FR2720969A1 - Treatment of green wood - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT HAUTE TEMPERATURE D'UN
MATéRIAU LIGNO-CELLULOSIQUE
La présente invention concerne un procédé de traitement haute température d'un matériau ligno-cellulosique. Elle concerne également une cellule pour la mise en oeuvre de ce procédé.METHOD FOR HIGH TEMPERATURE TREATMENT OF A
LIGNO-CELLULOSIC MATERIAL
The present invention relates to a process for high temperature treatment of a lignocellulosic material. It also relates to a cell for the implementation of this method.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la fabrication d'articles en bois, et plus spécialement de produits destinés à être mis en contact avec l'eau ou l'humidité. The invention finds a particularly advantageous application in the field of manufacturing wooden articles, and more particularly products intended to be brought into contact with water or moisture.
A l'état naturel, le bois est un matériau ligno-cellulosique dont les propriétés sont rendues très instables du fait de son caractère hydrophile très marqué. Vulnérable au pourrissement dû aux agressions fongicides et bactériennes, le bois non traité est aussi sensible aux attaques des xylophages, à la reprise d'humidité et à l'éclatement par le gel. In its natural state, wood is a lignocellulosic material whose properties are made very unstable due to its very marked hydrophilic nature. Vulnerable to rotting due to fungicidal and bacterial attack, untreated wood is also sensitive to attacks by xylophages, moisture uptake and bursting by frost.
C'est pourquoi il est habituel, afin de remédier à ces inconvénients, de faire subir au bois un traitement thermique qui, par séchage, a pour effet de réduire son hydrophilie et donc d'améliorer sa stabilité. This is why it is usual, in order to remedy these drawbacks, to subject the wood to a heat treatment which, by drying, has the effect of reducing its hydrophilicity and therefore improving its stability.
Le traitement classique le plus simple est un chauffage en étuve à des températures allant de 60 à 1200C. Toutefois, le bois ainsi traité présente une reprise d'humidité pouvant atteindre 15% ou plus, ce qui ne permet pas une stabilité dimensionnelle et une conservation dans le temps suffisantes pour la plupart des applications. The simplest conventional treatment is heating in an oven at temperatures ranging from 60 to 1200C. However, the wood thus treated exhibits a moisture uptake of up to 15% or more, which does not allow dimensional stability and conservation over time sufficient for most applications.
Le bois peut également être porté à des températures plus élevées, entre 180 et 2800C, selon le procédé connu sous le nom de HTT (pour High
Temperature Treatment en anglais ou Haute Température Traitement en français).Wood can also be brought to higher temperatures, between 180 and 2800C, according to the process known as HTT (for High
Temperature Treatment in English or High Temperature Treatment in French).
Au delà de 280"C, on entre dans la phase de torréfaction dont l'usage est la fabrication de plaquettes pour barbecue. Above 280 "C, we enter the roasting phase, the use of which is the manufacture of barbecue plates.
A partir de 350"C, on atteint la phase de carbonisation utilisée pour obtenir le charbon de bois. From 350 "C, we reach the carbonization phase used to obtain charcoal.
C'est plus spécifiquement au procédé de traitement HTT qui s'adresse l'invention. It is more specifically to the HTT treatment process which addresses the invention.
Entre 180 et 2800C, le bois subit d'importantes transformations liées à la création de pontages chimiques entre les chaumes macro-moléculaires, qui sortent du domaine du simple séchage sans atteindre cependant les phases de torréfaction et de carbonisation. On obtient ainsi des matériaux proches du bois par bien des aspects, mais dont les différences ouvrent des perspectives nouvelles d'utilisation.Les principales caractéristiques d'un bois traité haute température sont les suivantes
- reprise d'humidité inférieure à 5%, quelle que soit la durée d'utilisation,
- excellente stabilité dimensionnelle aussi bien en atmosphère humide qu'émergé dans l'eau,
- résistance aux agents extérieurs de dégradation par stérilisation et élimination des éléments nutritifs des microorganismes et des insectes,
- augmentation de la dureté et des propriétés mécaniques,
- coloration brune homogène dans la masse préservant la structure fibreuse du bois. En fonction de l'essence, la nuance de couleur est contrôlable suivant les paramètres de traitement.Between 180 and 2800C, the wood undergoes significant transformations linked to the creation of chemical bridges between the macro-molecular stubble, which leave the domain of simple drying without however reaching the roasting and carbonization phases. We thus obtain materials close to wood in many aspects, but the differences of which open up new perspectives for use. The main characteristics of high-temperature treated wood are as follows
- humidity recovery of less than 5%, whatever the duration of use,
- excellent dimensional stability both in humid atmosphere and in water
- resistance to external agents of degradation by sterilization and elimination of nutrients from microorganisms and insects,
- increased hardness and mechanical properties,
- homogeneous brown coloration in the mass preserving the fibrous structure of the wood. Depending on the species, the shade of color can be controlled according to the processing parameters.
- réalisation de béton armé de bois,
- absence de pollution de l'environnement,
- diminution des coûts de production.- realization of concrete reinforced with wood,
- absence of environmental pollution,
- reduction in production costs.
Toutes ces qualités font du bois HTT un matériau de choix pour les applications suivantes:
- ameublement en général et notamment ameublement d'extérieur,
- emballages alimentaires et industriels,
- planchers,
- piquets de vignes, d'arboriculture, etc, - poteaux,
- retenues de berges,
- pontons, etc. All these qualities make HTT wood a material of choice for the following applications:
- furniture in general and in particular outdoor furniture,
- food and industrial packaging,
- floors,
- stakes of vines, arboriculture, etc., - poles,
- embankments,
- pontoons, etc.
Il faut cependant remarquer que la mise en oeuvre du procédé HTT connu exige la production d'une énergie calorifique importante compte tenu des températures à atteindre et des volumes de matériau ligno-cellulosique à traiter. Or, la fourniture d'une telle quantité d'énergie par la voie ohmique est relativement coûteuse, et même impensable dans les pays où l'électricité est peu abondante, comme dans les pays en développement producteurs de bois, par exemple. It should however be noted that the implementation of the known HTT process requires the production of a significant calorific energy taking into account the temperatures to be reached and the volumes of lignocellulosic material to be treated. However, the supply of such an amount of energy by ohmic means is relatively expensive, and even unthinkable in countries where electricity is scarce, as in developing countries producing wood, for example.
D'autre part, une installation de traitement haute température doit prévoir un ambiance neutre d'azote ou de tout autre gaz inerte de manière à éviter la présence d'oxygène en concentration suffisante pour provoquer la mise à feu spontanée du bois soumis au traitement HTT. Bien entendu, cette obligation est une contrainte technique supplémentaire qui entraîne un surcoût du production. On the other hand, a high temperature treatment installation must provide a neutral atmosphere of nitrogen or any other inert gas so as to avoid the presence of oxygen in sufficient concentration to cause spontaneous ignition of the wood subjected to the HTT treatment. . Of course, this obligation is an additional technical constraint which results in additional production costs.
Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un procédé de traitement haute température d'un matériau ligno-cellulosique, qui serait d'un coût d'exploitation minimum aussi bien d'un point de vue énergétique que d'un point de vue technique en tant qu'il concerne l'élimination de l'oxygène et le maintien d'une atmosphère neutre. Also, the technical problem to be solved by the object of the present invention is to propose a process for high temperature treatment of a lignocellulosic material, which would have a minimum operating cost as well from a point of view. energetic only from a technical point of view insofar as it concerns the elimination of oxygen and the maintenance of a neutral atmosphere.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes:
a. séchage, en circuit ouvert, par élimination substantielle de l'eau contenue dans ledit matériau par chauffage jusqu'à une température de vaporisation de l'eau,
b. chauffage progressif et maintien, en circuit fermé, à une température inférieure à la température de début de torréfaction du matériau lignocellulosique à traiter, les gaz dégagés dudit matériau participant comme combustibles audit chauffage progressif et audit maintien,
c. refroidissement en circuit ouvert par injection d'eau.The solution to the technical problem posed consists, according to the present invention, in that said method comprises the following steps:
at. drying, in an open circuit, by substantial elimination of the water contained in said material by heating to a vaporization temperature of the water,
b. progressive heating and maintaining, in a closed circuit, at a temperature below the temperature at which roasting begins of the lignocellulosic material to be treated, the gases released from said material participating as fuels in said progressive heating and in said maintenance,
vs. open circuit cooling by water injection.
Le procédé conforme à l'invention permet donc, au cours de l'étape b de chauffage progressif et de maintien, d'utiliser en circuit fermé, à l'aide d'un brûleur par exemple, les gaz dégagés par le matériau à traiter lui-même, ce qui contribue, d'une part, à éliminer l'oxygène contenu dans ces gaz et, par conséquent, à assurer automatiquement l'atmosphère inerte recherchée, et d'autre part, à fournir une source de combustible d'appoint venant au moins partiellement se suppléer aux gaz injectés à titre de combustible principal, d'où une réduction des coûts énergétiques ajoutée à la modicité du prix du gaz comparé à celui de l'électricité. The process according to the invention therefore makes it possible, during step b of progressive heating and holding, to use in a closed circuit, using a burner for example, the gases released by the material to be treated itself, which contributes, on the one hand, to eliminate the oxygen contained in these gases and, consequently, to automatically provide the desired inert atmosphere, and on the other hand, to provide a source of fuel for make-up at least partially replace the gases injected as main fuel, hence a reduction in energy costs added to the low price of gas compared to that of electricity.
Ainsi se trouve réalisé le double objectif visé par l'invention. Thus is achieved the double objective targeted by the invention.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.
La figure 1 est un schéma en perspective d'une cellule pour la mise en oeuvre du procédé de traitement haute température conforme à l'invention. Figure 1 is a perspective diagram of a cell for the implementation of the high temperature treatment process according to the invention.
La figure 2 est une variante du circuit de chauffage de la cellule de la figure 1. FIG. 2 is a variant of the heating circuit of the cell in FIG. 1.
La figure 3 est un diagramme donnant en fonction du temps t l'évolution de la température T dans la cellule de la figure 1. FIG. 3 is a diagram giving as a function of time t the evolution of the temperature T in the cell of FIG. 1.
La figure 4 est un schéma d'une installation à circulation continue mettant en oeuvre le procédé de traitement haute température conforme à l'invention. Figure 4 is a diagram of a continuous circulation installation implementing the high temperature treatment process according to the invention.
Le schéma en perspective de la figure 1 montre une cellule pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement haute température (FUIT) d'un matériau ligno-cellulosique dont les principales étapes sont indiquées sur le diagramme de la figure 3. The perspective diagram of FIG. 1 shows a cell for the implementation of a high temperature treatment process (LUCF) of a lignocellulosic material, the main steps of which are indicated in the diagram of FIG. 3.
La cellule de la figure 1 comprend un four 100 de forme rectangulaire, mais qui pourrait être également de forme cylindrique, dont le foyer 110 est destiné à recevoir ledit matériau ligno-cellulosique 10 sous toutes les formes possibles : rondins, planches, etc. The cell of FIG. 1 comprises an oven 100 of rectangular shape, but which could also be of cylindrical shape, the hearth 110 of which is intended to receive said lignocellulosic material 10 in all possible forms: logs, boards, etc.
Le four 100 comporte également deux chambres latérales 120,130 permettant la circulation du fluide caloporteur à l'intérieur du foyer 110 à travers une série de fentes 111 disposées le long des parois communes au foyer 110 et aux chambres 120, 130. The oven 100 also comprises two lateral chambers 120,130 allowing the circulation of the heat-transfer fluid inside the hearth 110 through a series of slots 111 arranged along the walls common to the hearth 110 and to the chambers 120, 130.
Comme le montre la figure 1, le fluide caloporteur est soumis à une circulation forcée produite par un circuit comprenant essentiellement au moins un ventilateur 210 relié aux chambres latérales 120, 130 par une conduite amont 211 et une conduite aval 212 communiquant avec des orifices 121, 131 aménagés respectivement dans lesdites chambres latérales 120, 130. As shown in FIG. 1, the heat transfer fluid is subjected to a forced circulation produced by a circuit essentially comprising at least one fan 210 connected to the lateral chambers 120, 130 by an upstream pipe 211 and a downstream pipe 212 communicating with orifices 121, 131 arranged respectively in said lateral chambers 120, 130.
La communication desdits conduits amont 211 et aval 212 peut être directe. I1 y a cependant avantage, afin d'homogénéiser le traitement thermique, à ce que cette communication puisse être inversée de manière à réaliser une circulation forcée alternée du fluide caloporteur à l'aide d'un sas 300 de distribution muni d'un clapet 310 tournant permettant de mettre en relation le conduit amont 211 avec la chambre 120 via l'orifice 121, dans la position du clapet 3 10 représentée sur la figure 1, ou avec la chambre 130 via l'orifice 131, dans la position du clapet 310 tournée de 90". The communication of said upstream 211 and downstream 212 conduits can be direct. There is, however, an advantage, in order to standardize the heat treatment, so that this communication can be reversed so as to produce an alternating forced circulation of the heat-transfer fluid by means of an airlock 300 for distribution provided with a valve 310 turning to connect the upstream conduit 211 with the chamber 120 via the orifice 121, in the position of the valve 3 10 shown in Figure 1, or with the chamber 130 via the orifice 131, in the position of the valve 310 90 "tour.
Bien entendu, si les dimensions du four sont importantes, comme dans le cas de traitement de poteaux en bois par exemple, on peut prévoir plusieurs circuits de circulation forcée, tels que celui représenté sur la figure 1, avec éventuellement circulation croisée pour assurer une meilleure homogénéité. Of course, if the dimensions of the oven are large, as in the case of treatment of wooden poles for example, one can provide several forced circulation circuits, such as that represented in FIG. 1, with possibly cross circulation to ensure better homogeneity.
En amont du ventilateur 210 est disposé un brûleur 400 destiné à chauffer le fluide caloporteur circulant à l'intérieur de la cellule et donc de pouvoir modifier à volonté la température du matériau ligno-cellulosique au cours du traitement. Le brûleur 400 reçoit à travers des tuyaux 410, 420 d'alimentation l'air et le gaz, méthane ou propane, nécessaires à son fonctionnement nominal, tandis que les gaz dégagés par ledit matériau lignocellulosique 10 dans le four 100 peuvent être amenés au brûleur pour y être incinérés par un conduit 430 reliant le foyer 110 au brûleur 400 via une vanne 431. Upstream of the fan 210 is disposed a burner 400 intended to heat the heat transfer fluid circulating inside the cell and therefore to be able to modify at will the temperature of the lignocellulosic material during the treatment. The burner 400 receives through pipes 410, 420 supplying air and gas, methane or propane, necessary for its nominal operation, while the gases released by said lignocellulosic material 10 in the oven 100 can be brought to the burner to be incinerated by a pipe 430 connecting the hearth 110 to the burner 400 via a valve 431.
La vapeur d'eau produite dans la cellule de traitement est évacuée vers l'extérieur par un conduit 500 commandé par une vanne 501. En parallèle sur le conduit 500 d'évacuation, est placé un conduit 510 de communication du four 100 avec un dispositif 530 de barbotage, lequel reçoit également les goudrons produits dans le four par un conduit 520 de purge. The water vapor produced in the treatment cell is evacuated to the outside by a conduit 500 controlled by a valve 501. In parallel with the evacuation conduit 500, is placed a conduit 510 for communication of the oven 100 with a device 530 bubbling, which also receives the tars produced in the furnace by a vent pipe 520.
Enfin, des injecteurs 600, rampes percées de trous par exemple, sont disposés dans le foyer 110 dans le but de permettre une diminuition par injection d'eau de la température du matériau à traiter. Finally, injectors 600, ramps pierced with holes for example, are arranged in the hearth 110 in order to allow a reduction by injection of water of the temperature of the material to be treated.
Le fonctionnement de la cellule de l'invention est alors le suivant. The operation of the cell of the invention is then as follows.
Conformément au diagramme de la figure 3, le matériau lignocellulosique est d'abord introduit dans le foyer 110 du four 100 à la température ambiante. Puis dans une étape a de séchage, I'eau contenue dans ledit matériau est éliminée de façon substantielle, à au moins 95%, par chauffage jusqu'à une température de vaporisation de l'eau, comprise entre 80 et 110"C, 100"C par exemple, selon l'essence du bois à traiter. According to the diagram in FIG. 3, the lignocellulosic material is first introduced into the focus 110 of the oven 100 at room temperature. Then in a drying step a, the water contained in said material is eliminated substantially, at least 95%, by heating to a water vaporization temperature, between 80 and 110 "C, 100 "C for example, depending on the species of wood to be treated.
Cette étape a de séchage s'effectue en circuit ouvert, la vanne 501 du circuit 500 d'évacuation étant ouverte afin de permettre à la vapeur d'eau produite de s'échapper vers l'extérieur. La vanne 431 du conduit 430 d'amenée des gaz est fermée, le brûleur étant alimenté sous combustible extérieur, air et gaz, par les tuyaux 410, 420. This drying step a takes place in an open circuit, the valve 501 of the evacuation circuit 500 being open in order to allow the water vapor produced to escape towards the outside. The valve 431 of the gas supply pipe 430 is closed, the burner being supplied with external fuel, air and gas, by the pipes 410, 420.
De manière à chasser la vapeur d'eau du four plus efficacement, il est prévu une arrivée 700 d'air extérieur disposée en amont du ventilateur 210 et commandée par une vanne 710 qui, dans cette étape de séchage, est en position ouverte. In order to expel the steam from the oven more efficiently, provision is made for an outside air supply 700 arranged upstream of the fan 210 and controlled by a valve 710 which, in this drying step, is in the open position.
Comme on peut le voir sur la figure 3, l'étape a de séchage comporte des phases de refroidissement par injection d'eau au travers des injecteurs 600, ceci afin de permettre à l'humidité de transiter de l'intérieur vers l'extérieur de la masse de matériau ligno-cellulosique. As can be seen in FIG. 3, the drying step a comprises cooling phases by injection of water through the injectors 600, this in order to allow the moisture to pass from the interior to the exterior of the mass of lignocellulosic material.
La durée de l'étape a de séchage, de 1 à 4 heures pour du bois sec, ainsi que la fréquence et la durée des phases de refroidissement, sont programmées selon l'essence du matériau traité. The duration of the drying step a, from 1 to 4 hours for dry wood, as well as the frequency and duration of the cooling phases, are programmed according to the essence of the material treated.
I1 faut également noter que cette étape a de séchage peut également être effectuée sous aspiration de la vapeur d'eau produite. It should also be noted that this drying step a can also be carried out with the suction of the water vapor produced.
Suit alors une deuxième étape b de chauffage progressif et de maintien à une température inférieure à la température de début de torréfaction du matériau ligno-cellulosique à traiter. Cette température peut varier de 180 à 280"C selon l'essence du bois, son conditionnement rondins, planches, etc, et les exigences imposées concernant notamment la teinte finale désirée. Then follows a second step b of progressive heating and maintaining at a temperature below the temperature of the start of roasting of the lignocellulosic material to be treated. This temperature can vary from 180 to 280 "C depending on the species of wood, its packaging of logs, boards, etc., and the requirements imposed, in particular concerning the desired final color.
Ladite étape b de chauffage progressif et de maintien est divisée en deux phases se déroulant en circuit fermé, la vanne 501 du conduit 500 d'évacuation extérieure étant maintenue fermée. Said step b of progressive heating and holding is divided into two phases taking place in a closed circuit, the valve 501 of the duct 500 for external evacuation being kept closed.
Au cours d'une première phase b 1, le chauffage progressif est effectué sous combustible extérieur en ce sens que le brûleur 400 n'est alimenté que par les tuyaux 410,420 d'alimentation en air et en gaz, méthane ou propane, la vanne 431 du conduit 430 d'amenée des gaz dégagés par le matériau ligno-cellulosique étant fermée. La température à l'intérieur du four 100 s'élève alors progressivement, les surpressions résultant du chauffage étant absorbées au travers du conduit 510 de communication au dispositif 530 de barbotage qui assure le maintien à une pression de 20 à 50 cm d'eau. During a first phase b 1, the progressive heating is carried out with external fuel in the sense that the burner 400 is only supplied by the pipes 410, 420 supplying air and gas, methane or propane, the valve 431 of the pipe 430 for supplying the gases released by the lignocellulosic material being closed. The temperature inside the oven 100 then rises gradually, the overpressures resulting from the heating being absorbed through the conduit 510 of communication to the bubbling device 530 which ensures the maintenance at a pressure of 20 to 50 cm of water.
Lorsque la température du four 100 a atteint une valeur d'environ 140"C correspondant à une libération significative des gaz contenus dans le matériau ligno-cellulosique : oxygène, acide acétique, benzopyrène, etc, une deuxième phase b2 est enclenchée par l'ouverture de la vanne 431 du conduit 430 d'amenée desdits gaz au brûleur 400 où ils participent par leur propre combustion au chauffage de la cellule avec l'avantage supplémentaire de détruire l'oxygène produit, susceptible par ailleurs de provoquer l'inflammation spontanée de tout le volume de matériau ligno-cellulosique. When the temperature of the oven 100 has reached a value of around 140 "C corresponding to a significant release of the gases contained in the lignocellulosic material: oxygen, acetic acid, benzopyrene, etc., a second phase b2 is started by the opening of the valve 431 of the conduit 430 for supplying said gases to the burner 400 where they participate by their own combustion in the heating of the cell with the additional advantage of destroying the oxygen produced, capable moreover of causing the spontaneous ignition of any the volume of lignocellulosic material.
Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 3, le chauffage progressifjusqu'à la température de maintien peut comporter des phases de refroidissement destinées à optimiser la montée en température du bois jusqu'au coeur, ceci par petites injections d'eau à l'aide des injecteurs 600 ou par l'intermédiaire de l'électronique de commande du brûleur 400. As can be seen in FIG. 3, progressive heating until the holding temperature can include cooling phases intended to optimize the rise in temperature of the wood to the core, this by small injections of water to the using injectors 600 or via the burner control electronics 400.
Après chauffage progressif la température du four 100 est maintenue à une valeur comprise entre 180 et 2800C jusqu'à une durée totale de 4 à 8 heures depuis le début de la phase a de séchage. After progressive heating the temperature of the oven 100 is maintained at a value between 180 and 2800C until a total duration of 4 to 8 hours since the start of the drying phase a.
Pendant tout le déroulement de étape b, la concentration en oxygène est mesurée par des capteurs qui, au delà d'une teneur de 3%, provoquent une augmentation de la puissance du brûleur 400 ayant pour but d'accélérer l'élimination de l'oxygène en excès et d'éviter la mise à feu du matériau ligno-cellulosique. Throughout the course of step b, the oxygen concentration is measured by sensors which, beyond a content of 3%, cause an increase in the power of the burner 400 whose aim is to accelerate the elimination of the excess oxygen and avoid ignition of the lignocellulosic material.
A la fin de l'étape b, le brûleur 400 est coupé, la vanne 431 du conduit 430 d'amenée est fermée et la vanne 501 est ouverte de manière à évacuer vers l'extérieur la vapeur d'eau produite au cours de la dernière étape c de refroidissement par injection d'eau dans le foyer 110 à travers les injecteurs 600. Lorsque la température est descendue à 100 C, les portes du four 100 sont ouvertes, les produits traités peuvent alors être déchargés. At the end of step b, the burner 400 is shut off, the valve 431 of the supply duct 430 is closed and the valve 501 is opened so as to discharge the water vapor produced during the last step c of cooling by injecting water into the hearth 110 through the injectors 600. When the temperature has dropped to 100 C, the doors of the oven 100 are open, the treated products can then be unloaded.
La figure 2 montre une variante du circuit de chauffage de la cellule de la figure 1 selon laquelle au premier brûleur 400 est ajouté un échangeur 440 de chaleur entre un deuxième brûleur 450 et le conduit amont 211. FIG. 2 shows a variant of the heating circuit of the cell of FIG. 1 according to which a heat exchanger 440 between a second burner 450 and the upstream duct 211 is added to the first burner 400.
Ledit premier brûleur 400 n'est alimenté qu'avec de l'air et du gaz extérieur, et fonctionne jusqu'à 120"C par exemple, afm d'augmenter la température dans la cellule et de brûler l'oxygène présent. A partir de 1200C, le deuxième brûleur 450 qui reçoit par le conduit 430 d'amenée les gaz dégagés par le matériau ligno-cellulosique est mis en fonctionnement avec l'appoint d'air et de gaz extérieur avec l'avantage d'éviter l'injection de gaz supplémentaires conduisant à une augmentation de pression dans la cellule et une dilution des gaz réinjectés dans le deuxième brûleur 450 par le conduit 430.Said first burner 400 is only supplied with outside air and gas, and operates up to 120 ° C. for example, in order to increase the temperature in the cell and to burn the oxygen present. at 1200C, the second burner 450 which receives the gases released by the lignocellulosic material via the supply line 430 is put into operation with the addition of air and external gas with the advantage of avoiding injection additional gases leading to an increase in pressure in the cell and a dilution of the gases reinjected into the second burner 450 through the pipe 430.
L'échangeur 440 de chaleur peut être du type à circulation de fluide, comme sur la figure 2, ou encore par plaques. The heat exchanger 440 may be of the fluid circulation type, as in FIG. 2, or alternatively by plates.
Naturellement, le fonctionnement de la cellule de la figure 1 est géré par des moyens informatiques, tels qu'un micro-ordinateur associé à un logiciel approprié, aptes d'une part, à recevoir des informations numérisées provenant de capteurs de température, d'humidité et d'oxygène, et, d'autre part, à commander en fonction des informations reçues les différents organes de la cellule, à savoir le brûleur 400 et les vannes 501, 431 et 710, selon une séquence représentative des étapes a, b et c dont les paramètres sont prédéterminés et stockés dans une mémoire desdits moyens informatiques. Naturally, the operation of the cell in FIG. 1 is managed by computer means, such as a microcomputer associated with appropriate software, capable on the one hand, of receiving digital information coming from temperature sensors, humidity and oxygen, and, on the other hand, to control according to the information received the different organs of the cell, namely the burner 400 and the valves 501, 431 and 710, according to a sequence representative of steps a, b and c, the parameters of which are predetermined and stored in a memory of said computer means.
Sur le plan industriel, une installation pour la mise en oeuvre du procédé de traitement, objet de l'invention, pourra comporter, en parallèle les unes aux autres, une pluralité de cellules telles que celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 1. From an industrial point of view, an installation for implementing the treatment process which is the subject of the invention may comprise, in parallel with one another, a plurality of cells such as that which has just been described with reference to the figure 1.
I1 est également possible d'envisager une unité de traitement qui comprendrait en série des étages spécifiquement dédiés aux différentes étapes a, b et c du procédé conforme à l'invention, et qui seraient traversés successivement par le matériau ligno-cellulosique, à savoir:
- un premier étage de séchage, en circuit ouvert, par élimination substantielle de l'eau contenue dans ledit matériau par chauffage jusqu'à une température de vaporisation de l'eau,
- un deuxième étage de chauffage progressif et de maintien, en circuit fermé, à une température inférieure à la température de début de torréfaction du matériau ligno-cellulosique à traiter, les gaz dégagés dudit matériau participant comme combustibles audit chauffage progressif et audit maintien,
- un troisième étage de refroidissement en circuit ouvert par injection d'eau.It is also possible to envisage a processing unit which would include in series stages specifically dedicated to the different stages a, b and c of the process according to the invention, and which would be successively crossed by the lignocellulosic material, namely:
a first drying stage, in open circuit, by substantial elimination of the water contained in said material by heating to a vaporization temperature of the water,
a second stage of progressive heating and holding, in a closed circuit, at a temperature lower than the temperature at which roasting begins of the lignocellulosic material to be treated, the gases released from said material participating as fuels in said progressive heating and in said holding,
- a third stage of cooling in open circuit by water injection.
Ledit deuxième étage peut être divisé en deux parties correspondant aux phases bl et b2 de l'étape b du procédé de l'invention, et donc comporter un premier compartiment de chauffage sous combustible extérieur jusqu'à une température de libération des gaz du matériau ligno-cellulosique, et un deuxième compartiment de chauffage et de maintien dans lequel les gaz dégagés sont utilisés comme combustibles. Said second stage can be divided into two parts corresponding to phases b1 and b2 of step b of the process of the invention, and therefore comprise a first heating compartment under external fuel up to a gas release temperature of the ligno material -cellulosic, and a second heating and holding compartment in which the gases released are used as fuels.
L'avantage d'une telle unité par rapport à la cellule de la figure 1 est que chaque étage ou compartiment est maintenu à une température donnée sans subir des cycles de chauffage et de refroidissement toujours coûteux en énergie. The advantage of such a unit compared to the cell of FIG. 1 is that each stage or compartment is maintained at a given temperature without undergoing heating and cooling cycles which are always costly in energy.
Le schéma de la figure 4 montre une installation à circulation continue comportant deux étages 1 et 1'. Dans le premier étage 1', le matériau à traiter, plaquettes type barbecue par exemple, est stocké dans un entonnoir 10' et transporté par une vis 1 1' à la base d'un four vertical 100' dans lequel il est séché (étape a du procédé de l'invention). Le foyer 110' du four 100' a une forme sensiblement cylindroconique et est entouré d'une chambre 140' latérale annulaire par laquelle le fluide caloporteur est amené sous l'action du ventilateur 210'. Ledit fluide caloporteur est chauffé par un brûleur 400' avec ses arrivées 410', 420' d'oxygène et de gaz et sort du foyer 110' par une tubulure 150' portant des trous de circulation. The diagram in FIG. 4 shows a continuous circulation installation comprising two stages 1 and 1 ′. In the first stage 1 ', the material to be treated, barbecue type plates for example, is stored in a funnel 10' and transported by a screw 1 1 'to the base of a vertical oven 100' in which it is dried (step a of the process of the invention). The hearth 110 'of the oven 100' has a substantially cylindrical-conical shape and is surrounded by an annular lateral chamber 140 'through which the heat transfer fluid is brought under the action of the fan 210'. Said heat transfer fluid is heated by a burner 400 ′ with its inlets 410 ′, 420 ′ of oxygen and gas and leaves the hearth 110 ′ by a pipe 150 ′ carrying circulation holes.
La vapeur d'eau formée au cours de cette étape de séchage s'échappe vers l'extérieur par l'orifice 20' de sortie, tandis que le produit séché est déversé par la canalisation 30' dans l'entonnoir 10 du deuxième étage 1 de l'installation dans lequel le matériau ligno-cellulosique subit les étapes b et c du procédé de traitement haute température, objet de l'invention. Ce deuxième étage est constitué de manière tout à fait analogue au premier étage 1', si ce n'est que les gaz dégagés par le matériau sont récupérés et amenés par le conduit 430 au brûleur 400 où ils sont incinérés. En fin de traitement haute température, le produit est déversé par la canalisation 30 sur un convoyeur 40 transportant le matériau vers les injecteurs 600 de refroidissement. The water vapor formed during this drying step escapes to the outside through the outlet port 20 ', while the dried product is poured through the line 30' into the funnel 10 of the second stage 1 of the installation in which the lignocellulosic material undergoes steps b and c of the high temperature treatment process, object of the invention. This second stage is constituted in a completely analogous manner to the first stage 1 ′, except that the gases released by the material are recovered and brought by the conduit 430 to the burner 400 where they are incinerated. At the end of the high temperature treatment, the product is poured through the pipe 30 onto a conveyor 40 transporting the material to the cooling injectors 600.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |