CH704022A2 - METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING AND TREATMENT Plant Fibers. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé et un dispositif pour l’obtention et le traitement de fibres d’origine végétale, notamment de fibres obtenues à base d’herbe et/ou de graminées. Le dispositif (100) comporte un silo d’ensilage (10) pour effectuer un pré-traitement de la matière première (10a), des moyens (10b) pour acheminer la matière première ensilée vers un bac (20) afin d’obtenir une boue fluide par brassage et séparation des éléments étrangers (20a) et des moyens pour transférer la boue fluide dans une citerne (30) dans laquelle la matière première (10a) est mise en suspension dans un volume d’eau. Le dispositif comporte en outre des moyens permettant de séparer et de récupérer les matières digestibles contenues dans la boue, des moyens de broyage (40) pour déchirer la matière première restante et un transporteur-séparateur d’eau (40b) pour finalement séparer le jus de la matière broyée et acheminer la matière broyée et traitée vers une installation de séchage.The invention relates to a method and a device for obtaining and treating fibers of plant origin, in particular fibers obtained from grass and / or grasses. The device (100) comprises a silage silo (10) for pre-treating the raw material (10a), means (10b) for conveying the ensiled raw material to a container (20) to obtain a fluid slurry by stirring and separating foreign elements (20a) and means for transferring fluid sludge into a tank (30) in which the raw material (10a) is suspended in a volume of water. The device further comprises means for separating and recovering the digestible matter contained in the sludge, grinding means (40) for tearing the remaining raw material and a water separator-transporter (40b) to finally separate the juice. of the crushed material and convey the crushed and processed material to a drying plant.
Description
Domaine techniqueTechnical area
[0001] La présente invention concerne un procédé pour l’obtention et le traitement de fibres d’origine végétale, notamment de fibres obtenues à base d’une matière première constituée essentiellement d’herbe et/ou de graminées. The present invention relates to a process for obtaining and treating plant fibers, especially fibers obtained from a raw material consisting essentially of grass and / or grasses.
[0002] L’invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre de ce procédé d’obtention et de traitement de fibres d’origine végétale, notamment de fibres obtenues à base d’une matière première constituée essentiellement d’herbe et/ou de graminées. The invention also relates to a device for implementing this process for obtaining and treating fibers of plant origin, in particular fibers obtained from a raw material consisting essentially of grass and / or of grasses.
Technique antérieurePrior art
[0003] On connaît déjà des procédés de production de fibres végétales, notamment en vue d’une utilisation comme matériau isolant ou comme additif à des matériaux de construction tel que le béton de chaux ou similaire. Le procédé consiste habituellement à broyer la matière première à l’état sec, sans préparation particulière, et à séparer la masse fibreuse des matières organiques qui peuvent, dans certains cas, être utilisées comme nourriture pour le bétail, ou comme matières de base pour des produits diététiques ou similaires. Parmi ces matières végétales de base, on a utilisé le chanvre, le kénaf ou l’herbe. [0003] Methods of producing plant fibers are already known, in particular for use as an insulating material or as an additive to building materials such as lime concrete or the like. The process usually consists in grinding the raw material in the dry state, without special preparation, and in separating the fibrous mass from the organic matter which can, in some cases, be used as feed for livestock, or as raw materials for dietary or similar products. Among these basic plant materials, hemp, kenaf or grass have been used.
[0004] Cette façon de procéder présente l’inconvénient de favoriser le développement de champignons avec pour effet la contamination des fibres végétales que l’on récupère en vue d’une utilisation comme isolant ou similaire, mais également comme substances organiques digestibles qui servent à l’alimentation du bétail, par exemple. This procedure has the disadvantage of promoting the development of fungi with the effect of contamination of plant fibers that are recovered for use as an insulator or the like, but also as digestible organic substances that serve to cattle feeding, for example.
Exposé de l’inventionPresentation of the invention
[0005] La présente invention apporte une solution aux problèmes évoqués ci-dessus en proposant un procédé d’obtention et de traitement de fibres végétales, notamment à base d’une matière première constituée essentiellement d’herbe, ce procédé permettant d’obtenir des fibres homogènes et souples, non polluées par des champignons ou d’autres parasites, en vue de réaliser des éléments thermiquement isolants ayant une densité élevée de fibres et de ce fait un facteur d’isolation important. The present invention provides a solution to the problems mentioned above by providing a method for obtaining and treating plant fibers, in particular based on a raw material consisting essentially of grass, this method making it possible to obtain homogeneous and flexible fibers, not polluted by fungi or other parasites, for producing thermally insulating elements having a high density of fibers and therefore an important insulation factor.
[0006] Dans ce but, le procédé selon l’invention, tel que défini en préambule, est caractérisé en ce que l’on effectue un ensilage préliminaire de la matière première, en ce que l’on effectue un rinçage initial de ladite matière première préalablement ensilée dans un bac en forme de canal à courant d’eau, en ce que l’on effectue ensuite une mise en suspension de la matière première dans une citerne contenant de l’eau, puis une séparation et une récupération des matières digestibles présentes dans le jus restant par concentration dudit jus, et en ce que l’on exécute un broyage de la matière première en suspension restante au cours de laquelle elle est déchirée puis tamisée et partiellement déshumidifiée et ensuite séchée. For this purpose, the method according to the invention, as defined in the preamble, is characterized in that it performs a preliminary silage of the raw material, in that it is carried out an initial rinse of said material first pre-ensiled in a tray in the form of a channel with a stream of water, in that the raw material is then suspended in a cistern containing water, followed by separation and recovery of the digestible materials. present in the remaining juice by concentration of said juice, and in that it carries out a grinding of the remaining suspended raw material during which it is torn then sieved and partially dehumidified and then dried.
[0007] Selon un mode de réalisation préféré, l’on effectue la phase de rinçage initial en réalisant un brassage de la matière première dans un fort courant d’eau afin d’éliminer les corps étrangers plus lourds que l’eau. According to a preferred embodiment, the initial rinsing phase is carried out by mixing the raw material in a strong stream of water to remove foreign bodies heavier than water.
[0008] L’on effectue avantageusement la mise en suspension de la matière première rincée pour créer un mélange sensiblement homogène de matière première et d’eau sous la forme d’une boue fluide. It is advantageously carried out in suspension of the rinsed raw material to create a substantially homogeneous mixture of raw material and water in the form of a fluid sludge.
[0009] L’on crée de préférence ledit mélange sensiblement homogène de matière première et d’eau en le maintenant dans une citerne pendant une durée sensiblement comprise entre 1 et 5 minutes. It is preferably created said substantially homogeneous mixture of raw material and water by maintaining it in a tank for a period of time substantially between 1 and 5 minutes.
[0010] L’on effectue de façon avantageuse le broyage en phase semi-liquide en amenant ledit mélange homogène de matière première et d’eau par pompage dans une machine agencée pour déchirer la matière première. Advantageously the grinding is carried out in the semi-liquid phase by bringing said homogeneous mixture of raw material and water by pumping in a machine arranged to tear the raw material.
[0011] Après la séparation de ladite matière première et du jus l’on peut ajouterkies additifs de traitement à la matière première dans un circuit d’eau séparé. After separation of said raw material and juice can addkies processing additives to the raw material in a separate water circuit.
[0012] Ces additifs de traitement peuvent comprendre des fongicides. These treatment additives may include fungicides.
[0013] Le dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention est caractérisé en ce qu’il comporte au moins un silo d’ensilage agencé pour effectuer un pré-traitement de ladite matière première, des moyens agencés pour acheminer la matière première ensilée vers un bac à courant d’eau agencé pour obtenir une boue fluide par brassage et séparation des éléments étrangers plus lourds que l’eau, des moyens agencés pour transférer ladite boue fluide dans une citerne agencée pour mettre en suspension la matière première dans un volume d’eau, des moyens agencés pour séparer et récupérer les matières digestibles contenues dans ladite boue, des moyens de broyage agencés pour déchirer la matière première restante, et un transporteur-séparateur agencé pour séparer le jus de la matière broyée et acheminer ladite matière broyée vers une installation de séchage. The device for implementing the method according to the invention is characterized in that it comprises at least one silo silo arranged to perform a pre-treatment of said raw material, means arranged to convey the material. first ensiled to a water flow tray arranged to obtain a fluid sludge by stirring and separation of foreign elements heavier than water, means arranged to transfer said fluid slurry in a tank arranged to suspend the raw material in a volume of water, means arranged to separate and recover the digestible matter contained in said sludge, grinding means arranged to tear the remaining raw material, and a separator-transporter arranged to separate the juice from the crushed material and convey said ground material to a drying plant.
[0014] Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de broyage comportent des éléments de déchiquetage agencés pour déchiqueter la matière première et couper les fibres. According to a preferred embodiment, the grinding means comprise shredding elements arranged to shred the raw material and cut the fibers.
[0015] Dans un mode de réalisation préféré du dispositif selon l’invention, les moyens pour transférer la boue fluide dans la citerne comportent une pompe. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the means for transferring the fluid slurry into the tank comprises a pump.
[0016] De façon avantageuse le dispositif comporte en outre des moyens agencés pour ajouter des additifs de traitement à la matière première broyée avant son séchage. Advantageously, the device further comprises means arranged to add processing additives to the milled raw material before drying.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0017] La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la fig. 1représente une vue schématique générale du dispositif de traitement selon l’invention. The present invention and its advantages will appear better in the following description of an embodiment given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which: fig. 1represente a general schematic view of the treatment device according to the invention.
Meilleure manière de réaliser l’inventionBest way to realize the invention
[0018] Le procédé de l’invention s’appuie tout d’abord sur une maîtrise efficace de la récolte des matières premières et sur des techniques de traitement optimales en vue d’obtenir à la fois des fibres souples et homogènes utilisables notamment pour réaliser des panneaux de matériaux isolant thermiquement et des substances solubles exploitables pour des utilisations diverses, notamment pour l’alimentation des animaux. The method of the invention is based first of all on an effective control of the harvest of raw materials and on optimal processing techniques to obtain both flexible and homogeneous fibers used in particular to achieve panels of thermally insulating materials and soluble substances exploitable for various uses, especially for feeding animals.
[0019] La première phase du procédé consiste à faucher l’herbe et/ou les graminées dans des conditions d’humidité adéquates, de préférence en début de matinée après l’évaporation de la rosée. L’action de fauchage coupe les tiges, ce qui a pour effet d’évacuer une certaine quantité d’eau contenue dans les plantes. On peut également procéder par conditionnement sans coupage des tiges, pour faciliter l’évaporation de l’humidité, la matière restant alors sur le champ pour présécher jusqu’à un taux de matière sèche de 20 à 35%. The first phase of the process is to mow the grass and / or grasses under adequate moisture conditions, preferably in the early morning after the evaporation of dew. The mowing action cuts the stems, which has the effect of evacuating a certain amount of water contained in the plants. We can also proceed by conditioning without cutting the stems, to facilitate the evaporation of moisture, the material then remaining on the field to pre-dry to a solids content of 20 to 35%.
[0020] La deuxième phase consiste à effectuer l’ensilage de la matière première directement après la coupe. Cette opération se caractérise par le développement de lactobacilles, en phase anaérobie, ce qui a pour effet principalement de casser la couche protectrice de l’herbe et des graminées, qui constitue une sorte d’enveloppe relativement dure et difficile à briser, lorsque le traitement ultérieur se fait directement par broyage de l’herbe et des graminées après la récolte. Au cours de la phase d’ensilage des sucres sont consommés et il se développe de l’acide lactique qui fait décroître le PH à une valeur sensiblement comprise entre 4 et 5. Ce PH relativement bas, combiné à l’absence d’oxygène dans le silo d’ensilage, constitue des conditions idéales pour empêcher la croissance de champignons. En outre, dans cet ensilage les grosses molécules telles que celles des protéines sont cassées dans les constituants, notamment dans les acides aminés ce qui fait que ceux-ci deviennent entièrement solubles et peuvent être séparés facilement de la matière fibreuse. Le fait de casser l’enveloppe protectrice a pour résultat de rendre les fibres souples et beaucoup plus accessibles au broyage. Cette phase d’ensilage préliminaire constitue une étape essentielle pour obtenir la qualité de souplesse recherchée pour les fibres à base de substances végétales telles que par exemple l’herbe et/ou les graminées. The second phase is to silage the raw material directly after cutting. This operation is characterized by the development of lactobacilli, in the anaerobic phase, which has the main effect of breaking the protective layer of grass and grasses, which is a kind of relatively hard and difficult to break envelope, when the treatment subsequent is done directly by grinding grass and grasses after harvest. During the silage phase, sugars are consumed and lactic acid is developed which decreases the pH to a value substantially between 4 and 5. This relatively low pH, combined with the absence of oxygen in Silage silo is ideal for preventing the growth of fungi. In addition, in this silage large molecules such as those of proteins are broken in the constituents, especially in the amino acids so that they become fully soluble and can be easily separated from the fibrous material. To break the protective casing results in making the fibers flexible and much more accessible to grinding. This preliminary silage phase is an essential step to obtain the desired quality of flexibility for fibers based on plant substances such as grass and / or grasses.
[0021] La troisième phase consiste à laver et rincer la matière première dans un bassin à eau du type canal dans lequel l’eau est animée par un courant important de façon à brasser l’herbe et/ou les graminées. Les corps étrangers plus lourds que l’eau, tels que des cailloux, du sable, des objets métalliques ou similaires, sont séparés et se déposent au fond du bassin. La matière première est fortement mélangée à de l’eau et ce mélange d’herbe et d’eau se présente sous la forme d’une «boue» suffisamment liquide pour pouvoir être aspirée par une pompe et véhiculée à travers des tuyaux. Dans la pratique, la quantité d’eau utilisée est de l’ordre de 3 à 8 m3 d’eau par tonne de matière première végétale. The third phase is to wash and rinse the raw material in a channel-type water basin in which the water is driven by a large current so as to brew the grass and / or grasses. Foreign bodies heavier than water, such as pebbles, sand, metal objects or the like, are separated and deposited at the bottom of the pond. The raw material is strongly mixed with water and this mixture of grass and water is in the form of a "sludge" sufficiently liquid to be sucked by a pump and conveyed through pipes. In practice, the amount of water used is of the order of 3 to 8 m3 of water per tonne of vegetable raw material.
[0022] La quatrième phase consiste à une mise en suspension de la «boue» d’herbe dans un bac. Cette phase de suspension est suivie d’une phase de séparation des matières digestibles qui se trouvent dans le jus obtenu qu’il convient alors de concentrer par des moyens connus en soi, par exemple par évaporation de l’eau, des moyens mécaniques comme la centrifugation pour la récupération desdites matières digestibles. Après cette phase de séparation on additionne aux matières obtenues, dans un circuit d’eau séparé, des substances de traitement fongicides, telles que du cuivre et/ou du soufre, et/ou des phosphates ou des sulfates d’ammonium et/ou du bore ou acide borique, ces substances pouvant aussi servir comme anti-feu. The fourth phase consists of suspending the "mud" of grass in a tank. This suspension phase is followed by a phase of separation of the digestible materials found in the juice obtained, which must then be concentrated by means known per se, for example by evaporation of the water, mechanical means such as centrifugation for the recovery of said digestible materials. After this separation phase, fungicidal treatment substances, such as copper and / or sulfur, and / or ammonium phosphates or sulphates and / or Boron or boric acid, these substances can also serve as fireproof.
[0023] Les matières digestibles obtenues peuvent être utilisées pour l’alimentation des animaux ou pour des traitements ultérieurs, destinés par exemple à extraire des acides organiques, des vitamines, des sels minéraux et d’autres substances utiles pour des applications diététiques, cosmétiques, médicales ou paramédicales. The digestible materials obtained can be used for feeding animals or for subsequent treatments, intended for example to extract organic acids, vitamins, mineral salts and other substances useful for dietary, cosmetic applications, medical or paramedical.
[0024] La cinquième étape consiste à effectuer le broyage des résidus fibreux après élimination du jus de matières digestibles. Cette phase consiste à broyer et à découper ces résidus fibreux pour hacher les fibres. Au cours de cette phase on lave les fibres, puis on élimine l’eau résiduelle, on ajoute des additifs et finalement on sèche les fibres obtenues, de préférence par un traitement thermique qui élimine l’eau sous forme de vapeur d’eau. The fifth step consists of grinding the fibrous residues after removal of the juice of digestible materials. This phase involves grinding and cutting these fibrous residues to chop the fibers. During this phase, the fibers are washed, then the residual water is eliminated, additives are added and finally the fibers obtained are dried, preferably by a heat treatment which eliminates the water in the form of water vapor.
[0025] Le dispositif 100 requis pour la préparation des fibres est schématiquement représenté par la fig. 1. La première phase de traitement de la matière première, en l’occurrence des substances végétales, notamment de l’herbe et/ou des graminées se passe dans un silo d’ensilage 10, où la matière première subit une transformation qui casse la couche protectrice. Après cette phase d’ensilage qui peut durer plusieurs jours, voire plusieurs semaines, voire jusqu’à 1 à 2 ans, la matière première 10a est prélevée par des moyens courants, par exemple un tapis roulant 10b ou similaire. Le tapis roulant 10b transporte la matière première ensilée 10a dans un bac 20 en forme de canal à courant d’eau qui la brasse et sépare les éléments étrangers 20a plus lourds que l’eau. La matière première 10a, mélangée à un fort volume d’eau, est ensuite transférée au moyen d’une pompe 20b dans citerne 30 de mise en suspension de la «boue», appelée «slurry» d’herbe, qui est un mélange d’eau et d’herbe très fluide, obtenue à la sortie du bassin 20. Cette mise en suspension peut durer quelques jours. Le broyage s’effectue ensuite dans une enceinte 40 dans laquelle sont disposés des éléments de déchiquetage 40a pouvant notamment se présenter sous la forme d’un ensemble rotor-stator, de tambours de déchiquetage ou similaires. Un transporteur-tamiseur 40b sépare ensuite le jus A de substances digestibles et la matière broyée B obtenue. Cette dernière est ensuite traitée par ajout des substances de traitement fongicides et séchée dans un séchoir à air chaud ou similaire. The device 100 required for the preparation of the fibers is schematically represented in FIG. 1. The first stage of treatment of the raw material, in this case vegetable substances, in particular grass and / or grasses, takes place in a silage silo 10, where the raw material undergoes a transformation which breaks the protective layer. After this silage phase which may last several days, even weeks, or even up to 1 to 2 years, the raw material 10a is taken by common means, for example a conveyor belt 10b or similar. The treadmill 10b transports the ensiled raw material 10a into a tray 20 in the form of a water flow channel which brews and separates the foreign elements 20a heavier than water. The raw material 10a, mixed with a large volume of water, is then transferred by means of a pump 20b into a "slurry" slurry holding tank 30, which is a mixture of water and grass very fluid, obtained at the exit of the basin 20. This suspension can last a few days. The grinding is then carried out in an enclosure 40 in which shredding elements 40a are arranged, which can in particular be in the form of a rotor-stator assembly, shredding drums or the like. A screening conveyor 40b then separates the juice A from digestible substances and the ground material B obtained. The latter is then treated by adding the fungicidal treatment substances and dried in a hot air drier or the like.
[0026] Les fibres obtenues par ce procédé et ce dispositif présentent des caractéristiques de souplesse et de stabilité qui sont dues essentiellement au traitement en phase aqueuse. Elles n’ont pas d’odeur, ce qui les rend utilisables pour toutes les applications techniques, notamment dans le domaine de la construction comme isolant en vrac ou en panneaux. The fibers obtained by this method and this device have characteristics of flexibility and stability which are due essentially to the aqueous phase treatment. They have no odor, which makes them usable for all technical applications, especially in the field of construction as bulk insulation or panels.
[0027] Différentes variantes ou différents compléments peuvent être imaginés, mais elles ne dépassent pas le cadre des modifications évidentes pour l’homme du métier et s’intègrent dans le champ de la présente invention. Different variants or different complements can be imagined, but they do not go beyond the scope of the modifications obvious to those skilled in the art and are within the scope of the present invention.
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Date | Code | Title | Description |
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AZW | Rejection (application) |