Procédé de préparation de fumier fermenté à partir d'une masse constituée au moins en partie de matières végétales, et appareil pour la mise en aeuvre de ce procédé. La fabrication du fumier fermenté à par tir de fumier frais et la fabrication d'un fu mier fermenté à partir de produits végétaux présentent de grandes similitudes puisque, dans les deux cas, la matière première est soumise à l'action de bactéries aérobies ther- mophiles qui se développent au sein de cette matière première.
Dans les procédés connus, on se contente de mettre en tas la matière première, de sorte que la fermentation débute au centre des tas et se propage jusqu'à une distance plus ou moins grande de la surface des tas. On re tourne alors la matière première, c'est-à-dire qu'on la brasse pour la détasser et l'homo généiser. A la suite de cette opération, on observe une nouvelle élévation de température sensiblement analogue en valeur et en durée à celle précédemment constatée.
Ces modes de préparation ne donnent évi demment pas de masse homogène puisque seules les parties internes sont soumises à la fermentation; ils sont longs et, enfin, ils néces sitent une manoeuvre importante.
La présente invention permet l'obtention d'un fumier fermenté à partir de matières végétales avec une main-d'oeuvre réduite et un appareillage peu coûteux, ainsi que la récupération des divers produits gazeux qui sont libérés au cours de ladite fermentation. Elle tire surtout parti des deux facteurs les plus importants en ce qui concerne le dévelop- pement de la fermentation et qui sont: le maintien de la température qui résulte des réactions exothermiques de fermentation et l'absence de tassement prolongé qui produit l'étouffement des bactéries aérobies.
Le procédé de préparation de fumier fer menté selon la présente invention se caracté rise en ce que la fermentation de la masse est réalisée dans une enceinte calorifugée et dans des conditions propres à éviter un tasse ment de ladite masse tel qu'il en résulte l'étouffement des bactéries aérobies.
L'invention comprend également un appa reil pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cet appareil est caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte calorifugée et est agencé de façon à permettre un brassage de la masse en fermentation.
Sur le dessin annexé, on a représenté, schématiquement et à titres d'exemples des formes d'exécution de l'appareil pour la mise en aeuvr e du procédé selon l'invention.
La fi-. 1 est une vue en élévation d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est. une coupe transversale verti cale suivant la. ligne II-II de la. fig. 1.
La fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 d'iuie variation de réalisation.
La fi--. .l est une coupe verticale transver sale suivant la ligne IV-IV de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution. La fig. 6 est une coupe transversale hori zontale suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
Les fig. 7, 8, 9 et 10 sont des coupes ver ticales longitudinales d'autres formes d'exé cution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 11 est une coupe verticale d'une forme d'exécution d'un appareil dont la chambre calorifugée ne comporte pas de mé canisme d'avance et de brassage automatiques.
La fig. 12 est une coupe verticale longitu dinale, suivant la ligne gII-âII de la fig. 13, d'un appareil de petites dimensions à commande manuelle.
Dans l'exemple de réalisation des fig. 1 et 2, l'appareil comprend, comme enceinte calorifugée, un cylindre rotatif calorifugé 1 dont la surface interne comporte une vis d'Archimède intérieure 2. Le produit à tra vailler est introduit, en amont du cylindre 1, dans une trémie d'alimentation 3 débouchant dans le cylindre précité. Il est divisé en charges élémentaires par la vis d'Archimède.
Le fumier prêt arrive dans la trémie de sortie 4 après période (plusieurs jours) re quise pour sa cuisson. L'appareil fonctionne en marche continue; la matière étant cons tamment en mouvement et exemple du tasse ment qui peut étouffer les bactéries. Ce mou vement favorise l'aération et l'auto-ensemen- cement de proche en proche ainsi que l'homo généisation.
Les émanations qui se dégagent dans le cylindre calorifugé 1 au cours de la cuisson de la masse traitée peuvent être collectées en vue de la récupération des éléments intéres sants. Le cylindre 1 comporte, en outre, des trous d'homme (non représentés sur le dessin) pour l'introduction des engrais et pour les visites, etc. Le tambour peut être également prismatique et présenter une section polygo nale quelconque.
L'exemple de réalisation des fig. 3 et 4 (sur lesquelles on a conservé les mêmes chif fres de référence que précédemment) se diffé rencie du mode de réalisation des. fig. 1 et 2 iniquement par le fait que le cylindre calori fugé 1 est incliné et qu'il comporte des sail lies ou palettes intérieures 5 pour le brassage et l'entraînement de -la matière. L'entraîne ment a , lieu grâce au fait que les palettes ihtérieures se déplacent dans un plan oblique par rapport à la direction normale de chute (verticale) des portions de fumier entraînées, ce qui est dû à l'inclinaison de l'axe de la chambre de réaction par rapport à l'horizon tale.
La 'masse divisée passe ainsi à travers la chambre de réaction par brassages succes sifs, rotation et chute pour arriver, dans le temps requis pour la cuisson, dans la trémie de sortie 4. Les saillies ou palettes 5 peuvent être formées d'éléments séparés ou de plan ches parallèles à l'axe de la chambre de réac tion.
Dans l'exemple de réalisation des fig. 5 et 6, l'appareil se présente sous la forme d'une tour à cascades 6 formant chambre de réac tion calorifugée, tour dans laquelle les pro duits à travailler sont introduits, par gravité, à partir de la trémie d'entrée 3. Dans la tour se trouvent une série de cloisons horizontales 7 munies d'orifices 8 disposés en chicane. La totalité des compartiments superposés déli-. mités par les cloisons 7 est traversée par un arbre vertical 9 muni de palettes 10.
La rota tion de l'équipage mobile 9, 10 provoque la chute, par gravité, de la masse à travers les orifices 8 d'un compartiment supérieur à un compartiment inférieur, et ceci de proche en proche jusqu'à l'étage le plus bas où se trouve la trémie collectrice 11 (après le nombre de jours requis pour la cuisson). De même que précédemment, cet appareil fonctionne en marche continue.
Dans une variante, l'appareil peut égale ment être réalisé avec un ensemble 9, 10 fixe et avec un cylindre 6 rotatif.
Dans les deux cas, les gaz et les vapeurs résultant de la cuisson du fumier peuvent circuler (après avoir traversé la masse en transformation) dans une gaine collectrice 12 pour aboutir dans un appareillage récupéra teur approprié.
Dans le mode de réalisation que montre la fig. 7, l'appareil comprend une chambre de réaction calorifugée 13 dans laquelle se trouvent un nombre approprié quelconque de transporteurs ou tapis roulants horizontaux 1.4 reliés entre eux par des élévateurs 15. Les produits à travailler sont introduits en 16 et arrivent en 17 à la suite d'une avance journalière constante et à l'expiration du temps requis pour leur cuisson. Comme -les précédents, cet appareil fonctionne en marche continue et l'introduction des engrais (ainsi que les visites) sont rendues possibles grâce à des trous d'homme (non représentés sur le dessin), tandis que les émanations peuvent être récupérées au moyen de dispositifs ap propriés.
Dans la variante que montre la fig. 8, l'appareil comporte une chambre calorifugée horizontale 18 dans laquelle sont disposés des tapis roulants 19 inclinés de façon à se super poser bout à bout. A l'extrémité supérieure de chaque tapis se trouve un dispositif de brassage 20 constitué par un arbre horizontal muni de bras tournant à une vitesse suffi samment élevée pour carder le fumier au moment où il tombe d'un tapis sur l'autre. Les produits à travailler sont introduits en 21, et, par une avance journalière constante, fonction du temps nécessaire à la cuisson, ils arrivent en 22. Cette variante comporte égale ment des trous d'homme et des dispositifs récupérateurs pour les émanations.
La fig. 9 montre une réalisation particu lière d'un appareil comportant, dans une chambre de réaction calorifugée 23, des tapis roulants superposés 24 aux extrémités des quels se trouvent des dispositifs de brassage analogues à ceux désignés par 20 sur la fig. 8. Les produits à travailler sont introduits en 25 et arrivent en 26 à la suite d'une avance journalière constante qui est en fonc tion du temps requis pour la cuisson. Des trous d'homme sont également prévus dans la paroi de la chambre 23 dans le but spécifié plus haut, des dispositifs appropriés étant, en outre, prévus pour la récupération des émanations intéressantes.
Dans l'exemple de dispositif que montre la fig. 10 la chambre calorifugée 27 (qui est munie de trous d'homme et de récupérateurs pour les émanations) renferme un tapis rou- lant unique 28 au-dessus duquel sont disposés, de place en place, des appareils brasseurs 29 constitués chacun par des palettes fixées sur un arbre horizontal, vertical ou oblique. La matière est introduite en 30 et ressort en 31. Elle est divisée en charges par les appareils 29.
Des simplifications plus ou moins impor tantes peuvent être apportées aux divers dis positifs décrits ci-dessus. C'est ainsi que l'ap pareil en forme de tour peut se présenter sous la forme simplifiée que montre la fig. 11.
Dans cette forme d'exécution, l'appareil est constitué par une tour 36 formant chambre de réaction calorifugée subdivisée en plusieurs éta ges (en nombre approprié au résultat recher ché) délimités par des barres transversales (horizontales) et amovibles 37 destinées à sup porter les couches de fumier 38. Une porte de chargement est prévue en 39 et une porte de déchargement en 40. Le mode de fonction nement de cet, appareil est le suivant: le fumier contenu à l'étage inférieur et dont la cuisson est achevée est extrait en 40.
On retire ensuite les barres 37 de l'étage immédia tement supérieur pour faire tomber progressi vement et à l'état divisé la dernière couche de fumier et, après remise en place des barres précitées, on procède de même, de proche en proche, jusqu'à l'étage le plus élevé de la tour, ce qui a pour résultat de libérer l'étage supérieur dans lequel on introduit, par 39, une nouvelle couche de matière à traiter.
Un autre appareil de conception simplifiée est celui que montrent les fig. 12 et 13. Dans cette forme d'exécution, l'enceinte calorifugée 41 est cylindrique ou prismatique, contient un axe 42 qui la traverse de part en part et avec lequel elle peut tourner. De l'axe 42 partent des parois rayonnantes à claire-voie 43. Ces parois peuvent également être dispo sées perpendiculairement à l'axe 42. Dans les deux cas, ces parois divisent l'enceinte 41 en plusieurs compartiments (en nombre appro prié au résultat recherché) munis chacun d'une porte de chargement et de vidange. Chaque compartiment est rempli avec un dé calage de quelques jours, avec le produit à travailler, ceci de façon que l'enceinte con- tienne des produits d'âges différents.
Lors qu'on vide un des compartiments (celui ren fermant le produit le plus âgé), on le regar nit immédiatement d'une nouvelle charge de produit non transformé. L'appareil est re tourné plusieurs fois chaque jour, ce qui pro duit lé brassage avec les avantages déjà indi qués. Les parois 43 peuvent être enveloppées dans une paroi à claire-voie qui tourne avec elles dans l'enceinte 41.
Les différents appareils décrits ci-dessus peuvent recevoir les modifications suivantes: on peut faire passer les gaz autour de la chambre de réaction, dans une gaine prévue à cet effet. Ces appareils permettent d'obte nir les résultats ci-après: possibilité de con duire les réactions; travail de la masse dans les conditions optima; réduction des pertes d'azote amoniacal et obtention d'un fumier plus riche en produits azotés; produit phis homogène et mieux humifié; réduction sen sible du temps de cuisson; auto-ensemence- ment permettant la suppression du pied de cuve>;
économie de main-d'oeuvre; possibilité de récupération des émanations; production rapide d'un fumier synthétique transformable immédiatement en fumier à enterrer.
Process for preparing fermented manure from a mass consisting at least in part of vegetable matter, and apparatus for implementing this process. The production of fermented manure from fresh manure and the production of fermented manure from plant products have great similarities since, in both cases, the raw material is subjected to the action of thermic aerobic bacteria. mophiles that develop within this raw material.
In the known processes, it is sufficient to pile up the raw material, so that the fermentation begins at the center of the piles and spreads to a greater or lesser distance from the surface of the piles. The raw material is then turned back, that is to say, it is brewed to detach it and homogenize it. Following this operation, a new temperature rise is observed which is substantially similar in value and duration to that previously observed.
These methods of preparation obviously do not give a homogeneous mass since only the internal parts are subjected to fermentation; they are long and, finally, they require an important maneuver.
The present invention makes it possible to obtain a fermented manure from vegetable materials with reduced labor and inexpensive equipment, as well as the recovery of the various gaseous products which are released during said fermentation. It takes advantage above all of the two most important factors with regard to the development of fermentation, which are: the maintenance of the temperature which results from the exothermic reactions of fermentation and the absence of prolonged settling which produces the suffocation of the fermentation. aerobic bacteria.
The process for preparing fermented manure according to the present invention is characterized in that the fermentation of the mass is carried out in a heat-insulated enclosure and under conditions suitable for avoiding a settling of said mass such as to result in the suffocation of aerobic bacteria.
The invention also comprises an apparatus for implementing this method. This device is characterized in that it comprises a heat-insulated enclosure and is arranged so as to allow stirring of the mass during fermentation.
In the accompanying drawing, there is shown, schematically and by way of example, embodiments of the apparatus for the implementation of the process according to the invention.
The fi-. 1 is an elevational view of a first embodiment.
Fig. 2 is. a vertical cross section along the. line II-II of the. fig. 1.
Fig. 3 is a view similar to FIG. 1 of iuie variation of realization.
The fi--. .l is a vertical cross section on the line IV-IV of fig. 3. Fig. 5 is a vertical section of another embodiment. Fig. 6 is a horizontal cross section along the line VI-VI of FIG. 5.
Figs. 7, 8, 9 and 10 are longitudinal vertical sections of other embodiments of the apparatus according to the invention.
Fig. 11 is a vertical section through an embodiment of an apparatus whose heat-insulated chamber does not include an automatic advance and stirring mechanism.
Fig. 12 is a longitudinal vertical section taken along the line gII-âII of FIG. 13, a device of small dimensions with manual control.
In the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, the apparatus comprises, as a heat-insulated enclosure, a heat-insulated rotating cylinder 1, the internal surface of which comprises an internal Archimedean screw 2. The product to be worked is introduced, upstream of the cylinder 1, into a hopper of feed 3 opening into the aforementioned cylinder. It is divided into elementary charges by the Archimedean screw.
The ready manure arrives in the outlet hopper 4 after a period (several days) required for its cooking. The device operates continuously; matter being constantly in motion and example of settling which can suffocate bacteria. This movement promotes aeration and self-seeding step by step as well as homogenization.
The fumes which are released in the heat-insulated cylinder 1 during the firing of the treated mass can be collected with a view to recovering the elements of interest. The cylinder 1 also has manholes (not shown in the drawing) for introducing fertilizers and for inspections, etc. The drum can also be prismatic and have any polygonal section.
The exemplary embodiment of FIGS. 3 and 4 (on which we have kept the same reference figures as previously) differs from the embodiment of. fig. 1 and 2 only by the fact that the fugé calori cylinder 1 is inclined and that it comprises sail lies or internal pallets 5 for the stirring and entrainment of the material. The training takes place thanks to the fact that the internal paddles move in an oblique plane with respect to the normal direction of fall (vertical) of the driven manure portions, which is due to the inclination of the axis of the manure. the reaction chamber with respect to the tale horizon.
The divided mass thus passes through the reaction chamber by successive stirring, rotation and fall to arrive, within the time required for cooking, in the outlet hopper 4. The protrusions or pallets 5 may be formed of separate elements. or planes parallel to the axis of the reaction chamber.
In the exemplary embodiment of FIGS. 5 and 6, the apparatus is in the form of a cascading tower 6 forming a heat-insulated reaction chamber, a tower in which the products to be worked are introduced, by gravity, from the inlet hopper 3. In the tower are a series of horizontal partitions 7 provided with orifices 8 arranged in a baffle. All of the superimposed compartments deli-. mites by the partitions 7 is crossed by a vertical shaft 9 provided with pallets 10.
The rotation of the movable assembly 9, 10 causes the fall, by gravity, of the mass through the orifices 8 from an upper compartment to a lower compartment, and this step by step up to the lowest floor. bottom where the collecting hopper 11 is located (after the number of days required for cooking). As before, this device operates continuously.
In a variant, the apparatus can also be produced with a fixed assembly 9, 10 and with a rotating cylinder 6.
In both cases, the gases and vapors resulting from the cooking of the manure can circulate (after having passed through the mass under transformation) in a collecting duct 12 to end in an appropriate recovery apparatus.
In the embodiment shown in FIG. 7, the apparatus comprises a heat-insulated reaction chamber 13 in which there are any suitable number of horizontal conveyors or conveyor belts 1.4 interconnected by elevators 15. The products to be worked are introduced at 16 and arrive at 17 as a result. a constant daily advance and the expiration of the time required for their cooking. Like the previous ones, this device works in continuous operation and the introduction of fertilizers (as well as the visits) are made possible thanks to manholes (not shown in the drawing), while the fumes can be recovered by means of appropriate devices.
In the variant shown in FIG. 8, the apparatus comprises a horizontal heat-insulated chamber 18 in which are arranged conveyor belts 19 inclined so as to be superposed end to end. At the upper end of each belt there is a stirring device 20 consisting of a horizontal shaft provided with arms rotating at a speed high enough to card the manure as it falls from one belt to the other. The products to be worked are introduced at 21, and, by a constant daily advance, depending on the time required for cooking, they arrive at 22. This variant also comprises manholes and recovery devices for the fumes.
Fig. 9 shows a particular embodiment of an apparatus comprising, in a heat-insulated reaction chamber 23, superimposed conveyor belts 24 at the ends of which there are stirring devices similar to those designated by 20 in FIG. 8. The products to be worked are introduced at 25 and arrive at 26 following a constant daily advance which is a function of the time required for cooking. Manholes are also provided in the wall of chamber 23 for the purpose specified above, suitable devices being furthermore provided for the recovery of fumes of interest.
In the example of the device shown in FIG. 10 the heat-insulated chamber 27 (which is provided with manholes and recuperators for the emanations) contains a single conveyor belt 28 above which are arranged, from place to place, stirring apparatus 29 each consisting of pallets fixed on a horizontal, vertical or oblique shaft. The material is introduced at 30 and leaves at 31. It is divided into charges by the devices 29.
More or less significant simplifications can be made to the various positive devices described above. Thus the apparatus in the form of a tower can be presented in the simplified form shown in FIG. 11.
In this embodiment, the apparatus consists of a tower 36 forming a heat-insulated reaction chamber subdivided into several stages (in a number appropriate to the desired result) delimited by transverse (horizontal) and removable bars 37 intended to support layers of manure 38. A loading door is provided at 39 and an unloading door at 40. The operating mode of this device is as follows: the manure contained in the lower level and whose cooking is completed is extracted in 40.
The bars 37 are then removed from the immediately upper floor in order to gradually drop and in the divided state the last layer of manure and, after replacing the aforementioned bars, the same procedure is carried out, step by step, until 'on the highest floor of the tower, which results in freeing the upper floor in which is introduced, through 39, a new layer of material to be treated.
Another apparatus of simplified design is that shown in FIGS. 12 and 13. In this embodiment, the heat-insulated enclosure 41 is cylindrical or prismatic, contains an axis 42 which passes right through it and with which it can rotate. From the axis 42 start radiating skeleton walls 43. These walls can also be arranged perpendicular to the axis 42. In both cases, these walls divide the enclosure 41 into several compartments (in a number appropriate to the desired result) each fitted with a loading and emptying door. Each compartment is filled with an offset of a few days, with the product to be worked, this so that the chamber contains products of different ages.
When one of the compartments (the one containing the oldest product) is emptied, it is immediately regained with a new load of unprocessed product. The appliance is turned several times each day, which produces brewing with the advantages already indicated. The walls 43 can be enveloped in a slatted wall which rotates with them in the enclosure 41.
The various devices described above can receive the following modifications: the gases can be passed around the reaction chamber, in a sheath provided for this purpose. These devices make it possible to obtain the following results: possibility of controlling the reactions; mass work under optimum conditions; reduction of ammoniacal nitrogen losses and obtaining manure richer in nitrogenous products; product phis homogeneous and better humified; noticeable reduction in cooking time; self-inoculation allowing the elimination of the starter>;
labor saving; possibility of recovery of fumes; rapid production of synthetic manure that can be immediately converted into manure for burial.