FR2633150A1

FR2633150A1 - Apparatus for sterilising crumbleable materials, particularly substrates for growing in a greenhouse

Info

Publication number: FR2633150A1
Application number: FR8808513A
Authority: FR
Inventors: Andre Mirande-David
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-12-29
Anticipated expiration: 2008-06-24
Also published as: FR2633150B1

Abstract

Apparatus for regenerating crumbleable materials. The materials are poured into a tray 1 at the same time as hot water. An Archimedean screw 8 raises the substrate after having crumbled it at the same time as the water which therefore mixes intimately with it. Centrifuging (spinning) separates the water and the substrate little by little, the substrate falling back down to the bottom of the tray 1 passing through an ion-exchange resin 19. Application to the regeneration of substrates for growing in a greenhouse.

Description

APPAREIL DE STERILISATION DE MATERIAUX EMIETTABLES,
NOTAMMENT DE SUBSTRATS POUR LA CULTURE EN SERRE
DESCRIPTION
La pressente invention se rapporte à un appareil de sterilisation de matériaux émiettables tels que des substrats utilisés pour La culture en serre par mélange intime avec un liquide stérilisateur.APPARATUS FOR STERILIZING CRUSHABLE MATERIALS,
IN PARTICULAR SUBSTRATES FOR GREENHOUSE CULTURE
DESCRIPTION
The present invention relates to an apparatus for sterilizing crumblable materials such as substrates used for cultivation in a greenhouse by intimate mixing with a sterilizing liquid.

La culture des plantes en serre se fait sur des substrats qui sont arrosés er alimentés par des solutions nutritives composées de produits chimiques divers. Il en résulte finalement une contamination chimique et bioLogique très importante de ces substrats qui impose leur remplacement périodique car aucun procédé de régénération n'est actuellement employé. The cultivation of plants in the greenhouse is done on substrates which are watered and supplied with nutritive solutions composed of various chemicals. This ultimately results in a very significant chemical and bioLogical contamination of these substrates which requires their periodic replacement because no regeneration process is currently used.

Ce remplacement est coûteux en raison des tres importants volumes de substrats utilisés et de la necessité d'entreposer les substrats usés dans des conditions où ils ne peuvent risquer de nuire à l'environnement. L'objet de l'invention est au contraire de régénérer ces substrats usés en les stérilisant et en les débarrassant de leurs produits polluants. This replacement is costly because of the very large volumes of substrates used and the need to store the worn substrates in conditions where they cannot risk harming the environment. The object of the invention is, on the contrary, to regenerate these worn substrates by sterilizing them and ridding them of their polluting products.

L'appareil selon l'invention procède en mélangeant un liquide de stérilisation aux substrats puis en séparant les substrats du liquide. Il est pour cela nécessaire, dans une première retape, de rialiser I' émiettement de ces substrats que l'on trouve généralement sous une forme plus compacte, aussi bien pour la tourbe que pour la laine de roche ou La pouzzolane. The apparatus according to the invention proceeds by mixing a sterilization liquid with the substrates and then separating the substrates from the liquid. It is therefore necessary, in a first step, to rialize the crumbling of these substrates which are generally found in a more compact form, as well for peat as for rock wool or pozzolana.

Sous sa forme ta plus générale, I1 invention concerne donc précisément un appareil de stérilisation de matériaux émiettables par mélange à un liquide de stérilisation, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir dans lequel on place le matériau émiettable, un tube s'étendant dans le réservoir, ouvert à une extrémité dans le fond du réservoir et à une extrémité opposée plus élevée vers un dispositif de récupération du matériau émiettable, une vis d'Archimède tournante logée dans le tube, et une circulation du liquide de stériLisation dans le tube. In its more general form, the invention therefore relates precisely to an apparatus for sterilizing crumblable materials by mixing with a sterilizing liquid, characterized in that it comprises a reservoir in which the crumblable material is placed, a tube extending in the tank, open at one end in the bottom of the tank and at a higher opposite end towards a device for recovering crumblable material, a rotating Archimedes screw housed in the tube, and a circulation of the sterilization liquid in the tube.

Le liquide de stérilisation peut etre utilisé soit en cycle fermé avec régénération de ses propriétés stérilisatrices, soit en cycle ouvert. Dans Les deux cas, le liquide peut accompagner Le matériau à stériliser suivant un fonctionnement à courant parallèle ou le croiser suivant un fonctionnement à contre-courant. The sterilization liquid can be used either in the closed cycle with regeneration of its sterilizing properties, or in the open cycle. In both cases, the liquid can accompany the material to be sterilized according to a parallel current operation or cross it according to a counter-current operation.

Le liquide de stérilisation Le plus approprie est de l'eau chaude dont Les propriétés peuvent etre régénérées en munissant l'appareil d'un dispositif de chauffage ainsi qu'éventueLlement de filtres. The most suitable sterilizing liquid is hot water, the properties of which can be regenerated by providing the device with a heating device and possibly filters.

L'invention va maintenant être décrite plus précisément à L'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif :
- la figure 1 est une représentation en coupe verticale d'un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue de coté de la figure 1,
- la figure 3 est une vue, analogue à la figure 1, d'un deuxième mode de réalisation de l'invention.The invention will now be described more precisely with the aid of the following figures, which are given by way of illustration and not limitation:
FIG. 1 is a vertical section representation of a first embodiment of the invention,
FIG. 2 is a side view of FIG. 1,
- Figure 3 is a view, similar to Figure 1, of a second embodiment of the invention.

La réalisation des figures 1 et 2 comporte tout d'abord un bac 1 composé d'une double paroi constituée de parois concentriques 2 et 3 entre lesquelles on incorpore un matériau calorifuge 4. Un couvercle 5 s'emporte au-dessus du bac 1 et renferme avec Lui un volume clos. Le couvercle 5 peut être entaille, prés de son sommet, d'une ouverture 6 par laquelle on verse le liquide de stériLisation, ici de l'eau chaude,- ainsi que le substrat à stériliser. The embodiment of FIGS. 1 and 2 comprises first of all a tank 1 composed of a double wall consisting of concentric walls 2 and 3 between which a heat-insulating material is incorporated 4. A cover 5 is carried away above the tank 1 and encloses with Him a closed volume. The cover 5 can be notched, near its top, with an opening 6 through which the sterilization liquid, here hot water, is poured, as well as the substrate to be sterilized.

Un tube 7 vertical est fixé au sommet du couvercle 5. Une vis d'Archimede 8 est logée à
L'intérieur de ce tube 7 et peut être mise en action par un moteur 9. La vis d'Archimède 8 s'étend jusqu'en bas du bac 1 quand le couvercLe 5 est monté sur Lui.A vertical tube 7 is fixed to the top of the cover 5. An Archimede screw 8 is housed at
The interior of this tube 7 and can be actuated by a motor 9. The Archimedes screw 8 extends to the bottom of the tank 1 when the cover 5 is mounted on it.

Une goulotte de rejet 10 inclinée débouche au sommet du tube 7 et traverse le couvercle 5 pour déboucher à l'extérieur.An inclined discharge chute 10 opens at the top of the tube 7 and passes through the cover 5 to open to the outside.

Le tube 7 peut être par ailleurs décomposé en une partie supérieure 11 dont le diamètre interne est sensiblement plus important que le diamètre des filets de la vis d'Archimede 8, une partie inférieure 12 dont le diametre interne n'est que tres légèrement supérieur au diamètre de ces filets et, tout à fait en bas, une embouchure 13 s'éLargissant. Une pale d'émiettement 14 prolonge la vis d'Archimède 8 un peu au-dessous de l'embouchure 13. The tube 7 can also be broken down into an upper part 11 whose internal diameter is significantly larger than the diameter of the threads of the Archimede screw 8, a lower part 12 whose internal diameter is only very slightly greater than the diameter of these threads and, quite below, a widening mouth 13. A crumbling blade 14 extends the Archimedes screw 8 a little below the mouth 13.

Le tube 7 est perforé par des trous 15 à la jonction des parties supérieure et inférieure 11 et 12. The tube 7 is perforated by holes 15 at the junction of the upper and lower parts 11 and 12.

Les trous 15 débouchent dans un volume annulaire délimité entre la partie inférieure 12 et une jupe de ruissellement 16 maintenue en place sur le tube' 7 par engagement fileté ou autre de son sommet en épaulement 17 avec un filetage situé tout en bas de la partie supérieure 11. Le bas de la jupe de ruissellement 16 est muni de languettes 18 pour retenir une cartouche 19 de résine échangeuse d'ions disposées entre la jupe de ruissellement 16 et ta partie inférieure 12 du tube 7.The holes 15 open into an annular volume delimited between the lower part 12 and a run-off skirt 16 held in place on the tube '7 by threaded engagement or the like from its shoulder top 17 with a thread located at the very bottom of the upper part 11. The bottom of the trickle skirt 16 is provided with tongues 18 for retaining a cartridge 19 of ion exchange resin placed between the trickle skirt 16 and the lower part 12 of the tube 7.

La jupe de ruisselLement 16 peut être démontée du tube 7 pour le remplacement de la cartouche de résine échangeuse d'ions 19. IL faut alors que l'embouchure 13 puisse etre dégagée de la partie inférieure 12. Ces deux éléments sont par exemple fixes par un taraudage 20 en bas de la partie inférieure 12. The run-off skirt 16 can be removed from the tube 7 for the replacement of the ion exchange resin cartridge 19. It is then necessary that the mouth 13 can be released from the lower part 12. These two elements are for example fixed by a thread 20 at the bottom of the lower part 12.

Dans le cas ou le liquide de stérilisation est de l'eau chaude, le fond du bassin doit etre pourvu de moyens de réchauffage. Le bac 1 comprend donc à cet endroit une troisième paroi 21 qui doubLe la paroi interne 3 et se raccorde avec celle-ci par des bords supérieurs obliques 22. Les parois 3 et 21 délimitent donc un volume étanche qui est occupé par des résistances chauffantes 23 et un Liquide caloporteur 24. Une prise d'air 25 est toutefois prévue pour permettre des dilatations du liquide caloporteur. Par ailleurs, des doigts de gant 26 peuvent être prévus pour pouvoir introduire des thermomètres de mesure de la température à l'intérieur du bac 1. In the case where the sterilization liquid is hot water, the bottom of the basin must be provided with heating means. The tank 1 therefore comprises at this point a third wall 21 which doubles the internal wall 3 and is connected with the latter by oblique upper edges 22. The walls 3 and 21 therefore delimit a sealed volume which is occupied by heating resistors 23 and a heat transfer liquid 24. An air intake 25 is however provided to allow expansion of the heat transfer liquid. In addition, thermowells 26 may be provided in order to be able to introduce thermometers for measuring the temperature inside the tank 1.

Le processus de régénération des substrats se déroule tout d'abord en versant les substrats et de l'eau par l'ouverture 6, puis en les laissant séjourner tout en chauffant L'eau à l'aide des résistances chauffantes 23. Quand L'eau a atteint la température souhaitée, le moteur 9 est mis en marche : la pale 14 émiette les substrats qui étaient jusqu'a présent plus compacts, en grosses mottes, et le substrat émietté est petit à petit happé par la vis d'Archimède 8 et soulevé à L'intérieur du tube 7. Comme il est émietté, l'eau se mélange intimement à lui et exerce toute son action stérilisatrice. Les organismes parasites sont tués et les sels polluants adsorbés par le substrat passent en solution saline dans L'eau. Les vibrations de la vis d'Archimede 8 conduisent à un émiettement encore accru du substrat ; par ailleurs, la vitesse de rotation de l'hélice est suffisamment grande pour réaliser petit à petit une centrifugation de l'eau. The regeneration process of the substrates takes place first by pouring the substrates and water through the opening 6, then letting them stay while heating the water using the heating resistors 23. When the water has reached the desired temperature, the motor 9 is started: the blade 14 crumbles the substrates which were hitherto more compact, in large lumps, and the crumbled substrate is gradually caught up by the Archimedes screw 8 and raised inside the tube 7. As it is crumbled, the water mixes intimately with it and exerts all its sterilizing action. The parasitic organisms are killed and the polluting salts adsorbed by the substrate pass into saline solution in the water. The vibrations of the Archimede screw 8 lead to an even greater crumbling of the substrate; moreover, the speed of rotation of the propeller is large enough to gradually centrifuge the water.

Quand le mélange de substrat et d'eau arrive dans la partie supérieure Il du tube 7, l'eau accumulée à L'extérieur de la vis d'Archiméde 8 par centrifugation retombe dans la jupe de ruissellement 16 en passant par les trous 15. Le substrat continue cependant à etre soulevé par la vis d'Archimède 8 et arrive devant la goulotte inclinée 10 qu'il parcourt en avalanche avant de retomber à L'extérieur où il est prêt à un nouvel emploi après essorage. When the mixture of substrate and water arrives in the upper part II of the tube 7, the water accumulated on the outside of the Archimedean screw 8 by centrifugation falls back into the trickling skirt 16 through the holes 15. The substrate however continues to be lifted by the Archimedes screw 8 and arrives at the inclined chute 10 which it travels in an avalanche before falling back outside where it is ready for a new use after spinning.

L'eau séparée du substrat par centrifugation est donc filtrée dans la résine échangeuse d'ions 19 où elle est débarrassée de ses sels polluants. Elle retombe ensuite au fond du bac 1 ou elle est de nouveau chauffée. The water separated from the substrate by centrifugation is therefore filtered in the ion exchange resin 19 where it is freed of its polluting salts. It then drops to the bottom of tank 1 or it is heated again.

Le fonctionnement de ce mode de réalisation est donc à cycle fermé d'eau suivant un courant parallèle au substrat. The operation of this embodiment is therefore with a closed water cycle in a current parallel to the substrate.

Une autre réalisation de l'invention est représentée figure 3. Elle comporte beaucoup d'éléments en commun avec la précédente, qui portent les mêmes chiffres de référence. On ne retrouve cependant pas la jupe de ruissellement 16 et les moyens de chauffage 23 et 24. Par contre, L'appareil est désormais muni d'une conduite d'alimentation en eau chaude 30 qui traverse le couvercle 5 et débouche dans le tube 7 à la jonction des parties supérieure 11 et inférieure 12, ainsi qu'un conduit d'évacuation d'eau chaude 31 qui débouche au fond du bac 1. Another embodiment of the invention is shown in Figure 3. It has many elements in common with the previous one, which bear the same reference numbers. However, we do not find the run-off skirt 16 and the heating means 23 and 24. On the other hand, the apparatus is now provided with a hot water supply pipe 30 which passes through the cover 5 and opens into the tube 7 at the junction of the upper 11 and lower 12 parts, as well as a hot water discharge conduit 31 which opens out at the bottom of the tank 1.

Quand le moteur 9 est mis en marche pour provoquer l'émiettement du substrat et le hisser par La vis d'Archiméde 8, l'intérieur du tube 7 est alimente en eau chaude par la conduite 30. Il en' régule que l'eau se mêle au substrat émietté et réalise la stérilisation et le lavage comme avec la réalisation précédente. Cependant, la vitesse de rotation de la vis d'Archimede 8 est ici plus faible afin de ne pas provoquer une centrifugation excessive et de permettre à l'eau de s'écouler le long de la vis d'Archimède 8, alors que le substrat adhère par frottement à celle-ci et continue à etre hisse vers la goulotte 10. On obtient donc une circulation à contre-courant du substrat et de l'eau chaude, cette dernière tombant finalement au fond du bac 1 et étant évacuée par la conduite 31. When the motor 9 is started to cause the crumbling of the substrate and hoist it by the Archimedean screw 8, the interior of the tube 7 is supplied with hot water by the pipe 30. It 'regulates that the water mixes with the crumbled substrate and performs sterilization and washing as with the previous embodiment. However, the speed of rotation of the Archimedes 8 screw is lower here so as not to cause excessive centrifugation and to allow water to flow along the Archimedes 8 screw, while the substrate adheres by friction to it and continues to be hoisted towards the chute 10. We thus obtain a circulation against the current of the substrate and the hot water, the latter finally falling to the bottom of the tank 1 and being evacuated by the pipe 31.

Les conduites 30 et 31 sont munies à Leurs débouchés respectifs de crépines 32 perméables à l'eau et non au substrat ainsi que de vannes 33 pour créer une régulation. Le système peut en effet être automatisé et est alors muni avantageusement d'une électrode 34 traversant le bac 1 et qui indique Le niveau optimal de l'eau. Les vannes 33 peuvent alors etre commandées automatiquement. The pipes 30 and 31 are provided at their respective outlets with strainers 32 permeable to water and not to the substrate as well as valves 33 to create regulation. The system can indeed be automated and is then advantageously provided with an electrode 34 passing through the tank 1 and which indicates the optimal level of water. The valves 33 can then be controlled automatically.

D'autres réalisations de l'invention sont évidemment possibles ; en particulier, le tube 7 n'est pas forcément vertical mais peut être oblique. De mêe, on peut employer d'autres Liquides de stérilisation que L'eau chaude qui présente néanmoins L'avantage d'être très bon marché et de produire une stérilisation par voie thermique uniquement, ce qui fait qu'on peut l'employer en cycle fermé avec des renouvellements rares. Other embodiments of the invention are obviously possible; in particular, the tube 7 is not necessarily vertical but can be oblique. Similarly, it is possible to use other sterilization liquids than hot water which nevertheless has the advantage of being very inexpensive and of producing sterilization by the thermal route only, which means that it can be used in closed cycle with rare renewals.

Claims

1. Apparatus for sterilizing crumblable materials by mixing with a sterilization liquid, characterized in that it comprises a reservoir (1, 5) in which the crumblable material is placed, a tube (7) extending in the reservoir, open at one end (13) in the bottom of the tank and at a higher opposite end towards a device for collecting (10) crumblable material, a rotating Archimedean screw (8) housed in the tube, and a circulation of the liquid -in sterilization in the tube.

2. Apparatus for sterilizing crumblable materials according to claim 1, characterized in that the sterilization liquid enters the tube (7) by a conveying conduit (30) passing through the tank, the apparatus further comprising a conduit evacuation of said liquid at the bottom of the tank (1) and passing through the tank, the liquid flowing in the tube (7) and along the screw (8) by gravity before falling back into the tank (1).

3. Apparatus for sterilizing crumblable materials according to claim 1, characterized in that the sterilization liquid remains at the bottom of the tank (1) and is entarne by the screw (8) with the crumblable material before being separated from it ci by centrifugation and fall back to the bottom of the tank through the perforations (15) of the tube (7).

4. Apparatus for sterilization of crumblable materials according to claim 3, characterized in that the perforations (15) are located at the bottom of an enlarged upper part (11) of the tube (7).

5. Apparatus for sterilization of crumblable materials according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the perforations (15) open into a body filtering the sterilization liquid.

6. Apparatus for sterilization of crumblable materials according to any one of the preceding claims, characterized in that the sterilization liquid is hot water.

7. Apparatus for sterilization of crumblable materials according to claims 3 and 6, characterized in that the bottom of the tank is heated (23).

8. Apparatus for sterilizing crumblable materials according to any one of the preceding claims, characterized in that the screw (8) is extended at the bottom by a blade (14) for crumbling the material.