrochage 70, distinct et dissocié du premier système d’accrochage 68, reliant le cœur de réacteur 54 et la structure 46. Les premier et deuxième systèmes d’accrochage 68, 70 étant distincts l’un de l’autre, ils peuvent être optimisés indépendamment l’un de l’autre en fonction des contraintes auxquelles ils sont soumis. Ainsi, le premier système d’accrochage 68 peut être configuré pour optimiser la reprise des efforts orientés selon la direction longitudinale et le deuxième système d’accrochage 70 peut être configuré pour optimiser la reprise des efforts orientés verticalement. Selon un autre avantage, le fait que les premier et deuxième systèmes d’accrochage 68, 70 soient indépendants l’un de l’autre permet de simplifier les éléments de liaison radiaux 66 reliant le carter de soufflante 62 et le cœur de réacteur 54.
Selon un autre avantage, cette solution permet de dégager le conduit annulaire 64, notamment la zone située à l’arrière des redresseurs 60.2. Ainsi, cette configuration permet de limiter l’impact des systèmes d’accrochage 68, 70 sur les performances du moteur 42. De plus, l’espace libéré par les systèmes d’accrochage 68, 70 peut être utilisé pour positionner d’autres équipements de l’ensemble de propulsion 40.
Selon un mode de réalisation, la structure 46 peut présenter des premiers éléments, comme les longerons avant et arrière 52.1, 52.2 par exemple, configurés pour assurer une reprise des efforts selon au moins une première direction, comme une direction parallèle à l’axe moteur A54 par exemple, ainsi que des deuxièmes éléments, comme les nervures 50 par exemple, configurés pour assurer une reprise des efforts selon au moins une deuxième direction sécante à la première direction, comme une direction perpendiculaire à l’axe moteur A54 par exemple. Selon ce mode de réalisation, le premier système d’accrochage 68 est relié à au moins un des premiers éléments de la structure 46 et le deuxième système d’accrochage 70 est relié à au moins un des deuxièmes éléments de la structure 46.
De façon avantageuse, la structure 46 présente des premiers éléments, comme les longerons avant et arrière 52.1, 52.2 par exemple, configurés pour assurer une reprise des efforts selon deux premières directions Y, Z définissant un premier plan ainsi que des deuxièmes éléments, comme les nervures 50 par exemple, configurés pour assurer une reprise des efforts selon deux deuxièmes directions X, Y définissant un deuxième plan perpendiculaire au premier plan, le premier système d’accrochage 68 étant relié à au moins un des premiers éléments de la structure, le deuxième système d’accrochage 70 étant relié à au moins un des deuxièmes éléments de la structure.