BE538613A

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Publication number: BE538613A
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Description

Procédé de transformation par fermentation des matières organi- ques en général et des ordures ménagères en particulier.

La présente invention a pour objet un procédé de fermentation accélérée de matières organiques, en particulier la décomposition rapide de tous les résidus provenant des rebuts de consommation, en vue de leur transformation en matières fer- tilisantes et en humus.

Le procédé est fondé essentiellement sur la création, au sein de la masse à fermenter, d'une multiplicité

de foyers propres chacun à déclencher autour de soi une fermen- tation active.

A cet effet, on fixe des micro-organismes appropriés, pris en pleine activité, sur des supports catalytiques, en l'es- pèce des morceaux de matière poreuse imbibés de sels nutritifs, donc constituant chacun un grenier de réserve alimentaire, et l'on répartit ces morceaux de loin en loin au sein de la masse à fermenter.

De préférence, on utilise des micro-organismes du type de ceux qui peuplent les fumiers et aussi de ceux qui, sous les fumiers, exercent une activité souterraine, conjointement avec des micro-organismes tels qu'on en utilise pour la fermenta- tion d'hydrates de carbone et auxquels se trouvent associés des vitamines et des phytohormones.

On décrira ci-après le mode d'exécution adopté de préférence, étant entendu que l'invention n'est pas limitée à ce cas particulier.

A- Préparation des souches microbiennes :
1 ) - à partir de déchets et excréments et de terre
2 )- à partir de certains saccharomyces.

B- Préparation des catalyseurs.

C- Préparation du levain.

D- Mise en fermentation des matières à transformer.

A)- PREPARATION DES SOUCHES MICROBIENNES.

1 )- à partir des déchets et excréments et de la terre.

Comme première source de micro-organismes, on utilise, de préférence, des excréments de chevaux, brebis, chèvres, mou- tons, vaches, poules etc.... et de la terre recueillie à 20 ou
30 centimètres de profondeur dans le sol au voisinage d'un dépôt de fumier, ce qui fournit principalement des micro-orgasmes anaérobies.

On effectue un mélange de matières ainsi prélevées

en faisant figurer les excréments en proportion prépondérante; ainsi par ,exemple, on peut mélangor
70 % d'excréments et
30 % de terre mais ces proportions peuvent varier suivant la nature des flores microbiennes contenues dans ces doux constituants.

On introduit ce mélange dons un bassin en maçonne- rie, en bois ou autre, au fond duquel on aura placé une couche de charbon de bois non résineux, en morceaux maintenus par une claie en toile métallique ou en bois.

On mouille le mélange avec du purin ou un mélange d'eau et de purin de façon à obtenir une masse pâteuse assez fluide. Une partie du liquide sera additionnée d'un mélange de sels nutritifs ayant de préférence la composition suivante
30 à 50 % de sulfate de potasse,
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30 à 50 % " n c1 amrnoniarlue ,
20 à 40 % " " de magnésie , une partie du sulfate d'ammoniaque pouvant être remplacée par du phosphate d'ammoniaque. On ajoute ce mélange salin à raison d'environ 70 à 80g pour 100 kg du mélange d'excréments et de terre.

2 )- à partir de certains saccharomyces.

Dans un autre bassin, situé à une certaine distan- ce du premier pour éviter la contamination, on place une couche de charbon de la même façon qu'au 1 ). On introduit dans ce bassin un moût préparé à partir de déchets de fruits secs, de farine de blé, seigle, etc,.. lequel sera ensemencé par des ferments du type des saccharomyces, par exemple sous forme de ferments de bière ou de boulangerie, ou encore de résidus de brasseries et on ajoute µ la masse un mélange de sols nutri- tifs du type indiqué sous 1 à la dose de 50 à 80 grammes par 100 kilos de moût.

Les ferments servant à ensemencer le moût peu- vent avec avantage être préparés de la façon suivante et cela

même longtemps à l'avance car, sous cette forme, ils se conser- vent fort bien
500 grammes de ferments de boulangerie
1000 grammes de sucre (saccharose)
Les ferments liquéfient le sucre et on ajoute alors 200 à 250 grammes de charbon végétal en poudre. Cette prépara- tion peut être conservée dans des récipients en tôle ou en verre, soigneusement fermés (sauf ceux qui contiennent des ferments aérobies), et sera utilisée au fur et à mesure des besoins.

Cette préparation sera introduite dans la masse du moût à raison de 5 à 6% en poids (5 à 6 kilos par 100 kilos).

La masse entre alors rapidement en fermentation.

B)- PREPARATION DE-5 CATALYSEURS.

Ces derniers sont le point essentiel de la méthode.

C'est sur eux que repose la technique accélérée du procédé.

Les catalyseurs sont des masses de matières poreuses, par exem- ple de charbon, de porcelaine poreuse, de pierre ponce ou d'a- miante, qui ont subi le traitement particulier indiqué ci dessous.

On prépare une solution ayant, de préférence, la composition suivante
100 litres d'eau,
30 kilos de gélatine ou gélose,
50 à 100 grammes de sulfate d'ammoniaque,
30 à 100 grammes de sulfate de soude,
40 à 80 grammes de sulfate de magnésie,
50 à 100 grammes de phosphate d'ammoniaque et contenant touteautre quantité de sels nutritifs selon les conditions de travail.

On ajuste le pH de la solution à 6,4 à 7 par ad- dition d'une substance basique, de préférence une substance peu coûteuse telle que du carbonate de chaux ' on peut aussi

utiliser une base alcaline ou un carbonate alcalin.

Après avoir soigneusement lavé les corps poreux à l'eau claire ot après séchage, on les immerge dons la solution indiquée ci-dessus et préalablement tiédie (par exemple à 35-40 ) et on les laisse le temps nécessaire pour une imprégnation suf- fisante. On les rotire alors et on les laisse refroidir à l'abri des poussières autant que possible.

Après refroidissement. on en fait deux lots ; l'un est immergé pendant quinze minutes dans le bain de souches mi- crobiennes indiqué dans le paragraphe A) sous 1 ), l'autre dans le bain indiqué au paragraphe A) sous 2 .

Ces deux lots sont disposés dans la masse à faire fermenter à des hauteurs et intervalles variables. Il est évi- dent que la quantité de catalyseurs sera proportionnelle à la masse 4 transformer. Il est recommandé de localiser, dans la poil.ion inférieure des tas, les corps poreux imprégnés du bain de souches microbiennes défini sous 1 , c'est-à-dire des sou- ches contenant des micro-organismes anaérobies et de localiser' dans la partie supérieure, les corps poreux imprégnés de l'être bain. Les distances mutuelles entre catalyseurs peuvent varier suivant la composition des matières à fermenter et suivant le volume des corps poreux mis en chaque endroit.

On peut faire servir les catalyseurs plusieurs fois et si on désire les régé- nérer, on les met dans des récipients à claire-voie (bois, toile métallique, métal déployé, etc...) qu'il suffit de retirer après fermentation pour les régénérer et les remettre en service
La régénération a en particulier pour but de re- médier à l'infection par des ferments pathogènes qui a pu se produire et, à cet effet, on peut appliquer tous les moyens d'asetie employés comment dans les .industries de la fer- mentation ; on peut par exemple effectuer un traitement par de l'eau très chaude ou de la vapeur d'eau.

Tous moyens peuvent être adoptés pour rendre l'opération plus commode ; notamment on peut munir les récipient @

éventuels de tubes débouchant à la surface destas afin de pou- voir arroser les catalyseurs avec des liquides tels que du purin.

0) PREPARATION DU LEVAIN.

Cetto opération n'est indispensable que lors de la mise en route d'une fabrication ou lors d'une reprise éventuel- le de la fermentation car., ensuite, on utilisera comme levain une fraction de la masse transformée.

Pour fabriquer ce levain, on prépare un pâtit tas de 500 à 1000 kilos de matières triées et, mieux encore, concas- sées (cela n'est cependant pas rigoureusement nécessaire). Ce qui est indispensable, c'est d'avoir éliminé les métaux, le gros bois, le verre, la pierre, etc...

Ce tas peut être situé à l'air libre mais il doit être mis à l'abri des courants d'air. On le protège des intem- péries, par exemple par un toit ou une charpente métallique re- couverte de tôle ondulée. On incorpore à cette masse 7 à 10 % des souches microbiennes en activité dans les bassins, on laisse la fermentation se développer et lorsque la temp érature atteint 38 à 45 , le levain est prêt.

D)- MISE EN FERMENTATTON DES MATIERES A TRANSFORMER.

Au démarrage, on prépare le levain comme indiqué en
C. On dispose sous abri des tas de 20 tonnes au maximum, dans lesquels seront répartis les catalyseurs fixes ou amovibles et, au fur et à mesure de la confection de ces tas, on incorpore le levain de façon à le répartir au mieux dans la masse dans une proportion d'environ 10 à 15 % en poids. On surveille la fermentation qui sera complète en 8 à 10 jours. Lorsque le . premier tas est en fermentation, une partie de celui-ci sert à ensemencer les autres. Cependant il sera bon d'avoir toujours du levain disponible afin de pouvoir réactiver les fermentation,, en cas de besoin.

Un point important est l'aération de la masse que l'on effectue par insufflation d'air, de préférence par l'in- termédiaire dos tubes des catalyseurs, ce qui évite d'avoir à retourner la masse. Un dispositif de chauffage peut éventuelle- ment permettra d'insuffler de l'air chaud. A défaut do ce dispo- sitif, on insuffle de l'air comprimé au moyen de lances reliées à un compresseur.

Les courbes de température indiquent s'il est néces- saire d'ajouter à la masse des petites quantités de purin enri- chi en sels nutritifs ou en solution nutritive.

A noter que le pH de 6,4 à 7 est le plus favorable à une bonne fermentation.

On décrira maintenant comment on peut, en pratique, réaliser des récipients à claire-voie pour y loger les supports poreux et des tubes d'insufflation d'air chaud munis de moyens chauffants.

Selon la présente invention, un récipient à claire- voie peut comprendre un panier ouvert en haut et dont le fond et le pourtour sont en grillage monté sur une ossature, ce pa- nier étant coiffé d'un couvercle amovible à cheminée centrale d'aération par où peut se faire également l'introduction de micro-organismes ou d'aliments.

Un tube d'insufflation d'air peut, selon la présente invention, comporter une paroi chauffante constituée par un man- chon en matière propre à emmagasiner de la chaleur, qui se loge dans le tube et comporte des alvéoles longitudinaux destinés à recevoir des organes de chauffage., par exemple des résistances électriques, l'air à réchauffer passant dans le trou central du manchon ; le manchon est composé de préférence de tronçons que l'on peut empiler en nombre variable avec leurs alvéoles en concordance.

La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fora bien compren-

dre copient l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.

La'figure 1 est une vue en coupe verticale d'un récipient à claire-voie.

La figure 2 est une vue analogue de son couvercle.

La figure 3 est une coupe par III-III de la figure 1.

La. figure 4 est une vue en coupe d'un. tube d'adduc- tion d'air avec dispositif de chauffage,
La figure 5 est une coupe par V-V de la figure 4 .

Le récipient à alaire-voie que montre la figure 1 comprend une ossature en fils ou barres métalliques 1, entourée d'un grillage 2 et comportant un fond en grillage 3.

Le couvercle de ce récipient comprend deux anneaux de tôle, superposés, l'anneau 4 étant destiné à s'emboîter dans le haut du récipient et l'anneau 5, de plus grand diamètre, à reposer sur ce récipient. Les anneaux sont soudés à une chemina centrale 6 qui., de préférence, présente des ouvertures à sa par. tie basse, par exemple grâce à un découpage de son bord infé- rieur en dents de scie 7.

Le tube d'insufflation d'air 8 (qui peut être combl né avec une lance destinée à être piquée dans le tas en fermen- tation) comporte, intérieurement, un manchon chauffant composé d'un ou plusieurs tronçons successifs 9 ; chaque tronçon présente dans sa paroi des alvéoles longitudinaux 10 destinés à recevoir chacun un organe de chauffage (non représenté), le canal central
11 du tronçon 9 étant réservé au passage de l'air; chaque tron- çon, lorsqu'on le chauffe, emmagasine de la chaleur qu'il trans- met à l'air passant au travers. En empilant un nombre plus ou moins grand de tronçons à alvéoles en concordance, on peut faire varier la capacité thermique du manchon ainsi constitué et l'étendue de la surface de chauffe.

Il va de soi que des modifications peuvent être

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apportées aux modes CI(3 rÔalLJntiOl1 qui viennent d'être d6crl tOI 110trulhiLOnt par substitution do moyom techniques t3,11.17t.."I2t, sans que l'on sort pour cela du cadre de la présente invention.

REVENDI (ETIONS
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1. Procédé de f011nenbation de matibres OI'gDl1i:-.iuCI3,

Claims

en particulier d'ordures ménagères, caractérisé par le fait que l'on répartit de loin en loin des supports poreux imprégnés à la foi s d'une culture de micro-organismes et de sels nutritifs dans le tas de matière à faire fermenter, 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour favoriser le départ de la fermentation, on additionne la matière à faire fermenter d'une petite propor- tion du produit d'une fermentation analogue en cours.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la culture de micro-organismes comprend une culture .faite à partir d'un mélange d'excréments et de terre prélevée en profondeur au voisinage d'un dépôt de fumier.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la culture de micro-organismes comprend une culture faite à partir d'hydrate de carbone et de saccharomyces 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on répartit dans la masse à faire fermenter deux catégories de supports poreux, les, supports de l'une étant im- prégnés de la culture spécifiée sous 2 ainsi que de sels nutri- tifs, tandis que les supports de l'autre sont imprégnés de la culture spécifiée sous 3, ainsi que de sels nutritifs, les sup- ports de la première catégorie étant de préférence placés dans les couches profondes de la masse et les autres dans les couches supérieures.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on prépare un levain à partir de matières Organiques exemptes de constituants non fermentescibles ou difficilement fermentescibles et l'on ajoute initialement de ce levain en <Desc/Clms Page number 10> fermentation à la -masse principale de matière à faire fermenter, par exemple à raison d'environ 10 à 15%, afin de favoriser le départ de la fermentation de cette masse.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on place dans la masse à fermenter des récipients à claire-voie munis, de préférence, d'une cheminée d'aération permettant aussi d'introduire des micro-organismes et des aliments.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, pour aérer la masse en cours de fermentation, on y injecte de l'air, éventuellement réchauffé, par une lance piquée dans le tas.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par l'utilisation d'une canalisation d'introduction d'air comportant une chemisé de chauffage, de préférence sous la fonne d'une pièce .annulaire présentant des alvéoles qui contiennent des résistances de chauffage.