FR2703272A1 - Procédé et installation pour débarrasser de leurs étiquettes des récipients en matière plastique, en vue de leur recyclage. - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé et à une installation pour débarrasser de leurs étiquettes, des récipients (R) en matière plastique tels que des bouteilles en vue de leur recyclage. Le procédé est remarquable par le fait qu'on déplace en continu lesdits récipients et on les soumet à l'action d'au moins un jet (J) de vapeur d'eau.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION POUR DEBARRASSER
DE LEURS CLIQUETTES DES RECIPIENTS EN MATIERE
PLASTIQUE, EN VUE DE LEUR RECYCLAGE
La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation pour débarrasser de leurs étiquettes des récipients en matière plastique, tels que des bouteilles, en vue de leur recyclage.

Les procédés et installations de la présente invention sont particulièrement, mais non exclusivement destinés au traitement des bouteilles en chlorure de polyvinyle.

Les principaux polymères utilisés par la fabrication d'emballages de liquides sont le chlorure de polyvinyle (PVC), le polytéréphtalate d'éthylène-glycol (PET) et le polyéthylène à haute densité (PEHD).

I1 est actuellement utilisé en France quatre milliards de bouteilles en PVC par an, ce qui représente 160 000 tonnes de matière première. Une partie de ce PVC est recyclé, mais cela ne représentait en 1992 que 5 000 tonnes environ.

Diverses techniques de collectage et de traitement des bouteilles en matière plastique en vue de leur recyclage ont été développées.

L'une d'entre elles est particulièrement appliquée au recyclage des bouteilles en PVC. Cette technique consiste à regrouper ces bouteilles en plastique puis à les trier grossièrement et à les broyer. Ces opérations sont le plus souvent laissées à la charge des collectivités locales qui doivent investir dans du matériel spécifique de broyage relativement onéreux.

Les morceaux de plastique sont alors réunis en conteneurs souples d'une contenance d'environ 1 600 litres, puis acheminés vers une unité de traitement. Là encore, il est nécessaire d'avoir à sa disposition des moyens de manutention adéquats, dont le coût d'achat se répercute sur le prix de revient du PVC recyclé.

Les morceaux de PVC subissent alors un criblage destiné à enlever les corps étrangers (morceaux de verre, etc.) les plus grossiers.

Ensuite, ils sont déversés dans des cuves de décantation remplies d'eau, ce qui a pour effet d'éliminer une partie des étiquettes et morceaux de papier que portent les fragments de PVC. Enfin, ils sont introduits dans un cyclone qui consiste en une sorte de centrifugeuse traversée par un flux d'eau. De cette manière, les morceaux de PVC sont séparés des morceaux de verre ou d'autres matières plastiques de densité différente. Un mélangeur sert ensuite à défibrer et à éliminer le papier résiduel encore en place sur les fragments de PVC.

Après essorage, les morceaux de plastique obtenus subissent un broyage, la poudre obtenue étant apte à être réutilisée pour la fabrication de nouveaux objets.

La méthode exposée ci-dessus, notamment dans sa phase de décantation, ne donne pas satisfaction puisque environ 85 % de la poudre fine obtenue après broyage comporte des impuretés, notamment du papier provenant d'étiquettes qui ne se sont pas correctement détachées des morceaux de plastique. De ce fait, la poudre obtenue ne peut pas être employée pour des applications "nobles" et l'on se contente de l'utiliser par exemple pour fabriquer des poteaux, des dalles de revêtement de sol, ou tout autre objet pour lequel l'aspect de surface n'est pas particulièrement important.

De plus, il apparaît que cette méthode de traitement est coûteuse, notamment pour les collectivités locales.

Un objectif de l'invention est de proposer un procédé de traitement de récipients en matière plastique qui permette de les débarrasser totalement de leurs étiquettes, de façon à pouvoir obtenir des produits propres susceptibles d'être recyclés notamment pour des applications "nobles".

Un autre objectif est d'optimiser la récupération et le traitement de ces récipients de manière à en rendre le traitement plus économique.

Ces objectifs ainsi que d'autres qui apparaîtront plus loin dans la description, sont atteints conformément à l'invention, par le fait qu'elle fournit un procédé pour débarrasser de leurs étiquettes, des récipients en matière plastique tels que des bouteilles en vue de leur recyclage, qui consiste à déplacer en continu ces récipients et à les soumettre à l'action d'au moins un jet de vapeur.

De cette façon, on traite non pas des morceaux de plastique broyés, mais les récipients eux-mêmes de sorte que leur collectage peut être assuré de manière normale, à l'aide de camions de ramassage d'ordures ménagères de type connu.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses du procédé
- lesdits récipients sont répartis en une seule couche
- la température de la vapeur d'eau est inférieure à 1400 C
- la vapeur d'eau est projetée sous une pression de 105 Pa à environ 2 x 105 Pa
- lesdits récipients sont ultérieurement soumis à l'action d'un flux d'air pulsé qui les fait s'entrechoquer et permet le décollement des étiquettes récalcitrantes
- on procède ultérieurement à l'écrasement des récipients et à ltenlèvement mécanisé des colliers et bouchons qu'ils comportent éventuellement.

La présente invention concerne également une installation pour débarrasser de leurs étiquettes les récipients en matière plastique.

Selon une caractéristique importante, cette installation comprend un convoyeur un tapis sans fin mobile destiné à recevoir les récipients, ce convoyeur étant disposé dans une enceinte qui comporte au moins une buse de projection d'un jet de vapeur d'eau en direction des récipients.

De manière préférentielle, le convoyeur mobile est formé d'un tapis à texture ajourée et des buses de projection de vapeur d'eau sont réparties de part et d'autre de l'un des brins du convoyeur.

Selon une autre caractéristique, le convoyeur porte une série de cloisons réparties le long de celui-ci et disposées perpendiculairement au tapis, ces cloisons délimitant des compartiments le long du convoyeur.

Selon d'autres caractéristiques importantes mais non limitatives de cette installation
- ladite enceinte comporte des moyens de projection d'air pulsé en direction des récipients, ces moyens étant disposés en aval de ladite buse de projection de vapeur d'eau d veau
- elle comporte des moyens d'écrasement desdits récipients et d'enlèvement des colliers et bouchons qu'ils comportent
- ces moyens comprennent au moins une paire de rouleaux à sens de rotation opposés, l'écartement bord à bord de ces rouleaux étant tel qu'ils provoquent l'écrasement des récipients par laminage et l'enlèvement des colliers et bouchons qu'ils comportent.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront de la description d'un mode de réalisation préféré, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est un schéma synoptique et schématique d'une installation conforme à l'invention, intégrée au sein d'une unité de traitement et de recyclage de récipients en matière plastique
- la figure 2 est une vue simplifiée en coupe du poste de traitement des récipients à la vapeur d'eau et à l'air pulsé
- la figure 3 est une vue simplifiée en coupe verticale du poste d'écrasement des récipients
- la figure 4 est une vue schématique en coupe verticale d'une variante du poste de la figure 3, intégrant un cyclone de traitement des récipients.

L'installation objet de l'invention est représentée schématiquement à la figure 1 où les différents postes qui la composent ont été intégrés dans une unité générale de traitement et de recyclage de récipients en matière plastique.

Ces récipients sont destinés à subir diverses opérations au niveau des postes référencés 1, 2, 3, 4 et 5 à la figure 1, la poudre de matière plastique obtenue finalement pouvant être recyclée.

Les postes 1 et 2 sont destinés au tri des matières plastiques à traiter. A proprement parler, ces postes ne font pas partie intégrante de l'installation de la présente invention. Toutefois nous les décrirons ci-dessous afin de mieux comprendre le processus général de traitement mis en oeuvre.

Ces deux postes comprennent chacun un convoyeur 12, respectivement 20, formés d'un tapis mobile entraîné au moyen de rouleaux 16 respectivement 21, l'un de ces rouleaux étant moteur. De préférence, le déplacement de ces tapis se fait en continu, à vitesse uniforme, dans le sens de la flèche f.

Au dessus du brin supérieur du convoyeur 12 est prévue une trémie de réception des matériaux à traiter. Elle permet leur déversement sur ledit convoyeur. En aval est monté un conduit d'aspiration des récipients en matière plastique, la seconde extrémité de ce conduit débouchant juste au-dessus du convoyeur 20. Les moyens d'aspiration qui l'équipent sont de type connu et de puissance suffisante pour permettre l'aspiration et le déplacement des bouteilles d'une extrémité à l'autre du conduit.

Non loin de l'extrémité aval du convoyeur est prévu un dispositif 13 formé d'au moins un électro-aimant, destiné à collecter d'éventuels matériaux ferreux.

Enfin, une rampe 14 disposée à l'extrémité aval du convoyeur 12 permet l'évacuation dans une caisse 15 de morceaux ou d'articles en verre qui se trouveraient dans la masse de produits à traiter.

Comme indiqué ci-dessus, le convoyeur 20 reçoit les bouteilles en matière plastique aspirées par le conduit 11. Ce poste est destiné à permettre le tri, par exemple de manière manuelle, des différentes sortes de plastique qui forment les récipients à traiter. De cette manière, il est possible de stocker dans une caisse 22 une variété non désirable de plastique. A titre d'exemple, on récupère dans la caisse 22 les articles en polyéthylène pour ne conserver que les récipients en chlorure de polyvinyle.

Juste en aval de ce poste 2 est prévu un poste 3 qui fait partie intégrante de l'installation conforme à l'invention.

Ce poste comprend une enceinte 30 qui est particulièrement visible à la figure 2. Cette enceinte, par exemple en matériau métallique tel que de l'acier inoxydable, a la forme générale d'un parallélépipède allongé. Elle comporte des extrémités ouvertes 35 et 36.

A l'intérieur de l'enceinte est prévu un convoyeur à tapis mobile 60 qui est disposé longitudinalement et dont les extrémités ressortent de part et d'autre des ouvertures 35 et 36. Son sens de déplacement est figuré par la flèche f.

De préférence, et comme le montre la figure 2, l'extrémité amont du convoyeur 60 (à gauche de la figure 2) se situe à l'aplomb de l'extrémité aval du convoyeur du poste 2. I1 est entraîné au moyen de rouleaux 61 dont l'un au moins est moteur. Son déplacement se fait en continu, à vitesse lente et uniforme.

De manière particulièrement avantageuse, le convoyeur 60, dont les brins supérieur et inférieur sont référencés 600 et 600', est formé d'un tapis à structure ajourée. I1 s'agit par exemple d'un tapis perméable à l'eau et à l'air formé d'une structure métallique à maille tissée, de type bien connu. A titre indicatif, l'ouverture moyenne des mailles de la structure métallique du tapis est d'environ 2 à 4 mm.

Sur le tapis 60 est fixée une série de cloisons 62 de forme rectangulaire réparties régulièrement le long de celui-ci. Elles s'étendent sensiblement perpendiculairement au tapis. Elles y sont fixées par exemple à l'aide de cornières solidaires du tapis 60. Comme le montre la figure 2, ces cloisons subdivisent le tapis en une série de compartiments 63. Ces compartiments sont délimités latéralement par les deux parois longitudinales et verticales 301 de l'enceinte. Une seule de ces parois est visible à la figure 2. On expliquera plus loin l'intérêt d'une telle structure. Ces cloisons peuvent être en matière métallique ou en matière plastique.

Les ouvertures 35 et 36 de l'enceinte sont équipées, au niveau de leur partie supérieure, c'est-à-dire du côté du brin 600 d'un volet basculant 350, respectivement 360 représentés en traits pointillés à la figure 2.

L'enceinte est équipée, dans sa partie amont, de conduites de distribution de vapeur d'eau 31 et 31' qui comportent chacune une série de buses de projection de vapeur 310, 310'. Ces conduites sont par exemple raccordées à une même source, non représentée, de production de vapeur.

Les buses 310 sont disposées au-dessus du brin 600 du convoyeur tandis que les buses 310' sont disposées en-dessous. Ces buses sont toutes dirigées vers le brin 600.

Dans la partie aval de l'enceinte, c'est-à-dire vers la droite de la figure 2 est prévue une conduite d'amenée d'air pulsé 32 qui comporte une série de buses 320 dirigées vers le brin 600.

Ce poste comporte par ailleurs une rampe de projection d'eau 33 munie de buses 330 disposées en regard du brin inférieur 600' du convoyeur.

Au niveau de ce brin inférieur, mais en-dessous des conduites 31 et 31' est prévu un déflecteur métallique 34 qui isole une partie du tapis 60 de la vapeur d'eau générée par ces conduites.

Enfin, au niveau de sa partie inférieure, l'enceinte 30 comporte un tuyau d'évacuation d'eau 300. De préférence, ce tuyau est raccordé sur le réseau de collectage des eaux usées.

En aval du poste 3 est prévu un poste 4 d'écrasement des récipients. I1 comporte un convoyeur à tapis mobile 40 équipé de rouleaux 41, de même type que ceux décrits en référence aux postes 1 et 2. Ce poste est par ailleurs équipé d'une sorte de trémie 42 prévue pour recevoir les récipients provenant du poste 3 et les diriger au niveau du convoyeur 40.

Comme le montre la figure 3, cette trémie 42 comporte un premier rouleau rotatif d'axe horizontal 420 dont le sens de rotation est figuré par la flèche g. Immédiatement en-dessous de ce rouleau est prévue une paire de rouleaux 421, 421' d'axe horizontal dont les sens de rotation sont opposés.

Le rouleau 421 se déplace dans le sens de la flèche g. L'écartement bord à bord de ces rouleaux est inférieur à l'épaisseur moyenne d'une bouteille de plastique du commerce. Juste en aval de cette trémie est prévu un conduit d'aspiration de papier. Sa face d'entrée 430 est de préférence munie d'une grille dont l'ouverture de maille est suffisante pour laisser passer les morceaux de papier, tout en empêchant le passage des récipients de matière plastique. On notera que le tapis qui forme le convoyeur 40 a une structure ajourée, de façon à permettre le passage au travers de celui-ci de petits morceaux de plastique. Ceux-ci sont récupérés au niveau d'un bac 44.

Dans une forme de réalisation alternative représentée à la figure 4, une trémie 81 du même type que la trémie 42 (figure 3), communique par son extrémité inférieure avec un cyclone 80. Celui-ci comporte dans sa partie supérieure 84 un ventilateur de forte puissance 85.

Ce cyclone comporte une série de demi-cloisons 83 réparties alternative ment de part et d'autre de deux grandes faces opposées du cyclone. De plus, il est équipé d'une source 9 d'air comprimé sur laquelle sont branchés des conduits 90 dont les ramifications 91 débouchent à l'intérieur du cyclone, entre deux demi-cloisons 83 voisines. L'extrémité inférieure 800 du cyclone est ouverte et débouche sur un convoyeur non représenté du même type que celui décrit en référence à la figure 3.

Enfin, l'installation comprend un broyeur 50 disposé en aval du poste 4, broyeur de type connu permettant de réduire en poudre les récipients traités. En-dessous de ce broyeur est prévue une trémie de collectage 51 associée à un convoyeur 70, sur lequel sont disposées des caisses de réception 72 de la poudre obtenue.

Nous allons maintenant décrire la façon dont on met en oeuvre le procédé de la présente invention. Pour ce faire, nous allons supposer que l'on souhaite débarrasser de leurs étiquettes des bouteilles en chlorure de polyvinyle.

Avant de décrire spécifiquement le procédé de l'invention, nous allons commencer par expliquer le traitement opéré au niveau des postes 1 et 2 situés en amont.

Un mélange de matériaux à traiter, composé par exemple de cartons de bouteilles en matière plastique, de verre et d'objets métalliques, est déversé, dans la trémie 10 du poste 1. Les matériaux tombent par gravité sur le convoyeur 12 où des opérateurs enlèvent manuellement les cartons. Les bouteilles en matière plastique sont aspirées à l'intérieur du conduit 11 et retombent par gravité sur le convoyeur 20. Les électroaimants 13 retiennent les matériaux métalliques tandis que les objets en verre sont évacués vers la caisse 15 via la rampe 14.

Au niveau du poste 2, des personnes trient les récipients en plastique. Dans l'hypothèse présentée ci-dessus, ils éliminent et stockent dans la caisse 22 les bouteilles et autres flacons en polyéthylène et ne laissent sur le convoyeur 20 que les bouteilles en chlorure de polyvinyle. A l'extrémité aval du convoyeur 20, les récipients en PVC tombent sur le brin supérieur du convoyeur 60 et sont acheminés progressivement à l'intérieur de l'enceinte 3. Au préalable, les moyens d'alimentation en vapeur d'eau des rampes 31 et 31' ont été mis en route de sorte que les récipients R emprisonnés dans les différents compartiments 63 sont soumis, à une série de jets J de vapeur d'eau. Ces jets proviennent des buses 310 et 310' réparties de part et d'autre du brin supérieur 600 du convoyeur.

De manière particulièrement préférée, la température de la vapeur d'eau est inférieure à 1400C. Bien entendu, en fonction de la nature de la matière plastique qui compose les récipients, cette température peut être réglée. Ainsi, dans le cas du PVC, il est préférable de ne pas dépasser une température de 1300 de manière à éviter des dégagements d'acide chlorydrique qui se forment lors de la décomposition du PVC.

De préférence, la vapeur d'eau est projetée sous une pression d'environ 1 à 2 x 105 Pa.

La vitesse d'avancement du convoyeur est réglée en fonction des dimensions des compartiments 63 et du nombre de buses 310 et 310'.

Elle est, par exemple, de l'ordre de 0,5 m/s.

Le demandeur s'est aperçu qu'en soumettant les récipients à un tel traitement, la plus grande partie des étiquettes que comportent les récipients se détachent intégralement et facilement, la colle qu'elles comportent restant en place sur le papier des étiquettes.

De préférence, les récipients sont répartis en une seule couche, ce qui facilite encore l'enlèvement des étiquettes.

Au niveau de la partie aval du brin 600, les récipients R subissent alors le traitement d'un flux A d'air pulsé provenant des buses 320. Ce flux tend à faire s'entrechoquer entre eux les récipients R de sorte que les étiquettes encore en place sur les récipients s'en détachent complètement. I1 est préférable d'utiliser de l'air pulsé chaud, par exemple de tordre de 90 , de manière à obtenir une masse sèche de récipients.

A l'extrémité aval de l'enceinte 3, les récipients traités tombent par gravité dans la trémie 42. Le brin inférieur 600' du convoyeur 60 subit un nettoyage au moyen de la rampe 33 qui diffuse des jets d'eau par les buses 330.

Au niveau de la trémie 42, les récipients débarrassés de leurs étiquettes sont entraînés vers les rouleaux 421 et 421' par l'intermédiaire du rouleau 420. Lorsqu'ils passent entre ces rouleaux, les récipients sont complètement écrasés par laminage du fait de la faible distance qui sépare ces rouleaux. De préférence ils comportent à leur périphérie des reliefs qui accentuent encore l'écrasement des récipients. A ce stade, les éventuels colliers et bouchons encore en place sur ces récipients sont expulsés du fait des contraintes opérées sur les récipients ou par simple broyage de ceux-ci.

Les récipients R' écrasés tombent alors sur le convoyeur 40 tandis que les colliers et bouchons traversent ce convoyeur pour être récupérés dans le bac 44. Les morceaux de papier d'étiquettes qui pourraient encore être présents sont aspirés au niveau du conduit 43. On obtient ainsi à ce stade une masse de récipients complètement déformés mais exempts de toute impuretée.

Cette masse est alors dirigée vers le broyeur 50 qui délivre une poudre de matière plastique propre que l'on conditionne dans les caisses 72, via la trémie 51. Cette poudre est apte à subir un nouveau processus de fabrication d'articles. Du fait qu'elle est exempte d'impureté, cette poudre peut être destinée à des applications diverses.

Dans la forme de réalisation de la figure 4, les récipients soumis à l'action des rouleaux 810 équivalents aux rouleaux 421 et 421', rentrent dans le cyclone 80 où ils subissent un mouvement de descente vers l'extrémité inférieure 800, ce mouvement se faisant de manière aléatoire du fait du mouvement d'air créé par le ventilateur 85 et par les buses de projection d'air 91. Au cours de leur descente, les récipients s'entrechoquent et glissent contre les demi-cloisons 83. Ce traitement est destiné à éliminer complètement les étiquettes et morceaux de papier qui seraient malencontreusement restés collés auxdits récipients.

Comme le montre la desription qui vient d'être faite, le procédé et l'installation de la présente invention permettent de débarrasser complètement les récipients en matière plastique des étiquettes qu'ils portent, de manière à pouvoir recycler ladite matière plastique, ceci d'une façon particulièrement économique.

Enfin, bien que dans l'exemple décrit ci-dessus, on ait évoqué le traitement du PVC, un même processus peut être mis en oeuvre avec des récipients d'une autre nature, par exemple en polyéthylène.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour débarrasser de leurs étiquettes des récipients (R) en matière plastique tels que des bouteilles, en vue de leur recyclage, caractérisé par le fait qu'on déplace en continu lesdits récipients et on les soumet à l'action d'au moins un jet (J) de vapeur d'eau.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits récipients (R) sont répartis en une seule couche.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la température de la vapeur d'eau est inférieure à 1400 C.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vapeur d'eau est projetée sous une pression de 105 Fa à environ 2 x 105 Pa.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits récipients (R) sont ultérieurement soumis à l'action d'un flux d'air pulsé (A) qui les fait s'entrechoquer et permet le décollement des étiquettes récalcitrantes.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on procède ultérieurement à l'écrasement des récipients (R) et à l'enlèvement mécanisé des colliers et bouchons qu'ils comportent éventuellement.

7. Installation pour débarrasser de leurs étiquettes, des récipients en matière plastique, en vue de leur recyclage, caractérisée par le fait qu'elle comprend un convoyeur à tapis sans fin mobile (60) destiné à recevoir les récipients (R), ce convoyeur étant disposé dans une enceinte (30) qui comporte au moins une buse (310) de projection d'un jet (J) vapeur d'eau en direction des récipients (R).

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit convoyeur mobile (60) est formé d'un tapis à texture ajourée et en ce que des buses (310) de projection de vapeur d'eau sont disposées de part et d'autre de l'un des brins (600) du convoyeur.

9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le convoyeur (60) porte une série de cloisons (62) réparties le long de celui-ci et disposées sensiblement perpendiculairement au tapis, ces cloisons délimitant des compartiments (63) le long du convoyeur.

10. Installation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite enceinte comporte des moyens de projection (32) d'air pulsé (A) en direction des récipients (R), ces moyens étant disposés en aval de ladite buse (310) de projection de vapeur d'eau.

il. Installation selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens d'écrasement (420, 421) desdits récipients (R) et d'enlèvement des colliers et bouchons qu'ils comportent.

12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ces moyens comprennent au moins une paire de rouleaux (421) à sens de rotation opposés, l'écartement bord à bord de ces rouleaux étant tel qu ils provoquent l'écrasement des récipients par laminage et l'enlèvement des colliers et bouchons qu'ils comportent éventuellement.