CA3156829A1 - Nettoyage et depollution des fibres issues des megots de cigarettes usages par mise en contact avec un fluide supercritique et recyclage des fibres depolluees - Google Patents
Nettoyage et depollution des fibres issues des megots de cigarettes usages par mise en contact avec un fluide supercritique et recyclage des fibres depollueesInfo
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Abstract
La présente invention concerne une installation (200) de nettoyage de mégots de cigarettescomprenant : une cuve de traitement configurée pour traiter lesdits mégots afin d'en extrairedes fibres à dépolluer; et des moyens de dépollution (100) configurés pour dépolluerlesdites fibres par une mise en contact de celles-ci avec un fluide à l'état supercritique, dit fluide supercritique.
Description
DESCRIPTION
Titre : NETTOYAGE ET DÉPOLLUTION DES FIBRES ISSUES DES MÉGOTS
DE CIGARETTES USAGÉS PAR MISE EN CONTACT AVEC UN FLUIDE
SUPERCRITIQUE ET RECYCLAGE DES FIBRES DÉPOLLUÉES
Domaine technique La présente invention concerne le domaine du nettoyage des mégots de cigarettes, et plus particulièrement le nettoyage et la dépollution des fibres provenant des filtres des mégots de cigarettes fumées.
Un des objectifs de la présente invention est de réduire l'impact des mégots de cigarettes fumée sur l'environnement en nettoyant/dépolluant les fibres issues des mégots de cigarettes et en valorisant ces fibres en fabriquant des produits éco-conçus.
L'objet de la présente invention porte ainsi sur un procédé et une installation de nettoyage exploitant la technologie des fluides supercritiques pour dépolluer les fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes fumées. L'objectif est d'extraire les substances toxiques accumulées lors de la combustion, rendant les mégots dangereux, afin de purifier la fibre du filtre d'acétate de cellulose pour la recycler.
L'objet de la présente invention porte également sur le recyclage et la réutilisation des fibres dépolluées obtenues à l'issue d'un tel nettoyage.
La présente invention trouvera de nombreuses applications avantageuses en proposant aussi bien aux industriels qu'aux collectivités une technologie de dépollution des mégots de cigarettes simple à mettre en oeuvre et respectueuse de l'environnement.
Art antérieur On sait que les mégots de cigarettes, une fois les cigarettes fumées, sont classés comme déchets dangereux au titre des propriétés HP6 (toxicité aigüe) par calcul et HP14 (écotoxicité) par essais d'écotoxicité.
La concentration en nicotine dans le mégot représente le principal élément à
l'origine de ce classement.
Outre cette toxicité, les mégots de cigarettes représentent l'un des déchets les plus importants dans le monde avec plus de 4 300 milliards de mégots jetés chaque année dans la nature ; ceci représente à titre illustratif près de 40% des déchets présents dans les océans.
On notera ici qu'un mégot de cigarette se décompose dans la nature après environ 15 ans;
durant cette période, le mégot pollue jusqu'à 500 litres d'eau à lui seul.
Titre : NETTOYAGE ET DÉPOLLUTION DES FIBRES ISSUES DES MÉGOTS
DE CIGARETTES USAGÉS PAR MISE EN CONTACT AVEC UN FLUIDE
SUPERCRITIQUE ET RECYCLAGE DES FIBRES DÉPOLLUÉES
Domaine technique La présente invention concerne le domaine du nettoyage des mégots de cigarettes, et plus particulièrement le nettoyage et la dépollution des fibres provenant des filtres des mégots de cigarettes fumées.
Un des objectifs de la présente invention est de réduire l'impact des mégots de cigarettes fumée sur l'environnement en nettoyant/dépolluant les fibres issues des mégots de cigarettes et en valorisant ces fibres en fabriquant des produits éco-conçus.
L'objet de la présente invention porte ainsi sur un procédé et une installation de nettoyage exploitant la technologie des fluides supercritiques pour dépolluer les fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes fumées. L'objectif est d'extraire les substances toxiques accumulées lors de la combustion, rendant les mégots dangereux, afin de purifier la fibre du filtre d'acétate de cellulose pour la recycler.
L'objet de la présente invention porte également sur le recyclage et la réutilisation des fibres dépolluées obtenues à l'issue d'un tel nettoyage.
La présente invention trouvera de nombreuses applications avantageuses en proposant aussi bien aux industriels qu'aux collectivités une technologie de dépollution des mégots de cigarettes simple à mettre en oeuvre et respectueuse de l'environnement.
Art antérieur On sait que les mégots de cigarettes, une fois les cigarettes fumées, sont classés comme déchets dangereux au titre des propriétés HP6 (toxicité aigüe) par calcul et HP14 (écotoxicité) par essais d'écotoxicité.
La concentration en nicotine dans le mégot représente le principal élément à
l'origine de ce classement.
Outre cette toxicité, les mégots de cigarettes représentent l'un des déchets les plus importants dans le monde avec plus de 4 300 milliards de mégots jetés chaque année dans la nature ; ceci représente à titre illustratif près de 40% des déchets présents dans les océans.
On notera ici qu'un mégot de cigarette se décompose dans la nature après environ 15 ans;
durant cette période, le mégot pollue jusqu'à 500 litres d'eau à lui seul.
2 PCT/FR2020/051880 Pour ces raisons, le recyclage des mégots de cigarettes est devenu un véritable enjeu écologique et environnemental.
Cependant, malgré cette toxicité avérée et des chiffres alarmants, le Demandeur constate que très peu de moyens ont été déployés jusqu'à présent pour la mise en oeuvre du recyclage des mégots de cigarettes, ceci tant pour des raisons techniques, financières et/ou écologiques/environnementales.
On connaît notamment le document FR 17 54267 Al qui porte sur le recyclage des mégots.
Dans ce document, le recyclage comprend une étape de nettoyage essentiellement à base d'eau.
On connaît également le document US 55 04119 A qui porte sur le recyclage des déchets provenant de la fabrication de cigarettes ; dans ce document, on utilise également une étape de nettoyage à base d'eau.
Les techniques de dépollution des mégots de cigarettes impliquant un nettoyage à base d'eau (par trempage, aspersion, essuyage, etc.) requièrent nécessairement une étape additionnelle de traitement et de filtrage de l'eau polluée qui a servi pour le nettoyage.
Ceci rend le procédé coûteux et fastidieux.
Le Demandeur soumet en outre que certaines substances toxiques présentes dans les mégots ne peuvent pas se solubiliser dans l'eau de sorte que les performances associées à ce type de technologie ne sont pas satisfaisantes.
D'autres technologies sont proposées pour le recyclage des mégots de cigarettes comme par exemple celle proposée dans le document WO 2019167054 Al qui propose un recyclage des mégots de cigarettes utilisant des absorbants naturels tels que par exemple de la terre pour nettoyer la fibre des mégots de cigarettes et fabriquer des tampons hygiéniques ; un tel document vise principalement à améliorer les conditions sanitaires dans des pays défavorisés.
En revanche, l'enseignement technique de ce document ne s'applique pas au nettoyage et à la dépollution des mégots de cigarettes.
Le Demandeur soumet, après de nombreuses recherches sur le sujet, qu'il n'existe pas à ce jour de solution fiable et performante assurant un nettoyage et une dépollution à grande échelle et à moindre des coûts pour nettoyer et dépolluer les mégots de cigarettes afin de recycler les fibres et notamment les fibres d'acétate de cellulose.
Résumé de l'invention La présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus.
Cependant, malgré cette toxicité avérée et des chiffres alarmants, le Demandeur constate que très peu de moyens ont été déployés jusqu'à présent pour la mise en oeuvre du recyclage des mégots de cigarettes, ceci tant pour des raisons techniques, financières et/ou écologiques/environnementales.
On connaît notamment le document FR 17 54267 Al qui porte sur le recyclage des mégots.
Dans ce document, le recyclage comprend une étape de nettoyage essentiellement à base d'eau.
On connaît également le document US 55 04119 A qui porte sur le recyclage des déchets provenant de la fabrication de cigarettes ; dans ce document, on utilise également une étape de nettoyage à base d'eau.
Les techniques de dépollution des mégots de cigarettes impliquant un nettoyage à base d'eau (par trempage, aspersion, essuyage, etc.) requièrent nécessairement une étape additionnelle de traitement et de filtrage de l'eau polluée qui a servi pour le nettoyage.
Ceci rend le procédé coûteux et fastidieux.
Le Demandeur soumet en outre que certaines substances toxiques présentes dans les mégots ne peuvent pas se solubiliser dans l'eau de sorte que les performances associées à ce type de technologie ne sont pas satisfaisantes.
D'autres technologies sont proposées pour le recyclage des mégots de cigarettes comme par exemple celle proposée dans le document WO 2019167054 Al qui propose un recyclage des mégots de cigarettes utilisant des absorbants naturels tels que par exemple de la terre pour nettoyer la fibre des mégots de cigarettes et fabriquer des tampons hygiéniques ; un tel document vise principalement à améliorer les conditions sanitaires dans des pays défavorisés.
En revanche, l'enseignement technique de ce document ne s'applique pas au nettoyage et à la dépollution des mégots de cigarettes.
Le Demandeur soumet, après de nombreuses recherches sur le sujet, qu'il n'existe pas à ce jour de solution fiable et performante assurant un nettoyage et une dépollution à grande échelle et à moindre des coûts pour nettoyer et dépolluer les mégots de cigarettes afin de recycler les fibres et notamment les fibres d'acétate de cellulose.
Résumé de l'invention La présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus.
3 PCT/FR2020/051880 La présente invention vise plus particulièrement à remédier à au moins un des différents inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant une technique de nettoyage et de dépollution innovante mettant en oeuvre une mise en contact desdits mégots avec un fluide dense sous pression, et notamment un fluide à l'état supercritique.
A cet effet, l'objet de la présente invention concerne selon un premier aspect un procédé de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant les étapes suivantes :
- un traitement des mégots pour en extraire des fibres à dépolluer ; et - une dépollution des fibres à dépolluer par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression, de préférence un fluide à l'état supercritique, dit fluide supercritique.
On comprend ici que le nettoyage selon la présente invention porte sur le nettoyage d'un mégot de cigarette consommée ; en d'autres termes, le nettoyage porte sur le filtre du mégot une fois que la cigarette a été fumée.
Comme indiqué dans le préambule, le mégot de la cigarette fumée présente une concentration en nicotine élevée ; c'est cette nicotine qui représente ici le principal élément de toxicité et c'est donc cette nicotine qu'on cherche à nettoyer pour dépolluer la fibre afin de la réutiliser.
La mise en contact d'un fluide dense sous pression, de préférence un fluide supercritique, avec les fibres à dépolluer permet d'extraire desdites fibres une très grande majorité, voire la totalité, des substances toxiques et des odeurs accumulées dans les filtres de cigarette classant cette fibre toxique.
Le fluide dense sous pression (de préférence un fluide amené à l'état supercritique) joue le rôle d'un puissant solvant notamment pour les composés organiques comprenant des contaminants et des polluants.
Une telle extraction des substances toxiques et des odeurs accumulées dans les filtres de cigarette par une technologie de fluide dense sous pression (et notamment de fluide supercritique) permet une dépollution des fibres ; après dépollution, ces fibres deviennent propres et sont aptes à être réutilisées pour de nouveaux matériaux et/ou d'autres applications.
De telles fibres dépolluées sont appréciées notamment pour leurs propriétés thermiques et/ou phoniques, leurs capacités filtrantes et/ou leurs propriétés mécaniques.
L'utilisation d'un fluide dense sous pression ou d'un fluide supercritique est avantageuse en ce qu'elle ne nécessite aucun post-traitement après dépollution, contrairement aux techniques de nettoyage à base d'eau qui requièrent un traitement de l'eau de nettoyage contaminée.
Le passage du fluide d'un état dense sous pression, de préférence à l'état supercritique, à l'état gazeux permet ensuite au fluide de relâcher les contaminants automatiquement afin qu'il
A cet effet, l'objet de la présente invention concerne selon un premier aspect un procédé de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant les étapes suivantes :
- un traitement des mégots pour en extraire des fibres à dépolluer ; et - une dépollution des fibres à dépolluer par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression, de préférence un fluide à l'état supercritique, dit fluide supercritique.
On comprend ici que le nettoyage selon la présente invention porte sur le nettoyage d'un mégot de cigarette consommée ; en d'autres termes, le nettoyage porte sur le filtre du mégot une fois que la cigarette a été fumée.
Comme indiqué dans le préambule, le mégot de la cigarette fumée présente une concentration en nicotine élevée ; c'est cette nicotine qui représente ici le principal élément de toxicité et c'est donc cette nicotine qu'on cherche à nettoyer pour dépolluer la fibre afin de la réutiliser.
La mise en contact d'un fluide dense sous pression, de préférence un fluide supercritique, avec les fibres à dépolluer permet d'extraire desdites fibres une très grande majorité, voire la totalité, des substances toxiques et des odeurs accumulées dans les filtres de cigarette classant cette fibre toxique.
Le fluide dense sous pression (de préférence un fluide amené à l'état supercritique) joue le rôle d'un puissant solvant notamment pour les composés organiques comprenant des contaminants et des polluants.
Une telle extraction des substances toxiques et des odeurs accumulées dans les filtres de cigarette par une technologie de fluide dense sous pression (et notamment de fluide supercritique) permet une dépollution des fibres ; après dépollution, ces fibres deviennent propres et sont aptes à être réutilisées pour de nouveaux matériaux et/ou d'autres applications.
De telles fibres dépolluées sont appréciées notamment pour leurs propriétés thermiques et/ou phoniques, leurs capacités filtrantes et/ou leurs propriétés mécaniques.
L'utilisation d'un fluide dense sous pression ou d'un fluide supercritique est avantageuse en ce qu'elle ne nécessite aucun post-traitement après dépollution, contrairement aux techniques de nettoyage à base d'eau qui requièrent un traitement de l'eau de nettoyage contaminée.
Le passage du fluide d'un état dense sous pression, de préférence à l'état supercritique, à l'état gazeux permet ensuite au fluide de relâcher les contaminants automatiquement afin qu'il
4 PCT/FR2020/051880 puisse être utilisé à nouveau et recyclé en continu. Ainsi, le nettoyage ne génère que très peu d'effluent et se réalise en circuit fermé. A titre d'exemple, la dépollution de 30 litres de fibre générera seulement 0,1 litre d'effluent à traiter représentant le concentré
des substances toxiques extraites. Ce ratio est très intéressant et permet d'appliquer ce procédé à grande échelle facilement.
La fibre des mégots ainsi dépolluée peut ensuite être transformée en produit semi-fini ou fini sous différentes formes pour devenir un matériau éco-conçu utilisable dans plusieurs domaines. On comprendra qu'en fonction du domaine d'application, le niveau de nettoyage et de purification de la fibre peut varier en fonction des exigences et des normes appliquées aux domaines.
Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé selon la présente invention comprend une phase initiale de collecte des mégots au cours de laquelle on collecte des mégots.
Une telle collecte peut être réalisée par des particuliers, des associations, des collectivités, des entreprises et/ou des industriels, notamment des industriels exerçant dans le domaine de la fabrication de cigarettes.
Une telle collecte peut ainsi être organisée aussi bien au niveau local qu'au niveau national.
Avantageusement, les fibres des mégots de cigarettes comprennent des fibres d'acétate de cellulose. La réutilisation de ces fibres d'acétate de cellulose, une fois dépolluées, est appréciée pour les applications de type par exemple :
- des articles d'habillement textiles (rembourrage isolant de manteau, matelassage isolant, fils de couture, tissus, laine à utiliser dans la création d'habits ou d'objets à
base de textile :
matelas, coussin, duvet, chapeau, couvre-chef, sac à main...) ;
- des matériaux d'isolation thermique et/ou phonique (bâtiment, électronique, automobile :
isolant batterie lithium de véhicule électriques, aéronautique, constructions navales, etc.) ;
- des matériaux filtrants (liquide, gaz, etc.) ;- de matériaux pour le paillage extérieur /
géotextile : toile, plaque, etc. (la matière dépolluée redevient une fibre naturelle biodégradable pouvant être utilisée dans la nature (aux pieds des arbres par exemple, etc...).
Ces matériaux sont réalisés sous forme de plaques fibreuses ou de fibres en vrac conformes aux normes du domaine d'utilisation.
Elle est aussi appréciée dans le domaine de la plasturgie afin de créer de nouveaux matériaux solides éco-conçus avec ou sans mélange.
Dans un mode de réalisation avantageux, les fibres à dépolluer sont introduites dans une chambre de nettoyage. Ceci est réalisé de préférence lors de la phase de dépollution avant mise en contact.
des substances toxiques extraites. Ce ratio est très intéressant et permet d'appliquer ce procédé à grande échelle facilement.
La fibre des mégots ainsi dépolluée peut ensuite être transformée en produit semi-fini ou fini sous différentes formes pour devenir un matériau éco-conçu utilisable dans plusieurs domaines. On comprendra qu'en fonction du domaine d'application, le niveau de nettoyage et de purification de la fibre peut varier en fonction des exigences et des normes appliquées aux domaines.
Dans un mode de réalisation avantageux, le procédé selon la présente invention comprend une phase initiale de collecte des mégots au cours de laquelle on collecte des mégots.
Une telle collecte peut être réalisée par des particuliers, des associations, des collectivités, des entreprises et/ou des industriels, notamment des industriels exerçant dans le domaine de la fabrication de cigarettes.
Une telle collecte peut ainsi être organisée aussi bien au niveau local qu'au niveau national.
Avantageusement, les fibres des mégots de cigarettes comprennent des fibres d'acétate de cellulose. La réutilisation de ces fibres d'acétate de cellulose, une fois dépolluées, est appréciée pour les applications de type par exemple :
- des articles d'habillement textiles (rembourrage isolant de manteau, matelassage isolant, fils de couture, tissus, laine à utiliser dans la création d'habits ou d'objets à
base de textile :
matelas, coussin, duvet, chapeau, couvre-chef, sac à main...) ;
- des matériaux d'isolation thermique et/ou phonique (bâtiment, électronique, automobile :
isolant batterie lithium de véhicule électriques, aéronautique, constructions navales, etc.) ;
- des matériaux filtrants (liquide, gaz, etc.) ;- de matériaux pour le paillage extérieur /
géotextile : toile, plaque, etc. (la matière dépolluée redevient une fibre naturelle biodégradable pouvant être utilisée dans la nature (aux pieds des arbres par exemple, etc...).
Ces matériaux sont réalisés sous forme de plaques fibreuses ou de fibres en vrac conformes aux normes du domaine d'utilisation.
Elle est aussi appréciée dans le domaine de la plasturgie afin de créer de nouveaux matériaux solides éco-conçus avec ou sans mélange.
Dans un mode de réalisation avantageux, les fibres à dépolluer sont introduites dans une chambre de nettoyage. Ceci est réalisé de préférence lors de la phase de dépollution avant mise en contact.
5 PCT/FR2020/051880 De préférence, une telle chambre se présente sous la forme d'une enceinte clause telle que par exemple un autoclave.
Avantageusement, lors de la phase de dépollution, le fluide est comprimé
jusqu'à une pression déterminée dite supercritique et est chauffé jusqu'à une température dite supercritique, lesdites pression et température supercritiques étant déterminées en fonction du fluide.
De préférence, la pression supercritique est comprise entre 0 et 2000 bars, de préférence entre 50 et 350 bars, de préférence entre 280 et 320 bars.
De préférence, la température supercritique est comprise entre 00 et 400 Celsius, de préférence entre 15 et 80 Celsius.
Un des aspects de la présente invention est ainsi de prévoir une dépollution efficace en réglant notamment les paramètres de pression et de température afin d'amener le fluide dans un état supercritique suffisamment puissant et solvant pour éliminer (extraire) les substances toxiques et les odeurs présentes dans les fibres de cigarette, après combustion du tabac.
La performance d'extraction des substances dépend des domaines d'application envisagés pour la valorisation de la fibre. On comprendra que les paramètres associés à
la pression et la température seront susceptibles de changer selon les résultats de pureté de fibre nécessaire.
Avantageusement, le fluide est sélectionné parmi : le dioxyde de carbone ;
certains liquides organiques comme le méthanol ou l'éthanol ; l'eau ; le Tétrafluoroéthane ; les alcanes légers ayant par exemple 1 à 5 atomes de carbone, tels que par exemple le méthane, le propane, le butane, l'isobutane et le pentane ; le monoxyde de dihydrogène ; les alcènes comme l'éthylène et le propylène.
Tous ces fluides peuvent être utilisés à l'état de fluide dense sous pression, à l'état subcritique (oxydation par voie humide) ou supercritique.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le fluide sélectionné pour la phase de dépollution est le dioxyde de carbone. On prévoit de préférence que, dans ce mode, la température supercritique est supérieure ou égale à 31 Celsius et la pression supercritique est supérieure ou égale à 73.85 bars.
L'utilisation du dioxyde de carbone comme fluide est avantageuse en ce qu'elle permet de dépolluer un déchet tel que le mégot de cigarettes à l'aide d'un autre déchet émis en très grande quantité par les industries (le dioxyde de carbone).
Les conditions de température (température supérieure ou égale à 31 Celsius) et de pression (pression supérieure ou égale à 73.85 bars) pour amener le dioxyde à l'état supercritique sont satisfaisantes et peuvent être atteintes sans difficulté dans une enceinte telle qu'un autoclave.
Avantageusement, lors de la phase de dépollution, le fluide est comprimé
jusqu'à une pression déterminée dite supercritique et est chauffé jusqu'à une température dite supercritique, lesdites pression et température supercritiques étant déterminées en fonction du fluide.
De préférence, la pression supercritique est comprise entre 0 et 2000 bars, de préférence entre 50 et 350 bars, de préférence entre 280 et 320 bars.
De préférence, la température supercritique est comprise entre 00 et 400 Celsius, de préférence entre 15 et 80 Celsius.
Un des aspects de la présente invention est ainsi de prévoir une dépollution efficace en réglant notamment les paramètres de pression et de température afin d'amener le fluide dans un état supercritique suffisamment puissant et solvant pour éliminer (extraire) les substances toxiques et les odeurs présentes dans les fibres de cigarette, après combustion du tabac.
La performance d'extraction des substances dépend des domaines d'application envisagés pour la valorisation de la fibre. On comprendra que les paramètres associés à
la pression et la température seront susceptibles de changer selon les résultats de pureté de fibre nécessaire.
Avantageusement, le fluide est sélectionné parmi : le dioxyde de carbone ;
certains liquides organiques comme le méthanol ou l'éthanol ; l'eau ; le Tétrafluoroéthane ; les alcanes légers ayant par exemple 1 à 5 atomes de carbone, tels que par exemple le méthane, le propane, le butane, l'isobutane et le pentane ; le monoxyde de dihydrogène ; les alcènes comme l'éthylène et le propylène.
Tous ces fluides peuvent être utilisés à l'état de fluide dense sous pression, à l'état subcritique (oxydation par voie humide) ou supercritique.
Dans un mode de réalisation avantageux de la présente invention, le fluide sélectionné pour la phase de dépollution est le dioxyde de carbone. On prévoit de préférence que, dans ce mode, la température supercritique est supérieure ou égale à 31 Celsius et la pression supercritique est supérieure ou égale à 73.85 bars.
L'utilisation du dioxyde de carbone comme fluide est avantageuse en ce qu'elle permet de dépolluer un déchet tel que le mégot de cigarettes à l'aide d'un autre déchet émis en très grande quantité par les industries (le dioxyde de carbone).
Les conditions de température (température supérieure ou égale à 31 Celsius) et de pression (pression supérieure ou égale à 73.85 bars) pour amener le dioxyde à l'état supercritique sont satisfaisantes et peuvent être atteintes sans difficulté dans une enceinte telle qu'un autoclave.
6 PCT/FR2020/051880 Bien évidemment, l'homme du métier pourra sélectionner d'autres fluides et/ou d'autres paramètres de pression et/ou de température pour cette opération de dépollution.
On comprend ici que le degré d'extraction et les capacités de transport du fluide peuvent varier en agissant sur ces paramètres de température et de pression. A travers cette technologie, on possède un fluide solubilisant avec un pouvoir modulable, notamment des contaminants à extraire de la fibre issue du filtre.
Avantageusement, un cosolvant est ajouté au fluide pour extraire des fibres des substances organiques non souhaitées, tout en conservant la qualité et les caractéristiques techniques de la fibre.
L'ajout d'un tel cosolvant permet de retirer des fibres certaines substances organiques présentes dans les fibres afin d'améliorer le process de nettoyage.
On comprendra que cet ajout de cosolvant peut être réalisé avant, pendant et/ou encore après la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer.
Avantageusement, le cosolvant est sélectionné parmi : le monoxyde de dihydrogène ; les alcools, par exemple les alcools aliphatiques de 1 à 5 atomes, tels que l'éthanol, le méthanol, le butanol ; les solutions aqueuses (par exemple de l'eau) ; les terpènes ; le benzène ; les cyclohexanes et leurs mélanges ; les cétones ; les hydrofluoroéthers et tous autres cosolvants capables de dépolluer les substances indésirables présentent dans la fibre.
Avantageusement, un extractant est ajouté au fluide pour extraire des fibres des substances inorganiques de type par exemple métaux lourds.
L'ajout d'un tel extractant permet de retirer des fibres certaines substances inorganiques présentes dans les fibres afin d'améliorer les performances de la phase de dépollution.
On comprendra que cet ajout d' extractant peut être réalisé avant, pendant et/ou encore après la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer.
De préférence, 1' extractant comprend une gamme de molécules du type calixarènes et/ou des solutions d'agents capables d'extraire les substances inorganiques (complexants, chelatants, antioxydants, solutions tampons).
L'ajout de cosolvant(s) peut aussi avoir un impact sur les molécules inorganiques, et inversement, l'ajout d'extractant(s) peut aussi avoir un impact sur les molécules organiques.
L'ajout de cosolvant(s) et/ou d'extractant(s) dans le cycle s'injecte de préférence à l'aide d'une pompe adéquate. On comprendra que les cosolvants et les extractants sont choisis en fonction des substances indésirables à extraire, selon les normes correspondantes aux débouchés.
En effet, selon les débouchés, les résultats de pureté de la fibre souhaitée peuvent varier.
On comprend ici que le degré d'extraction et les capacités de transport du fluide peuvent varier en agissant sur ces paramètres de température et de pression. A travers cette technologie, on possède un fluide solubilisant avec un pouvoir modulable, notamment des contaminants à extraire de la fibre issue du filtre.
Avantageusement, un cosolvant est ajouté au fluide pour extraire des fibres des substances organiques non souhaitées, tout en conservant la qualité et les caractéristiques techniques de la fibre.
L'ajout d'un tel cosolvant permet de retirer des fibres certaines substances organiques présentes dans les fibres afin d'améliorer le process de nettoyage.
On comprendra que cet ajout de cosolvant peut être réalisé avant, pendant et/ou encore après la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer.
Avantageusement, le cosolvant est sélectionné parmi : le monoxyde de dihydrogène ; les alcools, par exemple les alcools aliphatiques de 1 à 5 atomes, tels que l'éthanol, le méthanol, le butanol ; les solutions aqueuses (par exemple de l'eau) ; les terpènes ; le benzène ; les cyclohexanes et leurs mélanges ; les cétones ; les hydrofluoroéthers et tous autres cosolvants capables de dépolluer les substances indésirables présentent dans la fibre.
Avantageusement, un extractant est ajouté au fluide pour extraire des fibres des substances inorganiques de type par exemple métaux lourds.
L'ajout d'un tel extractant permet de retirer des fibres certaines substances inorganiques présentes dans les fibres afin d'améliorer les performances de la phase de dépollution.
On comprendra que cet ajout d' extractant peut être réalisé avant, pendant et/ou encore après la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer.
De préférence, 1' extractant comprend une gamme de molécules du type calixarènes et/ou des solutions d'agents capables d'extraire les substances inorganiques (complexants, chelatants, antioxydants, solutions tampons).
L'ajout de cosolvant(s) peut aussi avoir un impact sur les molécules inorganiques, et inversement, l'ajout d'extractant(s) peut aussi avoir un impact sur les molécules organiques.
L'ajout de cosolvant(s) et/ou d'extractant(s) dans le cycle s'injecte de préférence à l'aide d'une pompe adéquate. On comprendra que les cosolvants et les extractants sont choisis en fonction des substances indésirables à extraire, selon les normes correspondantes aux débouchés.
En effet, selon les débouchés, les résultats de pureté de la fibre souhaitée peuvent varier.
7 PCT/FR2020/051880 Ainsi, les paramètres (pression, température, débit, temps de nettoyage, etc.) ainsi que l'utilisation ou non de cosolvants et/ou d'extractants peuvent varier selon les résultats souhaités.
Avantageusement, l'étape de dépollution comprend, préalablement à la mise en contact, une humidification des fibres.
D'autres paramètres associés à la mise en contact du fluide dense sous pression (par exemple un fluide supercritique) peuvent être envisagés : débit et/ou vitesse du fluide, durée de mise en contact, etc.
Avantageusement, la mise en contact comprend une action d'un jet du fluide en direction des fibres. Grâce à un tel jet, le fluide pénètre dans l'intégralité de la matière présente dans l'autoclave.
De préférence, le jet présente une vitesse comprise entre 1 et 500 mètres par seconde.
De préférence, le jet comprend un débit compris entre 1 et 4000 litres par heure.
De préférence, la mise en contact est réalisée pendant une durée comprise entre une minute et huit heures, de préférence entre 15 et 120 minutes.
Le débit et la durée du nettoyage peuvent ainsi varier, ceci notamment en fonction de la quantité de matière à traiter, des paramètres et des substances ciblées.
On peut aussi prévoir par exemple la mise en rotation des fibres par exemple dans un tambour rotatif à l'intérieur de la chambre de nettoyage.
On peut encore prévoir des variations de pression selon des cycles de compression et de dépression.
Plus largement, on peut prévoir durant le cycle de nettoyage que la pression, la température et le débit du fluide sont susceptibles de rester constant ou de varier.
Avantageusement, la phase de traitement comprend un broyage des mégots.
De préférence, un tel broyage est réalisé par exemple dans un broyeur ou une cuve dite de traitement après une phase de collecte et éventuellement une opération de tri.
Les mégots broyés sont alors entraînés sur une chaîne de production pour subir une pluralité
d'opérations de traitement (friction et/ou tamisage et/ou cyclonage et/ou broyage secondaire).
Avantageusement, la phase de traitement comprend notamment un tamisage.
Ce ou ces différentes opérations visent principalement à séparer les fibres des autres déchets, les autres déchets étant du type feuilles, cendres et/ou tabacs.
Seule la fibre constituée en partie d'acétate de cellulose est récupérée. De préférence, les autres déchets (feuilles, tabacs, cendres) sont recyclés sous forme de compost.
Avantageusement, l'étape de dépollution comprend, préalablement à la mise en contact, une humidification des fibres.
D'autres paramètres associés à la mise en contact du fluide dense sous pression (par exemple un fluide supercritique) peuvent être envisagés : débit et/ou vitesse du fluide, durée de mise en contact, etc.
Avantageusement, la mise en contact comprend une action d'un jet du fluide en direction des fibres. Grâce à un tel jet, le fluide pénètre dans l'intégralité de la matière présente dans l'autoclave.
De préférence, le jet présente une vitesse comprise entre 1 et 500 mètres par seconde.
De préférence, le jet comprend un débit compris entre 1 et 4000 litres par heure.
De préférence, la mise en contact est réalisée pendant une durée comprise entre une minute et huit heures, de préférence entre 15 et 120 minutes.
Le débit et la durée du nettoyage peuvent ainsi varier, ceci notamment en fonction de la quantité de matière à traiter, des paramètres et des substances ciblées.
On peut aussi prévoir par exemple la mise en rotation des fibres par exemple dans un tambour rotatif à l'intérieur de la chambre de nettoyage.
On peut encore prévoir des variations de pression selon des cycles de compression et de dépression.
Plus largement, on peut prévoir durant le cycle de nettoyage que la pression, la température et le débit du fluide sont susceptibles de rester constant ou de varier.
Avantageusement, la phase de traitement comprend un broyage des mégots.
De préférence, un tel broyage est réalisé par exemple dans un broyeur ou une cuve dite de traitement après une phase de collecte et éventuellement une opération de tri.
Les mégots broyés sont alors entraînés sur une chaîne de production pour subir une pluralité
d'opérations de traitement (friction et/ou tamisage et/ou cyclonage et/ou broyage secondaire).
Avantageusement, la phase de traitement comprend notamment un tamisage.
Ce ou ces différentes opérations visent principalement à séparer les fibres des autres déchets, les autres déchets étant du type feuilles, cendres et/ou tabacs.
Seule la fibre constituée en partie d'acétate de cellulose est récupérée. De préférence, les autres déchets (feuilles, tabacs, cendres) sont recyclés sous forme de compost.
8 Ces opérations de traitement peuvent être réalisées dans une cuve de traitement adaptée à cet effet ; cette cuve peut être indépendante de l'autoclave ou éventuellement être directement intégrée dans l'autoclave.
L'objet de la présente invention concerne selon un deuxième aspect une fibre nettoyée (ou dépolluée) obtenue à l'issue d'une mise en oeuvre d'un procédé de nettoyage tel que celui décrit ci-dessus.
Une telle fibre ainsi dépolluée peut être réutilisée pour de nombreuses applications notamment dans le domaine du bâtiment, de l'habillement et tout autre domaine pouvant exploiter cette fibre.
L'objet de la présente invention concerne selon un troisième aspect une installation de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant :
- une cuve de traitement configurée pour traiter les mégots afin d'en extraire des fibres à
dépolluer ; et - des moyens de dépollution configurés pour dépolluer les fibres par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression (de préférence un fluide à l'état supercritique, dit fluide supercritique).
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de dépollution comprenant une ou plusieurs chambres de nettoyage de type autoclave.
De préférence, un tel autoclave est capable de résister à des hautes voire très hautes pressions.
La capacité de la chambre peut par exemple varier de 0,2L à 1500L, cependant celle-ci n'est pas limitée.
Plusieurs autoclaves peuvent être reliés et installés successivement (en série ou en parallèle) afin de transvaser le fluide sous-pression d'une cuve à l'autre permettant de conserver le fluide et évitant ainsi de retransformer le fluide à cet état. Cela permet d'optimiser le flux et de réaliser des économies d'énergies et de fluide. Les cuves peuvent donc être vidées et utilisées en alternance permettant aussi un gain de temps au niveau de la production.
Avantageusement, l'installation comporte des moyens de type buses, canalisations et/ou vannes afin d'injecter le fluide supercritique dans la ou les chambres.
Avantageusement, la chambre peut s'étendre verticalement ou horizontalement.
On notera que l'inclinaison verticale de la chambre facilite le chargement/déchargement et assure une bonne propagation du fluide (dioxyde de carbone) dans les fibres à
dépolluer.
De préférence, une porte hermétique verrouille chacune des chambres de nettoyage.
L'objet de la présente invention concerne selon un deuxième aspect une fibre nettoyée (ou dépolluée) obtenue à l'issue d'une mise en oeuvre d'un procédé de nettoyage tel que celui décrit ci-dessus.
Une telle fibre ainsi dépolluée peut être réutilisée pour de nombreuses applications notamment dans le domaine du bâtiment, de l'habillement et tout autre domaine pouvant exploiter cette fibre.
L'objet de la présente invention concerne selon un troisième aspect une installation de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant :
- une cuve de traitement configurée pour traiter les mégots afin d'en extraire des fibres à
dépolluer ; et - des moyens de dépollution configurés pour dépolluer les fibres par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression (de préférence un fluide à l'état supercritique, dit fluide supercritique).
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de dépollution comprenant une ou plusieurs chambres de nettoyage de type autoclave.
De préférence, un tel autoclave est capable de résister à des hautes voire très hautes pressions.
La capacité de la chambre peut par exemple varier de 0,2L à 1500L, cependant celle-ci n'est pas limitée.
Plusieurs autoclaves peuvent être reliés et installés successivement (en série ou en parallèle) afin de transvaser le fluide sous-pression d'une cuve à l'autre permettant de conserver le fluide et évitant ainsi de retransformer le fluide à cet état. Cela permet d'optimiser le flux et de réaliser des économies d'énergies et de fluide. Les cuves peuvent donc être vidées et utilisées en alternance permettant aussi un gain de temps au niveau de la production.
Avantageusement, l'installation comporte des moyens de type buses, canalisations et/ou vannes afin d'injecter le fluide supercritique dans la ou les chambres.
Avantageusement, la chambre peut s'étendre verticalement ou horizontalement.
On notera que l'inclinaison verticale de la chambre facilite le chargement/déchargement et assure une bonne propagation du fluide (dioxyde de carbone) dans les fibres à
dépolluer.
De préférence, une porte hermétique verrouille chacune des chambres de nettoyage.
9 PCT/FR2020/051880 De préférence, les buses et canalisations d'entrée et de sortie du fluide de la chambre de nettoyage sont munies de grilles à fin cadrillage, dites grilles filtrantes, afin de retenir les fines particules de fibres lors de l'évacuation du fluide transportant les substances indésirables. De telles grilles évitent que les fines fibres soient transportées pendant le nettoyage et se retrouvent avec les résidus indésirables extraits à la sortie.
De préférence, l'installation comprend un réservoir contenant un fluide (à
l'état liquide), ledit réservoir étant relié à ladite chambre de nettoyage.
Un tel fluide est de préférence destiné à être amené à l'état supercritique.
Avantageusement, l'installation comprend des moyens de chauffe et des moyens de mise sous pression, commandables par une unité centrale, configurés respectivement pour chauffer le fluide jusqu'à une température supercritique déterminée et comprimer le fluide jusqu'à une pression supercritique déterminée, ladite unité centrale déterminant les température et pression supercritiques en fonction du fluide.
L'installation comprend en outre des moyens de détente configurés pour détendre le fluide afin de séparer en continu tout au long du cycle, le fluide des contaminants solides et liquides transportés, afin de recycler ledit fluide.
Les moyens de détente sont de préférence situés dans l'installation en amont de ladite chambre de nettoyage ; c'est-à-dire en sortie de la chambre.
Les séparateurs permettent de séparer le fluide des contaminants en changeant le fluide d'état lié à la baisse de pression.
L'installation peut comporter plusieurs séparateurs successifs dans lesquels les pressions sont différentes et plus basses afin de séparer toutes les substances toxiques et odeurs accumulées durant le transport par le fluide.
Les séparateurs sont conçus de sorte à ce que le fluide lèche et frotte un maximum les parois afin de séparer au maximum les substances toxiques et odeurs du fluide.
Les séparateurs peuvent être de préférence cyclonique. Les substances toxiques et arômes (odeurs) sont récupérés à la sortie de ces séparateurs dans des contenants adaptés de type fioles ou bouteilles.
Le fluide à la sortie du séparateur est capturé à nouveau pour être réinjecté
dans le cycle en continu et en circuit fermé.
Ces substances et aromes sont évacués de préférence par gravité évitant un jet potentiel de substances dangereuses.
Un système de ventilation / hôte et plaque sécurisée peut être installé à la zone de récupération des substances toxiques, sécurisant ainsi la récupération du concentré toxique.
De préférence, l'installation comprend un réservoir contenant un fluide (à
l'état liquide), ledit réservoir étant relié à ladite chambre de nettoyage.
Un tel fluide est de préférence destiné à être amené à l'état supercritique.
Avantageusement, l'installation comprend des moyens de chauffe et des moyens de mise sous pression, commandables par une unité centrale, configurés respectivement pour chauffer le fluide jusqu'à une température supercritique déterminée et comprimer le fluide jusqu'à une pression supercritique déterminée, ladite unité centrale déterminant les température et pression supercritiques en fonction du fluide.
L'installation comprend en outre des moyens de détente configurés pour détendre le fluide afin de séparer en continu tout au long du cycle, le fluide des contaminants solides et liquides transportés, afin de recycler ledit fluide.
Les moyens de détente sont de préférence situés dans l'installation en amont de ladite chambre de nettoyage ; c'est-à-dire en sortie de la chambre.
Les séparateurs permettent de séparer le fluide des contaminants en changeant le fluide d'état lié à la baisse de pression.
L'installation peut comporter plusieurs séparateurs successifs dans lesquels les pressions sont différentes et plus basses afin de séparer toutes les substances toxiques et odeurs accumulées durant le transport par le fluide.
Les séparateurs sont conçus de sorte à ce que le fluide lèche et frotte un maximum les parois afin de séparer au maximum les substances toxiques et odeurs du fluide.
Les séparateurs peuvent être de préférence cyclonique. Les substances toxiques et arômes (odeurs) sont récupérés à la sortie de ces séparateurs dans des contenants adaptés de type fioles ou bouteilles.
Le fluide à la sortie du séparateur est capturé à nouveau pour être réinjecté
dans le cycle en continu et en circuit fermé.
Ces substances et aromes sont évacués de préférence par gravité évitant un jet potentiel de substances dangereuses.
Un système de ventilation / hôte et plaque sécurisée peut être installé à la zone de récupération des substances toxiques, sécurisant ainsi la récupération du concentré toxique.
10 PCT/FR2020/051880 L'installation est dimensionnée proportionnellement aux paramètres choisis et est capable d'accueillir les paramètres définis (pression, température, débit, filtration, etc.). Elle comprend des composants tels que des buses, des tuyaux, des canalisations, des cuves, des séparateurs, des réservoirs, des pompes, des condensateurs, des résistances chauffantes, colliers chauffants, des chaudières, des refroidisseurs, des capteurs et des régulateurs pneumatiques, hydraulique et mécanique (débitmètres, etc.).
Avantageusement, la chambre de nettoyage comprend un tambour rotatif dans lequel sont introduites les fibres. On comprend ici qu'un tel tambour peut être monté sur un axe de rotation (magnétique ou mécanique par exemple) permettant au tambour d'être en rotation sur lui-même.
L'objet de la présente invention concerne selon un quatrième aspect une utilisation des fibres issues des filtres de mégots de cigarettes pour la fabrication d'un isolant thermique et/ou phonique, de filtres et/ou d'objets plastiques biodégradables.
Il est ainsi possible de fabriquer des matériaux éco-conçus à base de fibres provenant des mégots de cigarettes.
De préférence, les fibres sont des fibres d'acétate de cellulose.
Dans un mode de réalisation particulier, on prévoit ici une mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus pour dépolluer lesdites fibres.
Selon une première variante, l'utilisation du procédé est réalisée pour fabriquer des plaques d'isolation (thermique ou phonique), une telle utilisation étant particulièrement avantageuse dans le domaine du bâtiment et/ou de l'énergie.
Dans un mode, ces plaques sont réalisées en mélangeant la fibre dépolluée issue du filtre avec une matière bi-composante ou autres composés.
Ces fibres peuvent être de préférence liées par ajout de colle, matières liantes ou tout autre matière susceptible de solidariser les fibres entre elles.
Cette utilisation pour la fabrication de plaques d'isolation est appréciée dans le domaine des bâtiments du type HQE (pour Haute Qualité Environnementale) ou THQE (pour Très Haute Qualité Environnementale), mais aussi dans d'autres domaines tels que l'automobile, le milieu agricole, l'aéronautique, l'électronique, l'électrique, etc.
Selon une deuxième variante, l'utilisation du procédé est réalisée pour confectionner des articles d'habillement textiles, de tels articles étant appréciés pour leurs propriétés thermiques et/ou phoniques notamment.
Avantageusement, la chambre de nettoyage comprend un tambour rotatif dans lequel sont introduites les fibres. On comprend ici qu'un tel tambour peut être monté sur un axe de rotation (magnétique ou mécanique par exemple) permettant au tambour d'être en rotation sur lui-même.
L'objet de la présente invention concerne selon un quatrième aspect une utilisation des fibres issues des filtres de mégots de cigarettes pour la fabrication d'un isolant thermique et/ou phonique, de filtres et/ou d'objets plastiques biodégradables.
Il est ainsi possible de fabriquer des matériaux éco-conçus à base de fibres provenant des mégots de cigarettes.
De préférence, les fibres sont des fibres d'acétate de cellulose.
Dans un mode de réalisation particulier, on prévoit ici une mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus pour dépolluer lesdites fibres.
Selon une première variante, l'utilisation du procédé est réalisée pour fabriquer des plaques d'isolation (thermique ou phonique), une telle utilisation étant particulièrement avantageuse dans le domaine du bâtiment et/ou de l'énergie.
Dans un mode, ces plaques sont réalisées en mélangeant la fibre dépolluée issue du filtre avec une matière bi-composante ou autres composés.
Ces fibres peuvent être de préférence liées par ajout de colle, matières liantes ou tout autre matière susceptible de solidariser les fibres entre elles.
Cette utilisation pour la fabrication de plaques d'isolation est appréciée dans le domaine des bâtiments du type HQE (pour Haute Qualité Environnementale) ou THQE (pour Très Haute Qualité Environnementale), mais aussi dans d'autres domaines tels que l'automobile, le milieu agricole, l'aéronautique, l'électronique, l'électrique, etc.
Selon une deuxième variante, l'utilisation du procédé est réalisée pour confectionner des articles d'habillement textiles, de tels articles étant appréciés pour leurs propriétés thermiques et/ou phoniques notamment.
11 Dans un mode de réalisation particulier, les fibres et les plaques isolantes sont cousues et/ou insérées à l'intérieur des vêtements, en guise de matelassage afin de créer un isolant écologique.
Selon une troisième variante, les fibres sont conditionnées pour redevenir des filtres pour la filtration, principalement de liquide ou de gaz.
Selon une quatrième variante, les fibres sont utilisées, dans les procédés et la transformation plastique, pures ou mélangées pour créer de nouveaux matériaux solides.
Ainsi, la présente invention met à disposition de l'ensemble des acteurs intervenants dans le recyclage des mégots de cigarettes une technologie innovante utilisant les propriétés des fluides supercritiques pour dépolluer les fibres, et notamment les fibres d'acétate de cellulose.
Brève description des figures annexées D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures annexées qui en illustrent deux exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif et sur lesquelles :
[Fig. 1]
La figure 1 représente le diagramme de phase du dioxyde de carbone ;
[Fig.2]
La figure 2 représente une vue schématique d'une installation de nettoyage mettant en oeuvre une technologie de fluide supercritique pour le nettoyage des fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes ;
[Fig.3]
La figure 3 représente un organigramme d'un procédé de nettoyage des fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes ;
[Fig.4]
La figure 4 est un graphique représentant l'évolution de la masse de plusieurs échantillons en fonction du temps ;
[Fig.5]
La figure 5 est un graphique représentant l'évolution du coefficient d'absorption acoustique d'un premier échantillon de test en fonction de la fréquence ;
[Fig.6]
La figure 6 est un graphique représentant l'évolution du coefficient d'absorption d'un deuxième échantillon de test en en fonction de la fréquence ;
[Fig.7]
Selon une troisième variante, les fibres sont conditionnées pour redevenir des filtres pour la filtration, principalement de liquide ou de gaz.
Selon une quatrième variante, les fibres sont utilisées, dans les procédés et la transformation plastique, pures ou mélangées pour créer de nouveaux matériaux solides.
Ainsi, la présente invention met à disposition de l'ensemble des acteurs intervenants dans le recyclage des mégots de cigarettes une technologie innovante utilisant les propriétés des fluides supercritiques pour dépolluer les fibres, et notamment les fibres d'acétate de cellulose.
Brève description des figures annexées D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures annexées qui en illustrent deux exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif et sur lesquelles :
[Fig. 1]
La figure 1 représente le diagramme de phase du dioxyde de carbone ;
[Fig.2]
La figure 2 représente une vue schématique d'une installation de nettoyage mettant en oeuvre une technologie de fluide supercritique pour le nettoyage des fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes ;
[Fig.3]
La figure 3 représente un organigramme d'un procédé de nettoyage des fibres provenant des filtres de mégots de cigarettes ;
[Fig.4]
La figure 4 est un graphique représentant l'évolution de la masse de plusieurs échantillons en fonction du temps ;
[Fig.5]
La figure 5 est un graphique représentant l'évolution du coefficient d'absorption acoustique d'un premier échantillon de test en fonction de la fréquence ;
[Fig.6]
La figure 6 est un graphique représentant l'évolution du coefficient d'absorption d'un deuxième échantillon de test en en fonction de la fréquence ;
[Fig.7]
12 PCT/FR2020/051880 La figure 7 est une représentation graphique permettant de classifier le coefficient d'absorption acoustique fonction de la fréquence ;
[Fig.8]
La figure 8 est un graphique représentant l'évolution de l'indice d'affaiblissement du produit en vrac en fonction de la fréquence ; et [Fig.9]
La figure 9 est un graphique représentant l'évolution de l'indice d'affaiblissement pour la plaque doublée en fonction de la fréquence.
Description détaillée Un procédé de nettoyage des mégots de cigarettes selon un exemple de réalisation de la présente invention ainsi que l'installation qui lui est associée vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 9.
Comme rappelé en préambule, le nettoyage des mégots de cigarettes est une problématique pour laquelle il existe aujourd'hui peu de technologie efficace, ceci tant pour des raisons écologiques/environnementales que financières.
Un des objectifs de la présente invention consiste à récupérer et dépolluer les fibres présentes dans les mégots de cigarettes, et plus précisément dans les filtres de cigarette, en prenant en considération les contraintes écologiques/environnementales et financières ci-dessus.
Un des autres objectifs de la présente consiste à proposer des solutions alternatives pour le recyclage et/ou la réutilisation des fibres dépolluées.
Ceci est rendu possible dans l'exemple décrit ci-après.
On sait que les fibres issues des mégots de cigarettes adsorbent des substances toxiques et des mauvaises odeurs lors de la combustion.
Parmi ces substances, on retrouve des substances organiques et inorganiques, dont notamment :
- de la nicotine, - des métaux lourds, - des acides organiques (acide acétique et/ou acide tartrique), - des nitrosamines, - des flumétralines, pendiméthalines et/ou trifluralines, - des phénols, - des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), - des formaldéhydes et acétaldéhydes,
[Fig.8]
La figure 8 est un graphique représentant l'évolution de l'indice d'affaiblissement du produit en vrac en fonction de la fréquence ; et [Fig.9]
La figure 9 est un graphique représentant l'évolution de l'indice d'affaiblissement pour la plaque doublée en fonction de la fréquence.
Description détaillée Un procédé de nettoyage des mégots de cigarettes selon un exemple de réalisation de la présente invention ainsi que l'installation qui lui est associée vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 9.
Comme rappelé en préambule, le nettoyage des mégots de cigarettes est une problématique pour laquelle il existe aujourd'hui peu de technologie efficace, ceci tant pour des raisons écologiques/environnementales que financières.
Un des objectifs de la présente invention consiste à récupérer et dépolluer les fibres présentes dans les mégots de cigarettes, et plus précisément dans les filtres de cigarette, en prenant en considération les contraintes écologiques/environnementales et financières ci-dessus.
Un des autres objectifs de la présente consiste à proposer des solutions alternatives pour le recyclage et/ou la réutilisation des fibres dépolluées.
Ceci est rendu possible dans l'exemple décrit ci-après.
On sait que les fibres issues des mégots de cigarettes adsorbent des substances toxiques et des mauvaises odeurs lors de la combustion.
Parmi ces substances, on retrouve des substances organiques et inorganiques, dont notamment :
- de la nicotine, - des métaux lourds, - des acides organiques (acide acétique et/ou acide tartrique), - des nitrosamines, - des flumétralines, pendiméthalines et/ou trifluralines, - des phénols, - des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), - des formaldéhydes et acétaldéhydes,
13 PCT/FR2020/051880 - des dioxines et/ou des furanes, - des anions (chlorures, nitrates, phosphates, sulfates et/ou ammonium).
Le nettoyage et la dépollution de ces fibres consistent à extraire ces substances toxiques adsorbées dans ces fibres lors de la combustion afin de transformer le mégot de cigarette, déchet dangereux (classé : HP 14 : écotoxique et HP6 : toxicité aigüe), en matière première exploitable sans classement.
Le concept sous-jacent à la présente invention est d'exploiter la technologie des fluides dense sous pression, et notamment les fluides supercritiques, en retirant ces substances pour nettoyer efficacement les fibres des filtres pollués.
L'utilisation des fluides dense sous pression, et notamment les fluides supercritiques, se présente comme une technologie émergente efficace qui présente des propriétés de transport très intéressantes capable d'extraire la toxicité de la fibre.
Le Demandeur observe que la technologie des fluides supercritiques est classiquement utilisée pour l'extraction des arômes (café ou huiles essentielles par exemple).
Cette technologie est également utilisée pour teindre des textiles sans eau.
En revanche, l'utilisation de tels fluides supercritiques n'a jamais été
envisagée jusqu'à
présent pour le nettoyage et la dépollution des mégots de cigarettes fumés et notamment des fibres de mégots de cigarettes.
Dans l'exemple décrit ici, on utilise comme fluide le dioxyde de carbone.
Le Demandeur soumet que l'utilisation du dioxyde de carbone présente l'avantage d'être un déchet industriel produit en grande quantité. La réutilisation de ce déchet s'avère donc très intéressante : Le dioxyde de carbone est disponible à haute pureté et à bas prix.
L'utilisation du déchet dioxyde de carbone généré par l'industrie permet d'agir sur la neutralité carbone à travers ce procédé. Deux déchets sont utilisés pour générer une matière première exploitable.
L'homme du métier comprendra que d'autres fluides comme ceux énumérés précédemment dans la description pourront être réutilisés dans le cadre de la présente invention.
La figure 1 représente donc le diagramme de phase du dioxyde de carbone.
On sait qu'un tel diagramme de phase expose les différents états de la matière selon les différents paramètres associés à la pression et la température du fluide.
Aux conditions normales de température et de pression, le dioxyde de carbone peut se présenter sous les états gazeux, liquide ou solide. Cependant, celui-ci possède un point critique Pc correspondant à une pression et une température critiques, notées Pc et T. Lorsque
Le nettoyage et la dépollution de ces fibres consistent à extraire ces substances toxiques adsorbées dans ces fibres lors de la combustion afin de transformer le mégot de cigarette, déchet dangereux (classé : HP 14 : écotoxique et HP6 : toxicité aigüe), en matière première exploitable sans classement.
Le concept sous-jacent à la présente invention est d'exploiter la technologie des fluides dense sous pression, et notamment les fluides supercritiques, en retirant ces substances pour nettoyer efficacement les fibres des filtres pollués.
L'utilisation des fluides dense sous pression, et notamment les fluides supercritiques, se présente comme une technologie émergente efficace qui présente des propriétés de transport très intéressantes capable d'extraire la toxicité de la fibre.
Le Demandeur observe que la technologie des fluides supercritiques est classiquement utilisée pour l'extraction des arômes (café ou huiles essentielles par exemple).
Cette technologie est également utilisée pour teindre des textiles sans eau.
En revanche, l'utilisation de tels fluides supercritiques n'a jamais été
envisagée jusqu'à
présent pour le nettoyage et la dépollution des mégots de cigarettes fumés et notamment des fibres de mégots de cigarettes.
Dans l'exemple décrit ici, on utilise comme fluide le dioxyde de carbone.
Le Demandeur soumet que l'utilisation du dioxyde de carbone présente l'avantage d'être un déchet industriel produit en grande quantité. La réutilisation de ce déchet s'avère donc très intéressante : Le dioxyde de carbone est disponible à haute pureté et à bas prix.
L'utilisation du déchet dioxyde de carbone généré par l'industrie permet d'agir sur la neutralité carbone à travers ce procédé. Deux déchets sont utilisés pour générer une matière première exploitable.
L'homme du métier comprendra que d'autres fluides comme ceux énumérés précédemment dans la description pourront être réutilisés dans le cadre de la présente invention.
La figure 1 représente donc le diagramme de phase du dioxyde de carbone.
On sait qu'un tel diagramme de phase expose les différents états de la matière selon les différents paramètres associés à la pression et la température du fluide.
Aux conditions normales de température et de pression, le dioxyde de carbone peut se présenter sous les états gazeux, liquide ou solide. Cependant, celui-ci possède un point critique Pc correspondant à une pression et une température critiques, notées Pc et T. Lorsque
14 PCT/FR2020/051880 le dioxyde de carbone est soumis à une pression et une température supérieures à celles de son point critique Pc, celui-ci se retrouve dans un état supercritique.
Au-delà de la pression critique Pc, toute augmentation de température imposée au liquide conduit à la formation d'un liquide moins dense et différent de l'état gazeux.
Au-delà des température critique Tc, toute augmentation de pression appliquée au gaz conduit à la formation d'un fluide supercritique (plus condensé) sans passer par l'état liquide.
A l'état supercritique, le dioxyde de carbone présente alors un comportement intermédiaire entre l'état liquide et l'état gazeux, avec des propriétés particulières :
- la masse volumique est plus élevée et donc similaire à celle des liquides ;
- le coefficient de diffusivité se situe entre celui des liquides et des gaz;
- la viscosité est faible, ce qui est similaire à celle des gaz.
Ces différents états, formations et paramètres sont intéressants et permettent d'obtenir un solvant modulable afin de toucher une large gamme de substances à extraire.
On parle ainsi de fluide supercritique lorsqu'un fluide est chauffé au-delà de sa température critique Tc et lorsqu'il est comprimé au-dessus de sa pression critique P.
Le réglage de ces paramètres de température et de pression permet d'obtenir un fluide supercritique présentant un pouvoir solvant comparable à celui des solvants liquides, avec des propriétés de transports intéressantes qui les rapprochent des gaz.
On notera ici que le Demandeur a de plus observé qu'en combinant un fluide supercritique comme le dioxyde de carbone avec des fibres telles que l'acétate de cellulose, les propriétés de la fibre d'acétate de cellulose étaient améliorées : cette mise en contact entraine en effet une modification des propriétés intrinsèques du polymère. Elle permet de baisser sa viscosité
(transition vitreuse).
La faible viscosité et les coefficients de diffusion élevés du dioxyde de carbone à l'état supercritique permettent un nettoyage efficace dû à la pénétration importante du solvant au coeur de la fibre. Combiner les propriétés de transport et l'extraction performante du dioxyde de carbone permet un nettoyage total de la matière.
Selon le concept de l'invention, le dioxyde de carbone vient remplacer l'utilisation de solvants organiques efficaces (mais très polluants) comme l'hexane, le dichlorométhane, le perchloroéthylène, le trichloréthylène et le chloroforme, ou l'utilisation de solution aqueuse comme l'eau.
On comprend ainsi que l'état supercritique du dioxyde de carbone crée des propriétés de transports très efficaces pour la dépollution des fibres, et notamment des fibres d'acétate de cellulose présentes dans les filtres de cigarette, sans les endommager.
Au-delà de la pression critique Pc, toute augmentation de température imposée au liquide conduit à la formation d'un liquide moins dense et différent de l'état gazeux.
Au-delà des température critique Tc, toute augmentation de pression appliquée au gaz conduit à la formation d'un fluide supercritique (plus condensé) sans passer par l'état liquide.
A l'état supercritique, le dioxyde de carbone présente alors un comportement intermédiaire entre l'état liquide et l'état gazeux, avec des propriétés particulières :
- la masse volumique est plus élevée et donc similaire à celle des liquides ;
- le coefficient de diffusivité se situe entre celui des liquides et des gaz;
- la viscosité est faible, ce qui est similaire à celle des gaz.
Ces différents états, formations et paramètres sont intéressants et permettent d'obtenir un solvant modulable afin de toucher une large gamme de substances à extraire.
On parle ainsi de fluide supercritique lorsqu'un fluide est chauffé au-delà de sa température critique Tc et lorsqu'il est comprimé au-dessus de sa pression critique P.
Le réglage de ces paramètres de température et de pression permet d'obtenir un fluide supercritique présentant un pouvoir solvant comparable à celui des solvants liquides, avec des propriétés de transports intéressantes qui les rapprochent des gaz.
On notera ici que le Demandeur a de plus observé qu'en combinant un fluide supercritique comme le dioxyde de carbone avec des fibres telles que l'acétate de cellulose, les propriétés de la fibre d'acétate de cellulose étaient améliorées : cette mise en contact entraine en effet une modification des propriétés intrinsèques du polymère. Elle permet de baisser sa viscosité
(transition vitreuse).
La faible viscosité et les coefficients de diffusion élevés du dioxyde de carbone à l'état supercritique permettent un nettoyage efficace dû à la pénétration importante du solvant au coeur de la fibre. Combiner les propriétés de transport et l'extraction performante du dioxyde de carbone permet un nettoyage total de la matière.
Selon le concept de l'invention, le dioxyde de carbone vient remplacer l'utilisation de solvants organiques efficaces (mais très polluants) comme l'hexane, le dichlorométhane, le perchloroéthylène, le trichloréthylène et le chloroforme, ou l'utilisation de solution aqueuse comme l'eau.
On comprend ainsi que l'état supercritique du dioxyde de carbone crée des propriétés de transports très efficaces pour la dépollution des fibres, et notamment des fibres d'acétate de cellulose présentes dans les filtres de cigarette, sans les endommager.
15 PCT/FR2020/051880 Pour le dioxyde de carbone, le diagramme de phase de la figure 1 montre que le point critique Pc correspond à une température critique Tc supérieure ou égale à 31 Celsius et une pression critique Pc supérieure ou égale à environ 73.85 bars.
En faisant varier ces paramètres correctement au-delà de ces valeurs critiques (31 Celsius et 73.85 bars), il est possible d'amener le dioxyde de carbone à un état supercritique et d'obtenir un nettoyage très efficace et ciblé.
Avant de procéder au nettoyage à proprement parler, le procédé selon la présente invention comprend une étape de collecte SO.
Cette étape de collecte SO peut impliquer aussi bien les particuliers que les associations, les collectivités, les entreprises et tous les autres acteurs de collecte.
Il s'agit d'un acte citoyen pour une démarche environnementale. Tous les acteurs ci-dessus pourront être engagés dans une telle démarche.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit en outre une suite d'opérations de traitement des mégots lors d'une phase P1 dont notamment une étape de tri 511 pour séparer les mégots de cigarettes des éventuels autres déchets, une étape de broyage S1 2, et une étape de tamisage Si _3 qui pourront être répétées plusieurs fois, afin d'extraire un maximum de tabac, cendre, et feuille.
En fonction du lot reçu, une étape de friction S1 3, une étape de tamisage Si _4 et une étape de cyclonage Si _5 pourront également être ajoutées ou non.
La succession de ces différentes étapes en phase P1 vise principalement à
séparer les fibres de cigarette à dépolluer des autres déchets tels que par exemple les feuilles de cigarette, les cendres, le tabac.
On notera que, dans l'exemple décrit ici, seules les fibres des filtres contenant notamment de l'acétate de cellulose sont conservées pour la phase de dépollution P2, les autres déchets étant utilisés lors d'une phase pour la réalisation de compost. Un tel compost est réalisé par exemple selon une autre filière.
Cependant les cendres, les feuilles et le tabac pourraient être susceptibles de subir le même traitement supercritique pour obtenir un compost plus pur.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, les différentes étapes de traitement sont réalisées par l'installation qui comprend une chaîne de production comprenant notamment une cuve de traitement (non représentée ici) mettant en oeuvre un broyeur, un tamiseur et/ou des moyens de cyclonage et/ou de friction (non représentés ici).
En faisant varier ces paramètres correctement au-delà de ces valeurs critiques (31 Celsius et 73.85 bars), il est possible d'amener le dioxyde de carbone à un état supercritique et d'obtenir un nettoyage très efficace et ciblé.
Avant de procéder au nettoyage à proprement parler, le procédé selon la présente invention comprend une étape de collecte SO.
Cette étape de collecte SO peut impliquer aussi bien les particuliers que les associations, les collectivités, les entreprises et tous les autres acteurs de collecte.
Il s'agit d'un acte citoyen pour une démarche environnementale. Tous les acteurs ci-dessus pourront être engagés dans une telle démarche.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit en outre une suite d'opérations de traitement des mégots lors d'une phase P1 dont notamment une étape de tri 511 pour séparer les mégots de cigarettes des éventuels autres déchets, une étape de broyage S1 2, et une étape de tamisage Si _3 qui pourront être répétées plusieurs fois, afin d'extraire un maximum de tabac, cendre, et feuille.
En fonction du lot reçu, une étape de friction S1 3, une étape de tamisage Si _4 et une étape de cyclonage Si _5 pourront également être ajoutées ou non.
La succession de ces différentes étapes en phase P1 vise principalement à
séparer les fibres de cigarette à dépolluer des autres déchets tels que par exemple les feuilles de cigarette, les cendres, le tabac.
On notera que, dans l'exemple décrit ici, seules les fibres des filtres contenant notamment de l'acétate de cellulose sont conservées pour la phase de dépollution P2, les autres déchets étant utilisés lors d'une phase pour la réalisation de compost. Un tel compost est réalisé par exemple selon une autre filière.
Cependant les cendres, les feuilles et le tabac pourraient être susceptibles de subir le même traitement supercritique pour obtenir un compost plus pur.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, les différentes étapes de traitement sont réalisées par l'installation qui comprend une chaîne de production comprenant notamment une cuve de traitement (non représentée ici) mettant en oeuvre un broyeur, un tamiseur et/ou des moyens de cyclonage et/ou de friction (non représentés ici).
16 PCT/FR2020/051880 On comprend que l'installation 200 ne comprend pas nécessairement cette chaîne de production ; celle-ci pourra être déportée sur un autre site (traitement réalisé par de la sous-traitance par exemple).
L'installation 200 comprend en outre une chambre de nettoyage 10 se présentant sous la forme d'un autoclave, ladite chambre 10 étant configurée pour nettoyer les fibres provenant des filtres de cigarette par une mise en contact de ces fibres avec le fluide à l'état supercritique.
La chambre 10 est donc configurée pour contenir un fluide à l'état supercritique, et donc supporter des températures et pressions élevées.
Dans l'exemple décrit ici, cette chambre 10 est une enceinte fermée hermétiquement, de préférence en acier inoxydable.
La première étape S20 de cette phase de dépollution P2 comprend donc l'introduction et le positionnement des fibres à dépolluer dans la chambre de nettoyage 10.
Ici, les fibres sont introduites dans un contenant fixe.
Cependant plusieurs alternatives peuvent être envisagées lors du nettoyage pour optimiser et réduire les paramètres utilisés à l'intérieur de la chambre de nettoyage. En effet, en combinant la technologie supercritique à d'autres moyens mécaniques, électriques ou chimiques, il est possible de réduire les éléments nécessaires au nettoyage. Pour optimiser le procédé, c'est-à-dire réduire le temps, la quantité de fluide, la pression et/ou la température, le nettoyage peut être complété de l'un ou l'autre de ces éléments :
- un tambour rotatif placé dans la cuve et entrainé par un couple magnétique ou mécanique permettant de mettre en mouvement la matière afin de faciliter la diffusion du fluide supercritique (de forme crible ou bétonnière) ; et/ou - un système de vibration et d'ultrasons permettant que les substances ciblées soient extraites plus facilement, en combinant les avantages de l'ultrasons à celui du dioxyde de carbone supercritique ; et/ou - des moyens de compression mécanique, notamment par vérin pneumatique ou hydraulique, ou vis sans fin afin de compresser la fibre et forcer l'extraction des molécules à extraire ; et/ou - un mélangeur situé à l'intérieur permettant d'homogénéiser le nettoyage ;
et/ou - un système centrifuge afin de diriger toutes les substances extraites vers l'extérieur évitant ainsi qu'elles soient ré-adsorbées à un autre endroit de la fibre ; et/ou - des moyens de mise sous tension à l'intérieur de la cuve afin d'électrocuter la fibre et faciliter l'extraction ; et/ou
L'installation 200 comprend en outre une chambre de nettoyage 10 se présentant sous la forme d'un autoclave, ladite chambre 10 étant configurée pour nettoyer les fibres provenant des filtres de cigarette par une mise en contact de ces fibres avec le fluide à l'état supercritique.
La chambre 10 est donc configurée pour contenir un fluide à l'état supercritique, et donc supporter des températures et pressions élevées.
Dans l'exemple décrit ici, cette chambre 10 est une enceinte fermée hermétiquement, de préférence en acier inoxydable.
La première étape S20 de cette phase de dépollution P2 comprend donc l'introduction et le positionnement des fibres à dépolluer dans la chambre de nettoyage 10.
Ici, les fibres sont introduites dans un contenant fixe.
Cependant plusieurs alternatives peuvent être envisagées lors du nettoyage pour optimiser et réduire les paramètres utilisés à l'intérieur de la chambre de nettoyage. En effet, en combinant la technologie supercritique à d'autres moyens mécaniques, électriques ou chimiques, il est possible de réduire les éléments nécessaires au nettoyage. Pour optimiser le procédé, c'est-à-dire réduire le temps, la quantité de fluide, la pression et/ou la température, le nettoyage peut être complété de l'un ou l'autre de ces éléments :
- un tambour rotatif placé dans la cuve et entrainé par un couple magnétique ou mécanique permettant de mettre en mouvement la matière afin de faciliter la diffusion du fluide supercritique (de forme crible ou bétonnière) ; et/ou - un système de vibration et d'ultrasons permettant que les substances ciblées soient extraites plus facilement, en combinant les avantages de l'ultrasons à celui du dioxyde de carbone supercritique ; et/ou - des moyens de compression mécanique, notamment par vérin pneumatique ou hydraulique, ou vis sans fin afin de compresser la fibre et forcer l'extraction des molécules à extraire ; et/ou - un mélangeur situé à l'intérieur permettant d'homogénéiser le nettoyage ;
et/ou - un système centrifuge afin de diriger toutes les substances extraites vers l'extérieur évitant ainsi qu'elles soient ré-adsorbées à un autre endroit de la fibre ; et/ou - des moyens de mise sous tension à l'intérieur de la cuve afin d'électrocuter la fibre et faciliter l'extraction ; et/ou
17 PCT/FR2020/051880 - un trempage dans une solution aqueuse durant le cycle de nettoyage (configuration fluide-liquide supercritique).
Toutes ces améliorations peuvent être utilisées seules ou bien cumulées.
L'agitation, les vibrations, la compression, la tension ou tout autre mouvement et action pourront être ajoutés afin d'améliorer ou d'optimiser avantageusement les conditions de nettoyage sur n'importe quelle quantité de matière.
Ces applications restent bien évidemment optionnelles et ne présentent en aucun cas un caractère limitatif.
Le concept sous-jacent à la présente invention est de mettre en contact ces fibres dans la chambre 10 avec un fluide à l'état supercritique, ici le dioxyde de carbone.
Dans cet exemple, on prévoit donc de relier la chambre de nettoyage 10 à un réservoir 20 contenant le dioxyde de carbone.
On prévoit à cet effet un jeu de vannes, de buses et de canalisations d'entrée et de sortie (non représentées ici) configurées pour relier la chambre de nettoyage 10 et le réservoir 20.
De préférence, ces éléments sont munis de grilles à fin cadrillage afin de retenir et filtrer les fines particules de fibres pouvant être entrainées lors de l'évacuation du fluide transportant les substances indésirables.
De telles grilles évitent que ces fines fibres soient transportées hors de la chambre pendant le nettoyage et se retrouvent avec les résidus indésirables extraits à la sortie.
Préalablement à la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer, il est souhaitable d'amener ledit fluide à l'état supercritique.
Dans cet exemple, on prévoit alors que la chambre de nettoyage 10 comprend des moyens de compression 30 et des moyens de chauffe 40 configurés respectivement pour comprimer lors d'une étape S21 ledit fluide jusqu'à une pression cible supercritique Psc et pour chauffer lors d'une étape S22 ledit fluide jusqu'à une température cible supercritique Tsc.
Dans cet exemple, les moyens de compression 30 et de chauffe 40 sont commandables par une unité centrale 50.
Cette unité de centrale 50 comprend ainsi des moyens de stockage électronique (non représentés ici) stockant les informations relatives aux paramétrages associés au nettoyage supercritique tels que les température et pression supercritiques Tsc et Psc en fonction du fluide utilisé.
Dans cet exemple, ces température et pression supercritiques Tsc et Psc correspondent respectivement à une température supérieure ou égale à 31 Celsius et une pression supérieure
Toutes ces améliorations peuvent être utilisées seules ou bien cumulées.
L'agitation, les vibrations, la compression, la tension ou tout autre mouvement et action pourront être ajoutés afin d'améliorer ou d'optimiser avantageusement les conditions de nettoyage sur n'importe quelle quantité de matière.
Ces applications restent bien évidemment optionnelles et ne présentent en aucun cas un caractère limitatif.
Le concept sous-jacent à la présente invention est de mettre en contact ces fibres dans la chambre 10 avec un fluide à l'état supercritique, ici le dioxyde de carbone.
Dans cet exemple, on prévoit donc de relier la chambre de nettoyage 10 à un réservoir 20 contenant le dioxyde de carbone.
On prévoit à cet effet un jeu de vannes, de buses et de canalisations d'entrée et de sortie (non représentées ici) configurées pour relier la chambre de nettoyage 10 et le réservoir 20.
De préférence, ces éléments sont munis de grilles à fin cadrillage afin de retenir et filtrer les fines particules de fibres pouvant être entrainées lors de l'évacuation du fluide transportant les substances indésirables.
De telles grilles évitent que ces fines fibres soient transportées hors de la chambre pendant le nettoyage et se retrouvent avec les résidus indésirables extraits à la sortie.
Préalablement à la mise en contact du fluide avec les fibres à dépolluer, il est souhaitable d'amener ledit fluide à l'état supercritique.
Dans cet exemple, on prévoit alors que la chambre de nettoyage 10 comprend des moyens de compression 30 et des moyens de chauffe 40 configurés respectivement pour comprimer lors d'une étape S21 ledit fluide jusqu'à une pression cible supercritique Psc et pour chauffer lors d'une étape S22 ledit fluide jusqu'à une température cible supercritique Tsc.
Dans cet exemple, les moyens de compression 30 et de chauffe 40 sont commandables par une unité centrale 50.
Cette unité de centrale 50 comprend ainsi des moyens de stockage électronique (non représentés ici) stockant les informations relatives aux paramétrages associés au nettoyage supercritique tels que les température et pression supercritiques Tsc et Psc en fonction du fluide utilisé.
Dans cet exemple, ces température et pression supercritiques Tsc et Psc correspondent respectivement à une température supérieure ou égale à 31 Celsius et une pression supérieure
18 ou égale à 73.85 bars. Ces paramètres sont ici associés au dioxyde de carbone comme énoncé
précédemment.
On notera ici que les ressources en énergie pour atteindre ces paramètres sont très faibles et peu énergivores.
Dans l'exemple décrit ici, c'est l'unité centrale 50 qui commande les moyens de compression 30 et de chauffe 40 pour amener le fluide à l'état supercritique.
Dans cet exemple, on peut prévoir en outre une étape supplémentaire d'humidification S2_3 des fibres.
Cette étape S2_3 reste optionnelle.
Une fois le fluide amené à l'état supercritique, la phase de dépollution P2 comprend la mise en contact S2_4 du fluide supercritique avec les fibres à dépolluer à
l'intérieur de l'autoclave 10. Comme expliqué précédemment, le dioxyde de carbone à l'état supercritique s'avère un solvant puissant : la mise en contact S2_4 d'un tel fluide supercritique avec les fibres de mégots de cigarettes à dépolluer permet d'extraire des fibres des molécules organiques apolaires, de telles molécules étant majoritairement formées de longues chaînes carbonées de faible masse molaire (lipides et corps gras).
La mise en contact S2_4 peut se faire sous plusieurs formes, potentiellement combinées entre elles : vaporisation haute pression, trempage, buse à jet, pulvérisation, etc.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit un trempage combiné à l'action d'un jet.
La chambre de nettoyage 10, ou autoclave, comprend ainsi des moyens d'aspersion (non représentés ici) apte à émettre un jet de dioxyde de carbone à l'état supercritique.
Dans cet exemple, les moyens de stockage électronique stockent d'autres paramètres relatifs au nettoyage tel que par exemple la durée de mise en contact (durée du trempage), le débit du jet et/ou la vitesse du jet.
Dans cet exemple, on prévoit que le jet propulsé en direction des fibres présente une vitesse variable comprise entre 1 et 500 mètres par seconde avec un débit compris entre 1 et 4000 litres par heure.
Dans cet exemple, on prévoit que la mise en contact S2_4 est réalisée pendant une durée comprise entre une minute et huit heures, cette durée variant en fonction des caractéristiques de propretés souhaitées et de la quantité de matière à traiter.
Dans cet exemple, les moyens de stockage électronique stockent encore d'autres paramètres associés à la mise en contact.
On peut prévoir des variations de pression et de température selon des cycles de compression et de dépression, de tels cycles améliorent les performances de la dépollution.
précédemment.
On notera ici que les ressources en énergie pour atteindre ces paramètres sont très faibles et peu énergivores.
Dans l'exemple décrit ici, c'est l'unité centrale 50 qui commande les moyens de compression 30 et de chauffe 40 pour amener le fluide à l'état supercritique.
Dans cet exemple, on peut prévoir en outre une étape supplémentaire d'humidification S2_3 des fibres.
Cette étape S2_3 reste optionnelle.
Une fois le fluide amené à l'état supercritique, la phase de dépollution P2 comprend la mise en contact S2_4 du fluide supercritique avec les fibres à dépolluer à
l'intérieur de l'autoclave 10. Comme expliqué précédemment, le dioxyde de carbone à l'état supercritique s'avère un solvant puissant : la mise en contact S2_4 d'un tel fluide supercritique avec les fibres de mégots de cigarettes à dépolluer permet d'extraire des fibres des molécules organiques apolaires, de telles molécules étant majoritairement formées de longues chaînes carbonées de faible masse molaire (lipides et corps gras).
La mise en contact S2_4 peut se faire sous plusieurs formes, potentiellement combinées entre elles : vaporisation haute pression, trempage, buse à jet, pulvérisation, etc.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit un trempage combiné à l'action d'un jet.
La chambre de nettoyage 10, ou autoclave, comprend ainsi des moyens d'aspersion (non représentés ici) apte à émettre un jet de dioxyde de carbone à l'état supercritique.
Dans cet exemple, les moyens de stockage électronique stockent d'autres paramètres relatifs au nettoyage tel que par exemple la durée de mise en contact (durée du trempage), le débit du jet et/ou la vitesse du jet.
Dans cet exemple, on prévoit que le jet propulsé en direction des fibres présente une vitesse variable comprise entre 1 et 500 mètres par seconde avec un débit compris entre 1 et 4000 litres par heure.
Dans cet exemple, on prévoit que la mise en contact S2_4 est réalisée pendant une durée comprise entre une minute et huit heures, cette durée variant en fonction des caractéristiques de propretés souhaitées et de la quantité de matière à traiter.
Dans cet exemple, les moyens de stockage électronique stockent encore d'autres paramètres associés à la mise en contact.
On peut prévoir des variations de pression et de température selon des cycles de compression et de dépression, de tels cycles améliorent les performances de la dépollution.
19 PCT/FR2020/051880 On peut aussi prévoir des paramètres relatifs à la vitesse de rotation du tambour rotatif Celui-ci pourra être aussi animé par saccade ou par des mouvements autres que rotatifs (pendulaire ou autres).
Afin d'améliorer les performances associées à la dépollution P2, on peut prévoir d'ajouter lors d'une étape S2_5 un cosolvant au fluide.
L'ajout S25 d'un cosolvant (méthanol, éthanol, etc.) durant la phase de dépollution augmente la polarité et la sélectivité du nettoyage afin d'extraire aussi les molécules organiques polaires avec des chaînes plus courtes (sucre, ions...).
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit cet ajout S25 entre l'étape de compression S21 et l'étape de chauffe S2_2, par l'intermédiaire d'une pompe adéquate. Ledit cosolvant peut aussi être ajouté en amont ou aval du nettoyage. Le choix et l'utilisation de ces dits cosolvants dépend des substances ciblées à extraire pour correspondre aux normes des différents débouchés.
On notera que le développement de chambre fonctionnant à haute pression (au-delà de 350 bars) permet d'extraire des molécules de plus en plus polaires sans ajout de cosolvants.
Pour extraire les matières inorganiques comme les métaux lourds par exemple, l'installation 200 est configuré en outre pour lors d'une étape S2_6 ajouter des molécules extractantes du type calixarènes, ou des solutions d'agents capables d'extraire les substances inorganiques (complexants, chelatants, antioxydants...) au fluide supercritique.
Cet ajout supplémentaire S2_6 permet la formation de complexes avec les composés inorganiques, qui permettront de les transporter par la même occasion.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit comme pour l'étape S2_5 que cet ajout S2_6 est réalisé
entre l'étape de compression S21 et l'étape de chauffe S22 par l'intermédiaire d'une pompe adéquate. Ledit extractant peut aussi être ajouté en amont ou aval du nettoyage. Le choix et l'utilisation de ces dits extractants dépend des substances ciblées à extraire pour correspondre aux normes des différents débouchés.
Les ajouts des colsolvants et/ou des extractants est mis en oeuvre par l'unité
centrale 50 qui commande des moyens 60 apte à injecter dans ledit fluide des cosolvants et/ou des extractants par l'intermédiaire d'une pompe.
En sortie de chambre, le fluide est refroidi et dépressurisé par des moyens de détente 70 lors d'une étape S3 pour un passage à l'état gazeux (ou détente). Ces moyens de détente 70 permettent de détendre le fluide afin de séparer en continu le fluide des contaminants solides et liquides transportés.
Afin d'améliorer les performances associées à la dépollution P2, on peut prévoir d'ajouter lors d'une étape S2_5 un cosolvant au fluide.
L'ajout S25 d'un cosolvant (méthanol, éthanol, etc.) durant la phase de dépollution augmente la polarité et la sélectivité du nettoyage afin d'extraire aussi les molécules organiques polaires avec des chaînes plus courtes (sucre, ions...).
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit cet ajout S25 entre l'étape de compression S21 et l'étape de chauffe S2_2, par l'intermédiaire d'une pompe adéquate. Ledit cosolvant peut aussi être ajouté en amont ou aval du nettoyage. Le choix et l'utilisation de ces dits cosolvants dépend des substances ciblées à extraire pour correspondre aux normes des différents débouchés.
On notera que le développement de chambre fonctionnant à haute pression (au-delà de 350 bars) permet d'extraire des molécules de plus en plus polaires sans ajout de cosolvants.
Pour extraire les matières inorganiques comme les métaux lourds par exemple, l'installation 200 est configuré en outre pour lors d'une étape S2_6 ajouter des molécules extractantes du type calixarènes, ou des solutions d'agents capables d'extraire les substances inorganiques (complexants, chelatants, antioxydants...) au fluide supercritique.
Cet ajout supplémentaire S2_6 permet la formation de complexes avec les composés inorganiques, qui permettront de les transporter par la même occasion.
Dans l'exemple décrit ici, on prévoit comme pour l'étape S2_5 que cet ajout S2_6 est réalisé
entre l'étape de compression S21 et l'étape de chauffe S22 par l'intermédiaire d'une pompe adéquate. Ledit extractant peut aussi être ajouté en amont ou aval du nettoyage. Le choix et l'utilisation de ces dits extractants dépend des substances ciblées à extraire pour correspondre aux normes des différents débouchés.
Les ajouts des colsolvants et/ou des extractants est mis en oeuvre par l'unité
centrale 50 qui commande des moyens 60 apte à injecter dans ledit fluide des cosolvants et/ou des extractants par l'intermédiaire d'une pompe.
En sortie de chambre, le fluide est refroidi et dépressurisé par des moyens de détente 70 lors d'une étape S3 pour un passage à l'état gazeux (ou détente). Ces moyens de détente 70 permettent de détendre le fluide afin de séparer en continu le fluide des contaminants solides et liquides transportés.
20 PCT/FR2020/051880 Le dioxyde de carbone est alors libéré sous forme gazeux grâce à un système de récupération 80 servant de séparateur entre le fluide et les contaminants.
Plusieurs séparateurs, avec des pressions en baisses, peuvent se succéder afin d'optimiser la séparation du fluide et des contaminants. Les odeurs et les substances toxiques se séparent du fluide sous des pressions différentes. Il est donc important que la séparation se réalise dans différents séparateurs comportant des pressions différentes. Durant cette séparation, le fluide lèche et frôle les parois afin que les substances toxiques et arômes se détachent un maximum. Ces étapes se réalisent en continue pendant le cycle de nettoyage; ce séparateur 80 évacue lors d'une étape S4 le dioxyde de carbone à l'état gazeux vers un condensateur 90 qui transforme lors d'une étape S5 le dioxyde de carbone à l'état liquide pour le renvoyer vers le réservoir 20 de stockage pour être réutilisé. Le dioxyde de carbone est recyclé et utilisé en continu en cycle fermé.
Ce séparateur 80 évacue les contaminants dans des contenants adaptés, séparés et isolés.
En fin de cycle, plusieurs étapes de filtrations ou absorption particulaires /
moléculaires peuvent éventuellement être ajoutées (en plus de la séparation en continue réalisée lors du passage de l'état supercritique à gazeux lors du nettoyage) en étape supplémentaires sur le fluide à l'état liquide, gazeux, ou supercritique, pendant ou après le cycle afin d'assurer une séparation complète des particules liquides et/ou solides indésirables qui auraient pu rester solubilisées dans le fluide, afin de récupérer du fluide supercritique pur à
réinjecter sur les cycles suivants.
Ce fluide sera susceptible de passer à travers du charbon actif afin de capturer les molécules odorantes et COV éventuels. Du charbon actif pourra éventuellement être ajouté
à la sortie ou dans la chambre de nettoyage si nécessaire.
On notera que ce fluide peut retourner dans la chambre de nettoyage 10 autant de fois que nécessaire. Le reste du flux pollué est ensuite évacué puis traité, car en se libérant et en passant à l'état gazeux, le dioxyde de carbone se sépare des contaminants.
Ces contaminants étant utilisés lors d'une phase de valorisation des substances organiques et inorganiques (hydrocarbures, métaux lourds, pesticides, sucres...). Une telle valorisation est réalisée par exemple selon une autre filière de traitement.
On récupère alors la fibre dépolluée.
Ainsi, la technologie de nettoyage des fibres par fluide supercritique permet au fluide de se recycler automatiquement en continu en changeant d'état. En sorti de chambre, il passe lors de la détente (perte de masse volumique) de l'état supercritique à l'état gazeux et perd son efficacité de solvant puissant, larguant les substances indésirables (sous forme liquide ou
Plusieurs séparateurs, avec des pressions en baisses, peuvent se succéder afin d'optimiser la séparation du fluide et des contaminants. Les odeurs et les substances toxiques se séparent du fluide sous des pressions différentes. Il est donc important que la séparation se réalise dans différents séparateurs comportant des pressions différentes. Durant cette séparation, le fluide lèche et frôle les parois afin que les substances toxiques et arômes se détachent un maximum. Ces étapes se réalisent en continue pendant le cycle de nettoyage; ce séparateur 80 évacue lors d'une étape S4 le dioxyde de carbone à l'état gazeux vers un condensateur 90 qui transforme lors d'une étape S5 le dioxyde de carbone à l'état liquide pour le renvoyer vers le réservoir 20 de stockage pour être réutilisé. Le dioxyde de carbone est recyclé et utilisé en continu en cycle fermé.
Ce séparateur 80 évacue les contaminants dans des contenants adaptés, séparés et isolés.
En fin de cycle, plusieurs étapes de filtrations ou absorption particulaires /
moléculaires peuvent éventuellement être ajoutées (en plus de la séparation en continue réalisée lors du passage de l'état supercritique à gazeux lors du nettoyage) en étape supplémentaires sur le fluide à l'état liquide, gazeux, ou supercritique, pendant ou après le cycle afin d'assurer une séparation complète des particules liquides et/ou solides indésirables qui auraient pu rester solubilisées dans le fluide, afin de récupérer du fluide supercritique pur à
réinjecter sur les cycles suivants.
Ce fluide sera susceptible de passer à travers du charbon actif afin de capturer les molécules odorantes et COV éventuels. Du charbon actif pourra éventuellement être ajouté
à la sortie ou dans la chambre de nettoyage si nécessaire.
On notera que ce fluide peut retourner dans la chambre de nettoyage 10 autant de fois que nécessaire. Le reste du flux pollué est ensuite évacué puis traité, car en se libérant et en passant à l'état gazeux, le dioxyde de carbone se sépare des contaminants.
Ces contaminants étant utilisés lors d'une phase de valorisation des substances organiques et inorganiques (hydrocarbures, métaux lourds, pesticides, sucres...). Une telle valorisation est réalisée par exemple selon une autre filière de traitement.
On récupère alors la fibre dépolluée.
Ainsi, la technologie de nettoyage des fibres par fluide supercritique permet au fluide de se recycler automatiquement en continu en changeant d'état. En sorti de chambre, il passe lors de la détente (perte de masse volumique) de l'état supercritique à l'état gazeux et perd son efficacité de solvant puissant, larguant les substances indésirables (sous forme liquide ou
21 solide) transportées durant l'état supercritique. Ces substances indésirables sont récupérées dans des contenants spécialisés afin d'être traitées et valorisées.
La séparation physico-chimique terminée, le fluide peut être injecté de nouveau dans la chambre à l'état supercritique. Une étape de séparation par filtration/absorption peut être ajoutée pour faciliter la récupération des résidus solubilisés dans le fluide (pendant ou après nettoyage, à l'état gazeux, liquide ou supercritique), et purifier le fluide afin de récupérer toute son efficacité d'extraction.
Le fluide passe par une ou plusieurs enceintes et séparateurs (accompagné de vannes de détentes) capables de le purifier et le rendre réutilisable, en capturant et collectant la totalité
des contaminants.
Dans l'exemple décrit ici, le fluide passe en outre à travers un filtre de charbon actif afin de piéger les molécules odorantes et les composés organiques volatiles. Du charbon actif peut également être ajoutée dans la chambre. Cette étape n'est pas obligatoire.
La forte volatilité des fluides aux conditions atmosphériques catégorise le fluide comme solvant sec, ne nécessitant alors aucune étape de séchage.
Le fluide solvant inerte, non-toxique, et non dangereux ne risque pas d'endommager les conditions de travails des utilisateurs.
La présente invention permet d'obtenir une technologie qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur.
En adaptant la technologie des fluides supercritique et en réglant les paramètres relatifs notamment au réglage de la pression, la température, le débit, la durée de mise en contact, les cosolvants et les extractants, la présente invention permet de dépolluer les fibres provenant des filtres des mégots de cigarettes par une extraction des odeurs, des matières organiques et inorganiques qui classe le mégot en déchet indésirables.
Cette extraction se fait en séparant ces substances toxiques et odeurs de la matière fibreuse.
Une telle technologie met alors à disposition un nettoyage écologique n'impliquant que très peu d'eau et/ou de solvants chimiques.
Une telle technologie permet de gérer de très grande quantité facilement, avec peu d'effluents à traiter.
Un tel nettoyage permet alors de revaloriser le mégot de cigarette qui est devenu un vrai déchet toxique pour l'environnement.
La valorisation de ces mégots de cigarettes est un des autres aspects avantageux qui découle directement de la présente invention.
La séparation physico-chimique terminée, le fluide peut être injecté de nouveau dans la chambre à l'état supercritique. Une étape de séparation par filtration/absorption peut être ajoutée pour faciliter la récupération des résidus solubilisés dans le fluide (pendant ou après nettoyage, à l'état gazeux, liquide ou supercritique), et purifier le fluide afin de récupérer toute son efficacité d'extraction.
Le fluide passe par une ou plusieurs enceintes et séparateurs (accompagné de vannes de détentes) capables de le purifier et le rendre réutilisable, en capturant et collectant la totalité
des contaminants.
Dans l'exemple décrit ici, le fluide passe en outre à travers un filtre de charbon actif afin de piéger les molécules odorantes et les composés organiques volatiles. Du charbon actif peut également être ajoutée dans la chambre. Cette étape n'est pas obligatoire.
La forte volatilité des fluides aux conditions atmosphériques catégorise le fluide comme solvant sec, ne nécessitant alors aucune étape de séchage.
Le fluide solvant inerte, non-toxique, et non dangereux ne risque pas d'endommager les conditions de travails des utilisateurs.
La présente invention permet d'obtenir une technologie qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur.
En adaptant la technologie des fluides supercritique et en réglant les paramètres relatifs notamment au réglage de la pression, la température, le débit, la durée de mise en contact, les cosolvants et les extractants, la présente invention permet de dépolluer les fibres provenant des filtres des mégots de cigarettes par une extraction des odeurs, des matières organiques et inorganiques qui classe le mégot en déchet indésirables.
Cette extraction se fait en séparant ces substances toxiques et odeurs de la matière fibreuse.
Une telle technologie met alors à disposition un nettoyage écologique n'impliquant que très peu d'eau et/ou de solvants chimiques.
Une telle technologie permet de gérer de très grande quantité facilement, avec peu d'effluents à traiter.
Un tel nettoyage permet alors de revaloriser le mégot de cigarette qui est devenu un vrai déchet toxique pour l'environnement.
La valorisation de ces mégots de cigarettes est un des autres aspects avantageux qui découle directement de la présente invention.
22 PCT/FR2020/051880 En effet, il devient possible en dépolluant les fibres de réutiliser celles-ci et d'exploiter les caractéristiques techniques de ces fibres et notamment de ces fibres d'acétate de cellulose, de telles fibres présentant des propriétés acoustiques et/ou thermiques intéressantes.
Il est donc possible d'utiliser les fibres dépolluées pour le domaine de l'isolation, sous forme vrac ou de telle sorte que ces fibres peuvent être par exemple arrangées et transformées en plaques afin de créer des rouleaux d'isolation.
Pour cela, il est préférable de relier et de solidifier les fibres d'acétate de cellulose recyclées, entre elles. Une matière bi-composante est alors ajoutée et mélangée à la fibre. Cette matière bi-composante de type Trevira 255 2,2 dtex/6 mm : PES copolyéthylène est une matière composée d'un coeur et de son contour. Son contour plus sensible à la chaleur fond à des températures inférieures à celle du coeur et des autres composants, ce qui permet d'unifier l'ensemble des fibres. Ces matières bi-composantes ont donc été choisies en fonction des caractéristiques des fibres recyclées. Ce procédé fonctionne aussi avec tout type de matière bi-composante (éventuellement bio).
La liaison des fibres peut aussi être réalisée avec tous types de matière comme les colles ou matières liantes.
Il est souhaitable de réaliser un mélange et un brassage homogène des fibres d'acétate de cellulose et de la matière bi-composante initiale (par exemple 15% de matière bi-composante et 85% de fibre d'acétate) afin d'obtenir une bonne répartition des matières pour une bonne solidification et harmonisation de la plaque.
La répartition de matière bi-composante et des fibres d'acétate peut varier en fonction des caractéristiques souhaitées du matériaux (plus ou moins solide, souple, résistante, etc.).
On comprendra que l'ajout de matière bi-composante rend le matériaux plus résistant et plus rigide. Ces plaques peuvent aussi être mises en forme par d'autres procédés type collage, tissage, cardage, filage, compression, etc. Le matériau isolant obtenu peut alors être utilisé
pour de l'isolation dans le domaine du bâtiment, mais aussi dans le domaine de l'habillement et dans tout autre domaine nécessitant une fibre isolante.
Cette fibre dépolluée peut aussi être utilisée pour former des filtres et/ou systèmes de filtrations d'air, d'eau, de liquide ou de gaz (domaine urbain, automobile, aéronautique, hydrocarbure, etc.).
Il est encore possible de réduire l'acétate de cellulose en une matière utilisable dans tous types de procédés plastiques (notamment le moulage) afin que cette matière recyclée soit transformée en objets. Elle peut être mélangée à d'autres matières afin de créer des produits biodégradables. De plus, elle peut aussi être utilisée dans le domaine du composite en la
Il est donc possible d'utiliser les fibres dépolluées pour le domaine de l'isolation, sous forme vrac ou de telle sorte que ces fibres peuvent être par exemple arrangées et transformées en plaques afin de créer des rouleaux d'isolation.
Pour cela, il est préférable de relier et de solidifier les fibres d'acétate de cellulose recyclées, entre elles. Une matière bi-composante est alors ajoutée et mélangée à la fibre. Cette matière bi-composante de type Trevira 255 2,2 dtex/6 mm : PES copolyéthylène est une matière composée d'un coeur et de son contour. Son contour plus sensible à la chaleur fond à des températures inférieures à celle du coeur et des autres composants, ce qui permet d'unifier l'ensemble des fibres. Ces matières bi-composantes ont donc été choisies en fonction des caractéristiques des fibres recyclées. Ce procédé fonctionne aussi avec tout type de matière bi-composante (éventuellement bio).
La liaison des fibres peut aussi être réalisée avec tous types de matière comme les colles ou matières liantes.
Il est souhaitable de réaliser un mélange et un brassage homogène des fibres d'acétate de cellulose et de la matière bi-composante initiale (par exemple 15% de matière bi-composante et 85% de fibre d'acétate) afin d'obtenir une bonne répartition des matières pour une bonne solidification et harmonisation de la plaque.
La répartition de matière bi-composante et des fibres d'acétate peut varier en fonction des caractéristiques souhaitées du matériaux (plus ou moins solide, souple, résistante, etc.).
On comprendra que l'ajout de matière bi-composante rend le matériaux plus résistant et plus rigide. Ces plaques peuvent aussi être mises en forme par d'autres procédés type collage, tissage, cardage, filage, compression, etc. Le matériau isolant obtenu peut alors être utilisé
pour de l'isolation dans le domaine du bâtiment, mais aussi dans le domaine de l'habillement et dans tout autre domaine nécessitant une fibre isolante.
Cette fibre dépolluée peut aussi être utilisée pour former des filtres et/ou systèmes de filtrations d'air, d'eau, de liquide ou de gaz (domaine urbain, automobile, aéronautique, hydrocarbure, etc.).
Il est encore possible de réduire l'acétate de cellulose en une matière utilisable dans tous types de procédés plastiques (notamment le moulage) afin que cette matière recyclée soit transformée en objets. Elle peut être mélangée à d'autres matières afin de créer des produits biodégradables. De plus, elle peut aussi être utilisée dans le domaine du composite en la
23 PCT/FR2020/051880 mélangeant à d'autres matières (colles, liantes , bi composante etc...). Elle est aussi utilisée dans tout type de matériaux.
Pour cette utilisation, on prévoit de réduire la fibre en poudre, ou de la mettre dans un état utilisable par les procédés de plasturgie. Cela permet de l'insérer dans des machines de type machines d'extrusion, d'injection, de moulage, de thermocompression ou encore de thermoformage. On notera qu'un tel matériau se transforme à des températures comprises entre 80 C et 300 C dans ces différents procédés.
Ainsi, on comprendra que la présente invention prévoit la mise en oeuvre d'une technologie des fluides supercritiques pour un nettoyage et une dépollution des fibres issues des filtres des mégots de cigarettes. Un tel nettoyage et une telle dépollution sont obtenus par une mise en contact desdites fibres avec un fluide du type dioxyde de carbone à l'état supercritique.
En réglant les paramètres de l'autoclave dans lequel sont introduites les fibres de mégots, il est possible d'amener ledit fluide à une température cible et une pression cible dites supercritiques permettant une bonne extraction des substances toxiques contenues dans les fibres. Le process mis en oeuvre est par ailleurs respectueux de l'environnement et présente un coût financier acceptable sur le plan industriel.
Des analyses réalisées sur les fibres dépolluées selon le procédé de l'invention permettent de constater un abattement significatif de la concentration en nicotine : la concentration résiduelle de nicotine dans les mégots dépolluées n'entraîne plus le classement pour la propriété de danger HP6 "toxicité aigüe" et HP14 éco-toxique comme c'est le cas pour l'échantillon avant traitement.
Les résultats de la dépollution permettent de conclure à un classement des fibres dépolluées comme déchets non dangereux.
Une fois dépolluée sans eau à décontaminer, il devient possible de réutiliser ces fibres sous forme de nouveau matériau éco-conçu utilisé en vrac et/ou transformé dans plusieurs domaines comme par exemple :
- des articles d'habillement textiles (rembourrage isolant de manteau, matelassage isolant, fils de couture, tissus, laine à utiliser dans la création d'habits ou d'objets à
base de textile :
matelas, coussin, duvet, chapeau, couvre-chef, sac à main...) ;
- des matériaux d'isolation thermique et/ou phonique (bâtiment, électronique, automobile :
isolant batterie lithium de véhicule électriques, aéronautique, constructions navales et tous autres domaines nécessitant un isolant thermique et ou phonique...) ;
- de matériaux pour le paillage extérieur / géotextile : toile, plaque, vrac ... la matière dépolluée redevient une fibre naturelle biodégradable pouvant être utilisée dans la nature
Pour cette utilisation, on prévoit de réduire la fibre en poudre, ou de la mettre dans un état utilisable par les procédés de plasturgie. Cela permet de l'insérer dans des machines de type machines d'extrusion, d'injection, de moulage, de thermocompression ou encore de thermoformage. On notera qu'un tel matériau se transforme à des températures comprises entre 80 C et 300 C dans ces différents procédés.
Ainsi, on comprendra que la présente invention prévoit la mise en oeuvre d'une technologie des fluides supercritiques pour un nettoyage et une dépollution des fibres issues des filtres des mégots de cigarettes. Un tel nettoyage et une telle dépollution sont obtenus par une mise en contact desdites fibres avec un fluide du type dioxyde de carbone à l'état supercritique.
En réglant les paramètres de l'autoclave dans lequel sont introduites les fibres de mégots, il est possible d'amener ledit fluide à une température cible et une pression cible dites supercritiques permettant une bonne extraction des substances toxiques contenues dans les fibres. Le process mis en oeuvre est par ailleurs respectueux de l'environnement et présente un coût financier acceptable sur le plan industriel.
Des analyses réalisées sur les fibres dépolluées selon le procédé de l'invention permettent de constater un abattement significatif de la concentration en nicotine : la concentration résiduelle de nicotine dans les mégots dépolluées n'entraîne plus le classement pour la propriété de danger HP6 "toxicité aigüe" et HP14 éco-toxique comme c'est le cas pour l'échantillon avant traitement.
Les résultats de la dépollution permettent de conclure à un classement des fibres dépolluées comme déchets non dangereux.
Une fois dépolluée sans eau à décontaminer, il devient possible de réutiliser ces fibres sous forme de nouveau matériau éco-conçu utilisé en vrac et/ou transformé dans plusieurs domaines comme par exemple :
- des articles d'habillement textiles (rembourrage isolant de manteau, matelassage isolant, fils de couture, tissus, laine à utiliser dans la création d'habits ou d'objets à
base de textile :
matelas, coussin, duvet, chapeau, couvre-chef, sac à main...) ;
- des matériaux d'isolation thermique et/ou phonique (bâtiment, électronique, automobile :
isolant batterie lithium de véhicule électriques, aéronautique, constructions navales et tous autres domaines nécessitant un isolant thermique et ou phonique...) ;
- de matériaux pour le paillage extérieur / géotextile : toile, plaque, vrac ... la matière dépolluée redevient une fibre naturelle biodégradable pouvant être utilisée dans la nature
24 PCT/FR2020/051880 (pieds des arbres etc...) ;
- des matériaux filtrants (liquide, gaz...) ;
sous forme de plaques fibreuses ou de fibres en vrac conformes aux normes du domaine d'utilisation.
Ces fibres sont aussi appréciées dans le domaine de la plasturgie afin de créer de nouveaux matériaux solides éco-conçus avec ou sans mélange.
On comprendra que ces nouveaux matériaux seront de type matière première, produits semi-finis ou finis.
D'autres utilisations sont également envisagées dans le cadre de la présente invention.
Cette technologie de nettoyage par fluide supercritique comporte des propriétés extractantes et nettoyantes très intéressantes et voire plus efficaces que les solvants, détergents et solutions aqueuses polluants qui sont utilisés jusqu'à présent. Ce nettoyage par fluide supercritique présente l'avantage d'être totalement vert, neutre et écologique avec de faibles quantités de rejet (effluent résiduel quasi-nul suite au nettoyage, nécessitant peu de traitement secondaire donc intéressant économiquement), qui permettent de gérer de grandes quantités facilement.
Pour mettre en évidence les avantages significatifs apportés par le procédé de l'invention, des analyses ont été réalisées sur les échantillons suivants :
- 20AJ404 : Lot de mégots non traités ;
- 20AJ405 : Lot de mégots traités ¨ Essai 1;
- 20AJ406 : Lot de mégots traités ¨ Essai 2.
Il s'agit plus particulièrement de trois lots d'échantillons de mégots broyés ayant subi ou non un traitement visant à extraire les substances polluantes.
Pour chaque lot, environ 100 g d'échantillons ont été extraits avec 5 mL de méthanol.
- Résultats d'analyse de la nicotine et des phénols :
Les analyses de la nicotine ont été réalisées par chromatographie en phase gazeuse avec détection à ionisation de flamme (GC-FID).
Les analyses des phénols ont été réalisées par chromatographie liquide haute performance (HPLC).Le tableau 1 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en nicotine et en phénols dans les mégots en mg/kg :
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Nicotine 5580 +/- 51 870 +/- 7 418 +/- 13
- des matériaux filtrants (liquide, gaz...) ;
sous forme de plaques fibreuses ou de fibres en vrac conformes aux normes du domaine d'utilisation.
Ces fibres sont aussi appréciées dans le domaine de la plasturgie afin de créer de nouveaux matériaux solides éco-conçus avec ou sans mélange.
On comprendra que ces nouveaux matériaux seront de type matière première, produits semi-finis ou finis.
D'autres utilisations sont également envisagées dans le cadre de la présente invention.
Cette technologie de nettoyage par fluide supercritique comporte des propriétés extractantes et nettoyantes très intéressantes et voire plus efficaces que les solvants, détergents et solutions aqueuses polluants qui sont utilisés jusqu'à présent. Ce nettoyage par fluide supercritique présente l'avantage d'être totalement vert, neutre et écologique avec de faibles quantités de rejet (effluent résiduel quasi-nul suite au nettoyage, nécessitant peu de traitement secondaire donc intéressant économiquement), qui permettent de gérer de grandes quantités facilement.
Pour mettre en évidence les avantages significatifs apportés par le procédé de l'invention, des analyses ont été réalisées sur les échantillons suivants :
- 20AJ404 : Lot de mégots non traités ;
- 20AJ405 : Lot de mégots traités ¨ Essai 1;
- 20AJ406 : Lot de mégots traités ¨ Essai 2.
Il s'agit plus particulièrement de trois lots d'échantillons de mégots broyés ayant subi ou non un traitement visant à extraire les substances polluantes.
Pour chaque lot, environ 100 g d'échantillons ont été extraits avec 5 mL de méthanol.
- Résultats d'analyse de la nicotine et des phénols :
Les analyses de la nicotine ont été réalisées par chromatographie en phase gazeuse avec détection à ionisation de flamme (GC-FID).
Les analyses des phénols ont été réalisées par chromatographie liquide haute performance (HPLC).Le tableau 1 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en nicotine et en phénols dans les mégots en mg/kg :
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Nicotine 5580 +/- 51 870 +/- 7 418 +/- 13
25 PCT/FR2020/051880 Phénol 317 +/- 17,3 48,0 +/- 1,1 41,6 +/-6,0 m+p-crésol 191 +/- 21,0 16,5 +/- 4,3 19,9 +/-0,4 Phénols o-crésol 76,7 +/-11,1 5,59 +/- 1,83 8,79 +/-0,42 2-éthylphénol 15,8 +/- 1,9 <2,50 <2,50 [tableau 1]
- Résultats d'analyse des acides organiques et des cyanures :
L'analyse des acides organiques a été réalisée par chromatographie d'échange d'ions avec détection conductimétrique après extraction aqueuse d'environ 1 g.
L'analyse des cyanures a été réalisée par chromatographie d'échange d'ions avec détection ampérométrique après extraction d'environ 1 g et piégeage dans 30 mL d'une solution de soude 1M.
Le tableau 2 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en acides organiques et en cyanures dans les mégots en mg/kg :
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Acide acétique 6 750 3 720 5 100 Acide propionique 70 20 30 Acide formique 950 1 250 810 Acide butyrique <1,3 <1,3 <1,3 Acide valérique <25 <25 <25 Acide tartrique 380 290 260 Cyanures 22,4 12,2 9,90 [tableau 2]
- Résultats d'analyse des métaux :
Les analyses des 24 métaux et métalloïdes suivants : aluminium (Al), arsenic (As), bore (B), baryum (Ba), calcium (Ca), cadmium (Cd), chrome (Cr), cuivre (Cu), fer (Fe), mercure (Hg), potassium (K), lithium (Li), magnésium (Mg), manganèse (Mn), molybdène (Mo), sodium (Na), nickel (Ni), phosphore (P), plomb (Pb), antimoine (Sb), sélénium (Se), silicium (Si), titane (Ti) et zinc (Zn), ont été réalisées par Spectrométrie d'Emission Optique à Plasma à
Couplage Inductif (ICP-OES) ou par Spectrométrie de Masse à Plasma à Couplage Inductif (ICP-MS) après digestion acide (HNO3) d'environ 300 mg d'échantillons en four micro-ondes fermé.
- Résultats d'analyse des acides organiques et des cyanures :
L'analyse des acides organiques a été réalisée par chromatographie d'échange d'ions avec détection conductimétrique après extraction aqueuse d'environ 1 g.
L'analyse des cyanures a été réalisée par chromatographie d'échange d'ions avec détection ampérométrique après extraction d'environ 1 g et piégeage dans 30 mL d'une solution de soude 1M.
Le tableau 2 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en acides organiques et en cyanures dans les mégots en mg/kg :
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Acide acétique 6 750 3 720 5 100 Acide propionique 70 20 30 Acide formique 950 1 250 810 Acide butyrique <1,3 <1,3 <1,3 Acide valérique <25 <25 <25 Acide tartrique 380 290 260 Cyanures 22,4 12,2 9,90 [tableau 2]
- Résultats d'analyse des métaux :
Les analyses des 24 métaux et métalloïdes suivants : aluminium (Al), arsenic (As), bore (B), baryum (Ba), calcium (Ca), cadmium (Cd), chrome (Cr), cuivre (Cu), fer (Fe), mercure (Hg), potassium (K), lithium (Li), magnésium (Mg), manganèse (Mn), molybdène (Mo), sodium (Na), nickel (Ni), phosphore (P), plomb (Pb), antimoine (Sb), sélénium (Se), silicium (Si), titane (Ti) et zinc (Zn), ont été réalisées par Spectrométrie d'Emission Optique à Plasma à
Couplage Inductif (ICP-OES) ou par Spectrométrie de Masse à Plasma à Couplage Inductif (ICP-MS) après digestion acide (HNO3) d'environ 300 mg d'échantillons en four micro-ondes fermé.
26 PCT/FR2020/051880 L'ICP-OES a été utilisé pour : (Al, Ba, Ca, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, P, Si, Ti et Zn).
L'ICP-MS a été utilisé pour : (As, B, Cd, Cr, Li, Mo, Ni, Pb, Sb et Se).Le tableau 3 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en métaux dans les mégots en mg/kg.
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Ca 11 100 +/- 100 13 300 +/- 700 18 500 +/- 900 Cd 0,16 +/- 0,01 0,23 +/- 0,02 0,32 +/- 0,01 Cr 2,38 +/- 0,20 3,21 +/- 0,87 11,6 +/- 0,88 Cu 7,30 +/- 0,30 6,52 +/- 0,45 17,6 +/- 0,61 Fe 1 660 +/- 110 1 930 +/- 330 3060 +/- 260 Hg <8 <8 <8 K 3 670 +/- 50 6 340 +/- 490 6800 +/- 800 Li 1,04 +/- 0,03 1,79 +/- 0,14 2,32 +/- 0,08 Mg 766 +/- 14 1 110 +/- 50 1 470 +/- 30 Mn 10,6 +/- 0,15 24,9 +/- 1,49 47,5 +/- 1,57 Mo 0,10 +!-0,01 0,15 +!-0,03 0,39 +!-0,02 Na 622 +/- 11 347 +/- 24 558 +/- 13 Ni 2,23 +/- 0,13 3,25 +/- 0,75 12,2 +/- 0,20 P 125 +/- 1 228 +/- 5 406 +/- 14 Pb 1,07 +/- 0,12 2,05 +/- 0,13 3,56 +/-0,09 Sb 0,02 +/-0,002 0,07 +/- 0,014 0,18 +/- 0,009 Se 0,07 +/- 0,002 0,10 +/- 0,030 0,15 +/- 0,015 Si 1 990 +/- 180 1 800 +/- 260 2 570 +/- 440 Ti 59,6 +/- 9,5 50,3 +/- 12,8 66,0 +/- 12,2 Zn 18,9 +!-0,4 55,7 +!-25,2 75,2 +!-22,4 Al 1220 +/- 110 1510 +/- 360 1730 +/- 310 As 0,15 +!-0,01 0,24 +!-0,03 0,26 +!-0,01 B 5,20 +/- 1,69 10,2 +/- 5,1 8,44 +/- 0 ;91 [tableau 3]
L'ICP-MS a été utilisé pour : (As, B, Cd, Cr, Li, Mo, Ni, Pb, Sb et Se).Le tableau 3 ci-dessous représente les résultats de l'analyse quantitative de la teneur en métaux dans les mégots en mg/kg.
Mégots non traités Mégots traités Mégots traités Essai 2 Essai 1 Ca 11 100 +/- 100 13 300 +/- 700 18 500 +/- 900 Cd 0,16 +/- 0,01 0,23 +/- 0,02 0,32 +/- 0,01 Cr 2,38 +/- 0,20 3,21 +/- 0,87 11,6 +/- 0,88 Cu 7,30 +/- 0,30 6,52 +/- 0,45 17,6 +/- 0,61 Fe 1 660 +/- 110 1 930 +/- 330 3060 +/- 260 Hg <8 <8 <8 K 3 670 +/- 50 6 340 +/- 490 6800 +/- 800 Li 1,04 +/- 0,03 1,79 +/- 0,14 2,32 +/- 0,08 Mg 766 +/- 14 1 110 +/- 50 1 470 +/- 30 Mn 10,6 +/- 0,15 24,9 +/- 1,49 47,5 +/- 1,57 Mo 0,10 +!-0,01 0,15 +!-0,03 0,39 +!-0,02 Na 622 +/- 11 347 +/- 24 558 +/- 13 Ni 2,23 +/- 0,13 3,25 +/- 0,75 12,2 +/- 0,20 P 125 +/- 1 228 +/- 5 406 +/- 14 Pb 1,07 +/- 0,12 2,05 +/- 0,13 3,56 +/-0,09 Sb 0,02 +/-0,002 0,07 +/- 0,014 0,18 +/- 0,009 Se 0,07 +/- 0,002 0,10 +/- 0,030 0,15 +/- 0,015 Si 1 990 +/- 180 1 800 +/- 260 2 570 +/- 440 Ti 59,6 +/- 9,5 50,3 +/- 12,8 66,0 +/- 12,2 Zn 18,9 +!-0,4 55,7 +!-25,2 75,2 +!-22,4 Al 1220 +/- 110 1510 +/- 360 1730 +/- 310 As 0,15 +!-0,01 0,24 +!-0,03 0,26 +!-0,01 B 5,20 +/- 1,69 10,2 +/- 5,1 8,44 +/- 0 ;91 [tableau 3]
27 PCT/FR2020/051880 - Résultats d'analyses complémentaires :
La teneur en eau dans les échantillons a été déterminée par séchage à l'étuve (105 C) jusqu'à
une masse constante (Tableau 4 ci-dessous) Le tableau 4 ci-dessous représente les résultats de l'analyse relative à la Teneur en eau des échantillons de mégots :
Echantillon 20 AJ 404 20 AJ 405 20 AJ 406 Mégots bruts Essai 1 Essai 2 Teneur en eau 3,53% 3,74% 3,92%
[tableau 4]
Compte tenu de valeurs faibles de teneur en eau, il n'en a pas été tenu compte dans les calculs.
De plus, afin de pouvoir préciser la spéciation de certains métaux, le pH
d'une solution aqueuse en contact avec les échantillons a été déterminé. Le ratio entre la masse de la prise d'essai et le volume d'eau est 1/10.
Le tableau 5 ci-dessous représente les résultats de l'analyse relative au pH
des échantillons :
Echantillon 20 AJ 404 20 AJ 405 20 AJ 406 Mégots bruts Essai 1 Essai 2 pH 7,95 8,46 8,78 [tableau 5]
Les valeurs de pH, correspondant à des solutions légèrement basiques, permettent d'écarter la présence de quantités importantes (> g/kg) de substances alcalines comme par exemple de la potasse (KOH), de la soude (NaOH) ou de la chaux (Ca(OH)2).
L'évaluation des propriétés de danger a été réalisée sur la base des résultats ci-dessus. Cette évaluation a été réalisée selon la norme XP X 30-489.
On sait qu'avant traitement la présence de nicotine dans les mégots à une concentration de 5580 +/- 51, mg/kg entraîne le classement de déchet dangereux de l'échantillon au titre de la propriété HP 6 "toxicité aigüe".
Après traitement, nous obtenons des résultats satisfaisants, voire très satisfaisants.
Sur les deux échantillons 20 AJ 405 (ESSAI 1) et 20 AJ 406 (ESSAI 2), l'approche itérative permet de conclure que le premier échantillon après traitement peut être qualifié de déchets non dangereux au titre des propriétés HP 4, HP 5, HP 6, HP 7, HP 8, HP 10, HP
11, HP 13 et HP 14 via une évaluation par calcul.
La teneur en eau dans les échantillons a été déterminée par séchage à l'étuve (105 C) jusqu'à
une masse constante (Tableau 4 ci-dessous) Le tableau 4 ci-dessous représente les résultats de l'analyse relative à la Teneur en eau des échantillons de mégots :
Echantillon 20 AJ 404 20 AJ 405 20 AJ 406 Mégots bruts Essai 1 Essai 2 Teneur en eau 3,53% 3,74% 3,92%
[tableau 4]
Compte tenu de valeurs faibles de teneur en eau, il n'en a pas été tenu compte dans les calculs.
De plus, afin de pouvoir préciser la spéciation de certains métaux, le pH
d'une solution aqueuse en contact avec les échantillons a été déterminé. Le ratio entre la masse de la prise d'essai et le volume d'eau est 1/10.
Le tableau 5 ci-dessous représente les résultats de l'analyse relative au pH
des échantillons :
Echantillon 20 AJ 404 20 AJ 405 20 AJ 406 Mégots bruts Essai 1 Essai 2 pH 7,95 8,46 8,78 [tableau 5]
Les valeurs de pH, correspondant à des solutions légèrement basiques, permettent d'écarter la présence de quantités importantes (> g/kg) de substances alcalines comme par exemple de la potasse (KOH), de la soude (NaOH) ou de la chaux (Ca(OH)2).
L'évaluation des propriétés de danger a été réalisée sur la base des résultats ci-dessus. Cette évaluation a été réalisée selon la norme XP X 30-489.
On sait qu'avant traitement la présence de nicotine dans les mégots à une concentration de 5580 +/- 51, mg/kg entraîne le classement de déchet dangereux de l'échantillon au titre de la propriété HP 6 "toxicité aigüe".
Après traitement, nous obtenons des résultats satisfaisants, voire très satisfaisants.
Sur les deux échantillons 20 AJ 405 (ESSAI 1) et 20 AJ 406 (ESSAI 2), l'approche itérative permet de conclure que le premier échantillon après traitement peut être qualifié de déchets non dangereux au titre des propriétés HP 4, HP 5, HP 6, HP 7, HP 8, HP 10, HP
11, HP 13 et HP 14 via une évaluation par calcul.
28 PCT/FR2020/051880 Pour chacun des deux échantillons, la concentration en nicotine (initialement à environ 5580 mg/kg) passe après traitement à 870 mg/kg et 418 mg/kg. Elle a été
suffisamment réduite (ratio 7 à 13) pour ne plus entraîner de classement au titre de la propriété
HP6 "toxicité
aigüe".
Les analyses réalisées permettent donc de constater un abattement de la concentration en nicotine dans les mégots par le procédé mis en oeuvre car après traitement, la concentration résiduelle de nicotine n'entraîne plus le classement pour la propriété de danger HP6 "toxicité
aigüe" comme c'était le cas pour l'échantillon avant traitement.
Pour ce qui concerne la propriété HP14, des tests montrent également que le traitement permet d'atteindre un classement en déchets non dangereux selon HP14.
Pour mettre en évidence les caractéristiques techniques intéressantes de la fibre dépolluée, des analyses ont été réalisées pour prouver son efficacité d'isolant acoustique et technique :
Pour cela, plusieurs échantillons avec des numérotations différentes ont été
fournis afin qu'ils puissent être analysé pour déterminer leurs différentes caractéristiques techniques. Le but est aussi d'analyser l'impact du broyage sur les caractéristiques de la fibre.
Fibre/mélange/plaque.1 signifie que la matière n'a subie qu'un seul broyage, Fibre/mélange/plaque.2 deux broyages Fibre/mélange/plaque.3 trois broyages Fibre/mélange/plaque.poudre broyé jusqu'à devenir de la poudre - Propriétés de conductivité thermique :
Ce test a pour but de mesurer la conductivité thermique et la capacité
calorifique du matériau.
Le dispositif consiste en deux plaques échangeuses isolées en face arrière, l'une d'elle est fixe et l'autre est mobile. A l'intérieur de chaque plaque échangeuse circule un fluide caloporteur dont la température est régulée par un bain thermostaté. Les bains peuvent être programmés pour assurer une variation en fonction du temps. L'équipement permet d'imposer une température quelconque sur chacune des deux faces principales de l'échantillon. Pour mesurer la température de l'isolant, deux thermocouples sont utilisés et positionnés à
l'extérieur du matériau à caractériser. Afin de mesurer le flux de chaleur qui traverse l'échantillon, deux fluxmètres sont placés sur chacune des faces.
L'expérience se déroulera en trois étapes :
Étape 1 : chaque plaque a une température de 20 C
Étape 2 : chaque plaque a une température de 25 C
Étape 3 : une plaque est à 20 C et l'autre est à 25 C
suffisamment réduite (ratio 7 à 13) pour ne plus entraîner de classement au titre de la propriété
HP6 "toxicité
aigüe".
Les analyses réalisées permettent donc de constater un abattement de la concentration en nicotine dans les mégots par le procédé mis en oeuvre car après traitement, la concentration résiduelle de nicotine n'entraîne plus le classement pour la propriété de danger HP6 "toxicité
aigüe" comme c'était le cas pour l'échantillon avant traitement.
Pour ce qui concerne la propriété HP14, des tests montrent également que le traitement permet d'atteindre un classement en déchets non dangereux selon HP14.
Pour mettre en évidence les caractéristiques techniques intéressantes de la fibre dépolluée, des analyses ont été réalisées pour prouver son efficacité d'isolant acoustique et technique :
Pour cela, plusieurs échantillons avec des numérotations différentes ont été
fournis afin qu'ils puissent être analysé pour déterminer leurs différentes caractéristiques techniques. Le but est aussi d'analyser l'impact du broyage sur les caractéristiques de la fibre.
Fibre/mélange/plaque.1 signifie que la matière n'a subie qu'un seul broyage, Fibre/mélange/plaque.2 deux broyages Fibre/mélange/plaque.3 trois broyages Fibre/mélange/plaque.poudre broyé jusqu'à devenir de la poudre - Propriétés de conductivité thermique :
Ce test a pour but de mesurer la conductivité thermique et la capacité
calorifique du matériau.
Le dispositif consiste en deux plaques échangeuses isolées en face arrière, l'une d'elle est fixe et l'autre est mobile. A l'intérieur de chaque plaque échangeuse circule un fluide caloporteur dont la température est régulée par un bain thermostaté. Les bains peuvent être programmés pour assurer une variation en fonction du temps. L'équipement permet d'imposer une température quelconque sur chacune des deux faces principales de l'échantillon. Pour mesurer la température de l'isolant, deux thermocouples sont utilisés et positionnés à
l'extérieur du matériau à caractériser. Afin de mesurer le flux de chaleur qui traverse l'échantillon, deux fluxmètres sont placés sur chacune des faces.
L'expérience se déroulera en trois étapes :
Étape 1 : chaque plaque a une température de 20 C
Étape 2 : chaque plaque a une température de 25 C
Étape 3 : une plaque est à 20 C et l'autre est à 25 C
29 Les dimensions de nos échantillons sont de 30,5 *30,5 cm2 et ont comme masse volumique les valeurs suivantes : Plaque n 3.4 : 0,16g/cm2 Plaque n 2.1 : 0,13g/cm2 Plaque n 1.1 : 0,15 g/cm2 - Détermination de la chaleur spécifique :
A l'instant t=0, on impose une température T=20 C sur chaque côté de la plaque. On maintient cette température jusqu'à ce qu'on obtienne un équilibre thermique.
Puis on reproduit cette étape avec T=25 C. Enfin on réalise un écart de température en réglant T1=20 C et T2=25 C, ceci fait évoluer le système vers un autre état d'équilibre. Entre ces deux instants, le polystyrène a stocké une certaine quantité d'énergie calorifique. L'énergie totale stockée (Q) est calculée par la relation suivante :
Cf Yinètre reCpeLT
m*Cp*AT Avec : AT = T2-T1, (111+112= le flux de chaleur cumulé dans la plaque, Cfluxmètres = capacité thermique des fluxmètres, Cp = la chaleur spécifique et m= la masse de la plaque.
- Détermination de la conductivité
thermique :
Pour déterminer la conductivité thermique, on impose une température T=25 C à
la matière jusqu'à obtenir un état d'équilibre. Lors du cheminement vers cet état d'équilibre, la relation ci-dessous permet d'obtenir la conductivité de notre matériau recyclé:
/1=eE0/4.dT
Avec :
e =l'épaisseur de la plaque, = la somme des flux mesurés aux frontières de la plaque AT = la différence de température.
Résultats obtenus des tests de résistances thermiques :
Dénomination Dimensions Epaisseurs Masse Masse Conductivité Resistance Epaisseurs (cm) (cm) (g) volumique thermique thermique (mm) pour (kg/m3) (W/m.K) R R=5 norme à
respecter Plaque 30.5 x 30.5 2.5 100 77,4 0.049 20 24.7 Poudre Plaque 1 30.5 x 30.5 2.5 100 64,5 0.046 21.4 23.37 Plaque 2 30.5 x 30.5 2.5 100 55,8 0.047 21.2 25.55
A l'instant t=0, on impose une température T=20 C sur chaque côté de la plaque. On maintient cette température jusqu'à ce qu'on obtienne un équilibre thermique.
Puis on reproduit cette étape avec T=25 C. Enfin on réalise un écart de température en réglant T1=20 C et T2=25 C, ceci fait évoluer le système vers un autre état d'équilibre. Entre ces deux instants, le polystyrène a stocké une certaine quantité d'énergie calorifique. L'énergie totale stockée (Q) est calculée par la relation suivante :
Cf Yinètre reCpeLT
m*Cp*AT Avec : AT = T2-T1, (111+112= le flux de chaleur cumulé dans la plaque, Cfluxmètres = capacité thermique des fluxmètres, Cp = la chaleur spécifique et m= la masse de la plaque.
- Détermination de la conductivité
thermique :
Pour déterminer la conductivité thermique, on impose une température T=25 C à
la matière jusqu'à obtenir un état d'équilibre. Lors du cheminement vers cet état d'équilibre, la relation ci-dessous permet d'obtenir la conductivité de notre matériau recyclé:
/1=eE0/4.dT
Avec :
e =l'épaisseur de la plaque, = la somme des flux mesurés aux frontières de la plaque AT = la différence de température.
Résultats obtenus des tests de résistances thermiques :
Dénomination Dimensions Epaisseurs Masse Masse Conductivité Resistance Epaisseurs (cm) (cm) (g) volumique thermique thermique (mm) pour (kg/m3) (W/m.K) R R=5 norme à
respecter Plaque 30.5 x 30.5 2.5 100 77,4 0.049 20 24.7 Poudre Plaque 1 30.5 x 30.5 2.5 100 64,5 0.046 21.4 23.37 Plaque 2 30.5 x 30.5 2.5 100 55,8 0.047 21.2 25.55
30 PCT/FR2020/051880 Plaque 3 30.5 x 30.5 2.5 100 47,3 0.043 22.92 21.8 Vrac (fibre) 11 x 10,5 4 40 17,2 0.042 23.26 Vrac (poudre) 11 x 10,5 4 66.76 28,7 0.045 22.09 22.63 [Tableau 6]
Grâce aux résultats obtenus lors des expériences nous pouvons affirmer que la fibre dépolluée est bien isolante car celle-ci a des valeurs de conductivité inférieures à
0.06 W/m.K ( CF
Norme NF EN 13162+A1). En effet le matériau a une valeur moyenne de conductivité de 0.045 W/m.K. Cette valeur est la limite pour qu'un matériau soit considéré
comme isolant.
L'ensemble des échantillons issue de la fibre dépolluée est donc considéré
comme isolant.
Leurs valeurs de conductivité et résistance s'approchent des caractéristiques de la laine minérale. On peut également dire grâce aux essais que, moins il y a de broyage, plus le matériau est isolant. Ce qui veut dire qu'il y a une relation entre la masse volumique et la conductivité thermique. On pourrait donc imaginer par la suite de trouver l'optimum masse volumique/conductivité thermique pour notre matériau.
- Propriétés de perméabilité à la vapeur d'eau :
Le fonctionnement hygrométrique d'un matériau représente le comportement du matériau face à une grande variation de température et du taux d'humidité. Il s'agit de la capacité du matériau à absorber ou à rejeter l'énergie pour préserver le confort thermique du logement.
Cette manipulation a pour objectif de mesurer et caractériser la perméabilité
du matériau recyclé.
Protocole : Les échantillons à tester sont placés dans des bocaux. Un fond d'eau est présent au fond du bocal pour créer l'humidité. Des anneaux sont placés pour surélever l'échantillon et créer une zone d'air entre l'eau et le produit (1,2 cm). Ce volume sera le même pour tous les tests. Pour ne pas avoir de transfert direct entre l'enceinte climatique et l'air emprisonné, un joint avec un mélange de cire d'abeille et paraffine (60/40%) est réalisé et appliqué entre le bocal et l'échantillon. Le dispositif est ensuite placé dans une enceinte climatique réglé à un taux d'humidité à 50%. Une pesée de la masse est réalisée toutes les 24h afin de déterminer la quantité d'eau évaporé.
Grâce aux résultats obtenus lors des expériences nous pouvons affirmer que la fibre dépolluée est bien isolante car celle-ci a des valeurs de conductivité inférieures à
0.06 W/m.K ( CF
Norme NF EN 13162+A1). En effet le matériau a une valeur moyenne de conductivité de 0.045 W/m.K. Cette valeur est la limite pour qu'un matériau soit considéré
comme isolant.
L'ensemble des échantillons issue de la fibre dépolluée est donc considéré
comme isolant.
Leurs valeurs de conductivité et résistance s'approchent des caractéristiques de la laine minérale. On peut également dire grâce aux essais que, moins il y a de broyage, plus le matériau est isolant. Ce qui veut dire qu'il y a une relation entre la masse volumique et la conductivité thermique. On pourrait donc imaginer par la suite de trouver l'optimum masse volumique/conductivité thermique pour notre matériau.
- Propriétés de perméabilité à la vapeur d'eau :
Le fonctionnement hygrométrique d'un matériau représente le comportement du matériau face à une grande variation de température et du taux d'humidité. Il s'agit de la capacité du matériau à absorber ou à rejeter l'énergie pour préserver le confort thermique du logement.
Cette manipulation a pour objectif de mesurer et caractériser la perméabilité
du matériau recyclé.
Protocole : Les échantillons à tester sont placés dans des bocaux. Un fond d'eau est présent au fond du bocal pour créer l'humidité. Des anneaux sont placés pour surélever l'échantillon et créer une zone d'air entre l'eau et le produit (1,2 cm). Ce volume sera le même pour tous les tests. Pour ne pas avoir de transfert direct entre l'enceinte climatique et l'air emprisonné, un joint avec un mélange de cire d'abeille et paraffine (60/40%) est réalisé et appliqué entre le bocal et l'échantillon. Le dispositif est ensuite placé dans une enceinte climatique réglé à un taux d'humidité à 50%. Une pesée de la masse est réalisée toutes les 24h afin de déterminer la quantité d'eau évaporé.
31 PCT/FR2020/051880 Voici l'évolution de la masse en fonction du temps et pourcentage de masse perdu :
Jour 0 1 2 3 6 7 Heure 0 24 47 71 141 165 Plaquel 522,19 520,54 518,78 517,17 512,39 510,86 1 0 -0,32% -0,65% -0,96% -1,88% -2,17%
Plaque 548,44 546,92 545,53 544,12 540,16 538,86 2 0 -0,28% -0,53% -0,79% -1,51% -1,75%
Plaque 545,26 544,1 542,89 541,69 538,49 537,31 3 0 -0,21% -0,43% -0,65% -1,24% -1,46%
Plaque 552,61 551,2 549,92 548,55 544,7 543,45 poudre 0 -0,26% -0,49% -0,73% -1,43% -1,66%
[Tableau 7]
La figure 4 fournit une illustration graphique de cette évolution de la masse des différents produits en fonction du temps.
Les résultats de perméabilité obtenus sont les suivants (et comparatif de la perméabilité des différents matériaux) :
Matériaux Perméabilité à la vapeur GO
Résultats sur matériaux testés Plaque 1 broyage 2,09 Plaque 2 broyages 2,99 Plaque 3 broyages 2,88 Plaque poudre 2,50 Résultats sur matériaux du commerce Laine minérale 1 Panneau en laine de bois 5
Jour 0 1 2 3 6 7 Heure 0 24 47 71 141 165 Plaquel 522,19 520,54 518,78 517,17 512,39 510,86 1 0 -0,32% -0,65% -0,96% -1,88% -2,17%
Plaque 548,44 546,92 545,53 544,12 540,16 538,86 2 0 -0,28% -0,53% -0,79% -1,51% -1,75%
Plaque 545,26 544,1 542,89 541,69 538,49 537,31 3 0 -0,21% -0,43% -0,65% -1,24% -1,46%
Plaque 552,61 551,2 549,92 548,55 544,7 543,45 poudre 0 -0,26% -0,49% -0,73% -1,43% -1,66%
[Tableau 7]
La figure 4 fournit une illustration graphique de cette évolution de la masse des différents produits en fonction du temps.
Les résultats de perméabilité obtenus sont les suivants (et comparatif de la perméabilité des différents matériaux) :
Matériaux Perméabilité à la vapeur GO
Résultats sur matériaux testés Plaque 1 broyage 2,09 Plaque 2 broyages 2,99 Plaque 3 broyages 2,88 Plaque poudre 2,50 Résultats sur matériaux du commerce Laine minérale 1 Panneau en laine de bois 5
32 Panneau de fibre 5 Textile recyclé (métisse) 2-3 Ouate de cellulose 2 [Tableau8]
D'après la norme NF EN ISO 10456, nous obtenons les données rassemblées dans le tableau suivant.
Le matériau recyclé se situe dans le même intervalle que le métisse.
Ce matériau à une grande capacité d'absorption.
- Propriétés acoustiques :
La résistance acoustique du matériau est une donnée importante dans la caractérisation du produit.
Les expériences réalisées en laboratoire nous ont permis d'obtenir le coefficient d'absorption ainsi que l'indice d'affaiblissement du matériau recyclé.
Coefficient d'absorption : Le coefficient d'absorption acoustique définit le rapport entre le bruit absorbé et le bruit entrant. Celui-ci varie par fréquence sonore. Le coefficient d'absorption est compris entre 0 et 1. Plus le matériau est proche de 1, plus le matériau est absorbant.
Résultats obtenus après test du tube de Kundt en laboratoire acoustique :
Comme illustré en figures 5 et 6, on comprend ici que les deux produits absorbent très bien les fréquences entre 400 et 800 Hertz (Hz) avec un coefficient supérieur à
0,9.
Il est ainsi possible d'établir une classification du pouvoir absorbant des produits en fonction de la fréquence comme illustré en figure 7.
A partir de 500 Hz, le coefficient reste au-dessus de 0,85 : soit dans la meilleure classe d'isolation, la classe A. Ces classes sont définies par la norme EN ISO 354.
Ce matériau absorbant permet de diminuer la réverbération et donc éviter que le bruit ne se propage.
Indice d'affaiblissement : Exprimé en décibels (dB), c'est la mesure normalisée caractérisant l'indice d'affaiblissement d'un matériau ou produit de construction. Il représente la quantité de bruit arrêtée par ce matériau ou produit. Un matériau est d'autant plus isolant que son indice (Rw) est grand.
Les résultats obtenus après test du tube de Kundt en laboratoire acoustique sont illustrés en figures 8 et 9.
D'après la norme NF EN ISO 10456, nous obtenons les données rassemblées dans le tableau suivant.
Le matériau recyclé se situe dans le même intervalle que le métisse.
Ce matériau à une grande capacité d'absorption.
- Propriétés acoustiques :
La résistance acoustique du matériau est une donnée importante dans la caractérisation du produit.
Les expériences réalisées en laboratoire nous ont permis d'obtenir le coefficient d'absorption ainsi que l'indice d'affaiblissement du matériau recyclé.
Coefficient d'absorption : Le coefficient d'absorption acoustique définit le rapport entre le bruit absorbé et le bruit entrant. Celui-ci varie par fréquence sonore. Le coefficient d'absorption est compris entre 0 et 1. Plus le matériau est proche de 1, plus le matériau est absorbant.
Résultats obtenus après test du tube de Kundt en laboratoire acoustique :
Comme illustré en figures 5 et 6, on comprend ici que les deux produits absorbent très bien les fréquences entre 400 et 800 Hertz (Hz) avec un coefficient supérieur à
0,9.
Il est ainsi possible d'établir une classification du pouvoir absorbant des produits en fonction de la fréquence comme illustré en figure 7.
A partir de 500 Hz, le coefficient reste au-dessus de 0,85 : soit dans la meilleure classe d'isolation, la classe A. Ces classes sont définies par la norme EN ISO 354.
Ce matériau absorbant permet de diminuer la réverbération et donc éviter que le bruit ne se propage.
Indice d'affaiblissement : Exprimé en décibels (dB), c'est la mesure normalisée caractérisant l'indice d'affaiblissement d'un matériau ou produit de construction. Il représente la quantité de bruit arrêtée par ce matériau ou produit. Un matériau est d'autant plus isolant que son indice (Rw) est grand.
Les résultats obtenus après test du tube de Kundt en laboratoire acoustique sont illustrés en figures 8 et 9.
33 PCT/FR2020/051880 Évolution du coefficient d'absorption en fonction de la fréquence et du matériau utilisé :
Matériau/Fréquence 125Hz 250Hz 500Hz 750Hz 1000Hz Vrac broyage 1 0,17 0,61 0,99 0,95 0,84 Plaque broyage 1 0,7 0,14 0,17 0,27 0,41 Plaque doublée 0,16 0,5 0,89 1 0,94 broyage 1 Plaque doublée 0,16 0,5 0,89 1 0,94 broyage 1(essai2) Mousse mélamine 0,32 0,57 0,99 0,98 0,94 (pour comparatif) [Tableau9]
Évolution de l'indice d'affaiblissement en fonction du matériau et de la fréquence :
Matériau/Fréquence 125Hz 250Hz 500Hz 750Hz 1000Hz Vrac broyage 1 2,7 4,25 4,6 4,8 5,2 Plaque broyage 1 0,4 1,1 0,7 0,5 -0,6 Plaque doublée 3,3 4,1 4,3 4,4 3,7 broyage 1 Plaque doublée 3,3 4,1 4,3 4,4 3,7 broyage 1(essai2) Mousse mélamine 0,71 8,1 6 5 7 (pour comparatif) [Tableau 10]
A travers ces informations, nous pouvons conclure que le vrac ainsi que les plaques doublées sont très performants et se rapprochent des caractéristiques de la mousse mélamine utilisée pour chambre anéchoïque (salle d'expérimentation dont les parois absorbent les ondes sonores ou électromagnétiques).
Pour conclure sur l'efficacité des caractéristiques de cette matière recyclée, nous constatons que le matériau issu des mégots recyclés que nous avons étudié présente des caractéristiques intéressantes à exploiter dans de multiples domaines, notamment pour l'isolation.
Il devra être observé que cette description détaillée porte sur plusieurs exemples de réalisation particuliers de la présente invention, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent
Matériau/Fréquence 125Hz 250Hz 500Hz 750Hz 1000Hz Vrac broyage 1 0,17 0,61 0,99 0,95 0,84 Plaque broyage 1 0,7 0,14 0,17 0,27 0,41 Plaque doublée 0,16 0,5 0,89 1 0,94 broyage 1 Plaque doublée 0,16 0,5 0,89 1 0,94 broyage 1(essai2) Mousse mélamine 0,32 0,57 0,99 0,98 0,94 (pour comparatif) [Tableau9]
Évolution de l'indice d'affaiblissement en fonction du matériau et de la fréquence :
Matériau/Fréquence 125Hz 250Hz 500Hz 750Hz 1000Hz Vrac broyage 1 2,7 4,25 4,6 4,8 5,2 Plaque broyage 1 0,4 1,1 0,7 0,5 -0,6 Plaque doublée 3,3 4,1 4,3 4,4 3,7 broyage 1 Plaque doublée 3,3 4,1 4,3 4,4 3,7 broyage 1(essai2) Mousse mélamine 0,71 8,1 6 5 7 (pour comparatif) [Tableau 10]
A travers ces informations, nous pouvons conclure que le vrac ainsi que les plaques doublées sont très performants et se rapprochent des caractéristiques de la mousse mélamine utilisée pour chambre anéchoïque (salle d'expérimentation dont les parois absorbent les ondes sonores ou électromagnétiques).
Pour conclure sur l'efficacité des caractéristiques de cette matière recyclée, nous constatons que le matériau issu des mégots recyclés que nous avons étudié présente des caractéristiques intéressantes à exploiter dans de multiples domaines, notamment pour l'isolation.
Il devra être observé que cette description détaillée porte sur plusieurs exemples de réalisation particuliers de la présente invention, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui suivent
Claims (33)
1. Procédé de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant les étapes suivantes :
- un traitement (S1 1, S1 2, S1 3, S1 4, S1 5) desdits mégots pour en extraire des fibres à dépolluer ; et - une dépollution (52 0, 52 1, 52 2, 52 3, 52 4, 52 5, 52 6) desdites fibres par une mise en contact (52 4) de celles-ci avec un fluide dense sous pression.
- un traitement (S1 1, S1 2, S1 3, S1 4, S1 5) desdits mégots pour en extraire des fibres à dépolluer ; et - une dépollution (52 0, 52 1, 52 2, 52 3, 52 4, 52 5, 52 6) desdites fibres par une mise en contact (52 4) de celles-ci avec un fluide dense sous pression.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le fluide est dans un état supercritique, ledit fluide étant un fluide dit supercritique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites fibres sont préalablement introduites (52 0) dans une chambre de nettoyage.
4. Procédé selon au moins la revendication 2, dans lequel le fluide est comprimé (52 1) jusqu'à une pression (Psc) déterminée dite supercritique et est chauffé (52 2) jusqu'à
une température (Tsc) déterminée dite supercritique, lesdites pression (Psc) et température (Tsc) supercritiques étant déterminées en fonction dudit fluide.
une température (Tsc) déterminée dite supercritique, lesdites pression (Psc) et température (Tsc) supercritiques étant déterminées en fonction dudit fluide.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite température supercritique (Tsc) est comprise entre 0 et 400 Celsius, de préférence entre 150 et 80 Celsius, et ladite pression supercritique (Psc) est comprise entre 0 et 2000 bars, de préférence entre 50 et 350 bars, de préférence entre 280 et 320 bars.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit fluide est sélectionné parmi : le dioxyde de carbone ; des liquides organiques comme le méthanol ou l'éthanol ; l'eau ; le Tétrafluoroéthane ; les alcanes légers, ayant par exemple 1 à 5 atomes de carbone, tels que par exemple le méthane, le propane, le butane, l'isobutane et le pentane ; le monoxyde de dihydrogène ; les alcènes comme l'éthylène et le propylène.
7. Procédé selon la revendication 6 rattachée à la revendication 5, dans lequel ledit fluide est le dioxyde de carbone et dans lequel ladite température supercritique (Tsc) est supérieure ou égale à 31 Celsius et ladite pression supercritique (Psc) est supérieure ou égale à 73.85 bars.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel un cosolvant est ajouté (52 5) audit fluide pour extraire desdites fibres des substances organiques.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le cosolvant est sélectionné
parmi :
monoxyde de dihydrogène ; les alcools, par exemple les alcools aliphatiques de 1 à 5 atomes, tels que l'éthanol, le méthanol, le butanol ; les solutions aqueuses;
les terpènes ; le benzène ; les cyclohexanes et leurs mélanges ; les cétones ; les hydrofluoroéthers.
parmi :
monoxyde de dihydrogène ; les alcools, par exemple les alcools aliphatiques de 1 à 5 atomes, tels que l'éthanol, le méthanol, le butanol ; les solutions aqueuses;
les terpènes ; le benzène ; les cyclohexanes et leurs mélanges ; les cétones ; les hydrofluoroéthers.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel un extractant est ajouté (S2 6) au fluide pour extraire desdites fibres des substances inorganiques de type par exemple métaux lourds.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ledit extractant appartient à la famille des molécules du type calixarènes.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel la dépollution comprend, préalablement à la mise en contact (52 4), une humidification (52 3) desdites fibres.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mise en contact (52 4) comprend une action d'un jet dudit fluide en direction desdites fibres.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel ledit jet présente une vitesse comprise entre 1 et 500 mètres par seconde.
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, dans lequel ledit jet comprend un débit compris entre 1 et 4000 litres par heure.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la mise en contact (52 4) est réalisée pendant une durée comprise entre une minute et huit heures.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement comprend un broyage (S1 2) desdits mégots.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel le traitement comprend, suite à l'étape de broyage (S1 2), un tamisage (S1 4) afin de séparer les fibres des autres déchets, les autres déchets étant du type feuilles, cendres et/ou tabacs.
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel les autres déchets sont recyclés sous forme de compost.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites fibres comprennent des fibres d'acétate de cellulose.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend une étape initiale de collecte (SO) desdits mégots.
22. Fibre nettoyée obtenue à l'issue d'une mise en uvre d'un procédé de nettoyage selon l'une quelconque des revendications précédentes.
23. Installation (200) de nettoyage de mégots de cigarettes comprenant :
- une cuve de traitement configurée pour traiter lesdits mégots afin d'en extraire des 1 3b fibres à dépolluer ; et - des moyens de dépollution (100) configurés pour dépolluer lesdites fibres par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression.
- une cuve de traitement configurée pour traiter lesdits mégots afin d'en extraire des 1 3b fibres à dépolluer ; et - des moyens de dépollution (100) configurés pour dépolluer lesdites fibres par une mise en contact de celles-ci avec un fluide dense sous pression.
24. Installation (200) selon la revendication 23, dans laquelle lesdites moyens de dépollution (100) comprenant une chambre de nettoyage (10) de type autoclave.
25. Installation (200) selon la revendication 24, dans laquelle ladite chambre de nettoyage (10) est reliée à un réservoir (20) contenant ledit fluide.
26. Installation (200) selon la revendication 24 ou 25, dans laquelle ladite chambre de nettoyage (10) comprend des moyens de chauffe (40) et des moyens de compression (30), commandables par une unité centrale (50), configurés respectivement pour chauffer ledit fluide jusqu'à une température supercritique (Tsc) et comprimer ledit fluide jusqu'à une pression supercritique (Psc), ladite unité centrale (50) déterminant lesdites température (Tsc) et pression (Psc) supercritiques en fonction dudit fluide.
27. Installation (200) selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, dans laquelle ladite chambre de nettoyage (10) comprend un tambour rotatif dans lequel sont introduites lesdites fibres.
28. Utilisation de fibres issues des filtres de mégots de cigarettes dépolluées par la mise en uvre du procédé de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 21 pour la fabrication d'un isolant thermique et/ou phonique, de filtres et/ou d'objets plastiques biodégradables.
29. Utilisation selon la revendication 28, dans laquelle les fibres sont des fibres d'acétate de cellulose.
30. Utilisation selon la revendication 28 ou 29, dans lequel l'isolant thermique sert à pour fabriquer des plaques d'isolation thermique et/ou phonique pour le bâtiment et/ou l'énergie.
31. Utilisation selon la revendication 28 ou 29, dans lequel l'isolant thermique sert à
confectionner des articles textiles.
confectionner des articles textiles.
32. Utilisation selon la revendication 28 ou 29 pour confectionner des filtres à air, gaz, liquides
33. Utilisation selon la revendication 28 ou 29 pour confectionner des matières plastiques notamment biodégradables.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR1911822 | 2019-10-22 | ||
| FR1911822A FR3102076B3 (fr) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | Procede de recyclage de megots et utilisation du procede pour la fabrication d’un isolant thermique et/ou acoustique |
| FR2000806A FR3102180B1 (fr) | 2019-10-22 | 2020-01-28 | Nettoyage des fibres issues des mégots de cigarette par mise en contact avec un fluide supercritique et recyclage des fibres dépolluées |
| FRFR2000806 | 2020-01-28 | ||
| PCT/FR2020/051880 WO2021079050A1 (fr) | 2019-10-22 | 2020-10-19 | Nettoyage et dépollution des fibres issues des mégots de cigarettes usagés par mise en contact avec un fluide supercritique et recyclage des fibres dépolluées |
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|---|---|
| CA3156829A1 true CA3156829A1 (fr) | 2021-04-29 |
Family
ID=75523561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA3156829A Pending CA3156829A1 (fr) | 2019-10-22 | 2020-10-19 | Nettoyage et depollution des fibres issues des megots de cigarettes usages par mise en contact avec un fluide supercritique et recyclage des fibres depolluees |
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| EP (1) | EP4048453A1 (fr) |
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