FR2744043A1 - Heated vacuum drying of animal and vegetable wastes - Google Patents

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Abstract

Animal and vegetable wastes are heated and dried under vacuum inside a metal casing (18). Inside the casing th waste is mixed by a helical mixer (4), turning about a central axis, and warmed by burners, (10) playing on its outer wall. Waste is allowed to enter and leave the casing via shutters above and below (2 and 6) which are opened and closed by threaded shafts turned by motors (14). When closed the shutters are sealed (3) so that a vacuum can be drawn by a vacuum pump (16). Waste is fed into the casing from a hopper (1) and dried waste collected beneath in a tray (7). The installation is enclosed in an isothermal chamber (21).

Description

La présente invention dénommée Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou vegetale (fumées, fientes, déchets animal ou végétal, etc...) est destinée à transformer ces dits déchets organiques en composés secs et pulvérulents employés comme engrais ou utilisés comme compléments alimentaires pour les animaux. The present invention, known as a vacuum and hot dehydration device for animal or vegetable waste (smoke, droppings, animal or vegetable waste, etc.) is intended to transform said organic waste into dry and pulverulent compounds used as fertilizers or used as food supplements for animals.

Il est bien connu que les déchets d'animaux ou de végétaux constituent un potentiel énergétique important que lhomme a toujours recherché à récupérer. En outre, ces déchets hydratés constituent en l'état, une source de pollution non négligeable pour l'environnement. De nombreux procédés ont été inventés pour détruire cette nuisance et transformer ces déchets en composés organiques secs et recyclables. Le brevet français NO 2399395 du 4 août 1977 propose un procédé de déshydratation de déchets végétaux afin d'obtenir une matière organique utilisée sous forme d'engrais ou de complément alimentaire pour les animaux. La technique proposée par ce brevet consiste à utiliser une cuve métallique rotative que l'on chauffe à l'air libre entraînant une consommation d'énergie importante. It is well known that animal or plant waste constitutes an important energy potential that man has always sought to recover. In addition, this hydrated waste constitutes, as it stands, a significant source of pollution for the environment. Many methods have been invented to destroy this nuisance and transform this waste into dry and recyclable organic compounds. French patent No. 2399395 of August 4, 1977 proposes a process for dehydrating plant waste in order to obtain an organic material used in the form of fertilizer or food supplement for animals. The technique proposed by this patent consists in using a rotary metal tank which is heated in the open air resulting in significant energy consumption.

D'autres techniques comme la lyophilisation ont été proposées. Cette dernière consiste à déshydrater les substances sous vide à basse température. Très consommatrice d'énergie elle ne permet pas de traiter de grosses quantités de substances à la fois. Other techniques such as lyophilization have been proposed. The latter consists of dehydrating the substances under vacuum at low temperature. Very energy consuming, it does not allow to treat large quantities of substances at the same time.

La présente invention a pour but d'obvier à cet inconvénient en proposant un dispositif du type enceinte métallique doté d'un malaxeur tournant qui, placé sous vide, est chauffé afin d'accélérer la déshydratation des déchets organiques quelle reçoit. Cette enceinte est dotée de filtres pour éliminer la pollution vers l'atmosphère dont l'origine est l'émanation de gaz carbonique ou ammoniacale issues des déchets en cours de déshydratation. The object of the present invention is to obviate this drawback by proposing a device of the metal enclosure type provided with a rotary mixer which, placed under vacuum, is heated in order to accelerate the dehydration of the organic waste which it receives. This enclosure is equipped with filters to eliminate pollution to the atmosphere, the origin of which is the emanation of carbon dioxide or ammonia from the waste being dehydrated.

L'invention dénommée Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale est caractérisée en ce qu'elle comporte une enceinte métallique (18) recevant les déchets au moyen d'une trémie (1) dont l'ouverture est commandée par une trappe guillotine (2) ; les déchets introduits par la trémie tombent sur un malaxeur qui tourne (4) sur l'axe central (25) de l'enceinte à la façon d'une vis sans fin ; ladite enceinte (18) est maintenue sous vide pendant la déshydratation au moyen d'une pompe à vide à grand débit (16) terminé par un filtre (22) ; cette enceinte est montée sur une trappe guillotine (6) mue par un moteur (14) ; ladite trappe repose sur une trémie vidoir (7) destinée à évacuer les déchets déshydratés dans un réceptacle mobile (8). Les parois extérieures de l'enceinte sont logées dans un coffrage isotherme (19) chauffée au moyen de brûleurs (10) disposés autour de l'enceinte. Les moteurs (14) actionnent des systèmes de vis écrou, selon un programme assurant le remplissage et la vidange de l'enceinte que l'on alterne avec sa mise sous vide. The invention called a vacuum and hot dehydration device for animal or vegetable waste is characterized in that it comprises a metal enclosure (18) receiving the waste by means of a hopper (1), the opening of which is controlled by a guillotine hatch (2); the waste introduced by the hopper falls on a mixer which turns (4) on the central axis (25) of the enclosure in the manner of a worm; said enclosure (18) is maintained under vacuum during dehydration by means of a high flow vacuum pump (16) terminated by a filter (22); this enclosure is mounted on a guillotine hatch (6) driven by a motor (14); said hatch rests on a hopper hopper (7) intended to evacuate dehydrated waste in a mobile receptacle (8). The outer walls of the enclosure are housed in an isothermal formwork (19) heated by means of burners (10) arranged around the enclosure. The motors (14) actuate nut screw systems, according to a program ensuring the filling and emptying of the enclosure which is alternated with its evacuation.

L'invention ainsi caractérisée présente de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne la vitesse de déshydratation et l'économie d'énergie par rapport aux dispositifs existants. The invention thus characterized has numerous advantages, in particular with regard to the rate of dehydration and the saving of energy compared to existing devices.

L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui sont présentés à titre d'exemple non limitatif dans une réalisation préférentielle de l'inventeur. The invention will be better understood thanks to the appended drawings which are presented by way of nonlimiting example in a preferred embodiment of the inventor.

La figure 1 représente en coupe l'aménagement général du dispositif. Figure 1 shows in section the general arrangement of the device.

La figure 2 représente en coupe une variante du dispositif avec une enceinte tronconique. Figure 2 shows in section a variant of the device with a frustoconical enclosure.

En se reportant à la figure 1 l'enceinte (18) métallique de forme cylindrique contient sur toute sa hauteur un malaxeur hélicoïdal (4) tournant autour de l'axe (25) vertical placé au centre de l'enceinte. La rotation du malaxeur est obtenue au moyen d'un moteur (5) alimenté par le secteur et entraînant l'axe du malaxeur au moyen de courroies. Un joint d'étanchéité souple et gonflable (3) permet notamment d'isoler l'intérieur l'enceinte et d'éviter les déperditions de charge au niveau du capot (29) protégeant l'émergence de l'axe tournant (25) du malaxeur. Referring to Figure 1 the metal enclosure (18) of cylindrical shape contains over its entire height a helical mixer (4) rotating around the axis (25) vertical placed in the center of the enclosure. The rotation of the mixer is obtained by means of a motor (5) supplied by the sector and driving the axis of the mixer by means of belts. A flexible and inflatable seal (3) in particular makes it possible to isolate the interior of the enclosure and to avoid loss of load at the level of the cover (29) protecting the emergence of the rotary axis (25) of the mixer.

L'enceinte (18) reçoit au travers d'une trémie (1) les déchets à déshydrater. A la base de cette trémie (1) on a aménagé une trappe guillotine (2) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées au moyen d'un moteur (14) extérieur au dispositif. Le côté mobile à glissière de la trappe guillotine (2) est relié au moteur (14) par un système à vis-écrou dont le fonctionnement est connu par l'homme de l'art. La partie mobile de la trappe glisse sur un joint gonflable (3) afin d'ouvrir ou fermer la trémie (1) sans altérer l'étanchéité. The enclosure (18) receives the waste to be dehydrated through a hopper (1). At the base of this hopper (1) a guillotine hatch (2) has been arranged, the opening and closing of which are controlled by means of a motor (14) external to the device. The sliding side of the guillotine hatch (2) is connected to the motor (14) by a screw-nut system whose operation is known to those skilled in the art. The movable part of the hatch slides over an inflatable seal (3) in order to open or close the hopper (1) without affecting the seal.

A la base de l'enceinte cylindrique (18) on a aménagé une seconde trappe guillotine (6) dont l'ouverture permet d'évacuer les déchets déshydratés. At the base of the cylindrical enclosure (18) a second guillotine hatch (6) has been arranged, the opening of which allows the dehydrated waste to be removed.

Son ouverture et sa fermeture sont commandées au moyen d'un second moteur (14) qui entraîne un système vis-écrou (13) solidaire de la partie mobile de la trappe (6). Cette trappe est glissée sous l'enceinte (18) sous un joint d'étanchéité (17) gonflable maintenant l'étanchéité dans l'enceinte (18) lorsque la trappe (6) est fermée. Its opening and closing are controlled by means of a second motor (14) which drives a screw-nut system (13) integral with the movable part of the hatch (6). This hatch is slid under the enclosure (18) under an inflatable seal (17) maintaining the seal in the enclosure (18) when the hatch (6) is closed.

Sous la trappe guillotine (6) on trouve une trémie vidoir tronconique (7) dont le plus grand diamètre est égal à celui du cylindre de l'enceinte (18). Cette trémie guide l'écoulement des déchets devenus pulvérulents vers un convoyeur (18) mobile pour les évacuer et le)conditionner.  Under the guillotine hatch (6) there is a frustoconical hopper hopper (7) whose largest diameter is equal to that of the cylinder of the enclosure (18). This hopper guides the flow of waste which has become pulverulent towards a mobile conveyor (18) for evacuating it and conditioning it.

Sur la partie supérieure de l'enceinte (18) une canalisation réunie l'intérieur de celle-ci à une pompe à vide (16). Entre la pompe à vide et l'enceinte, une réfrigération (23) a été adapté afin de refroidir les gaz de manière à ne pas affecter le fonctionnement de la pompe (16). La sortie de cette dernière est équipée d'un filtre absorbant (22) qui élimine les risques de pollution atmosphérique: .  On the upper part of the enclosure (18) a pipe joined the interior thereof to a vacuum pump (16). Between the vacuum pump and the enclosure, refrigeration (23) has been adapted in order to cool the gases so as not to affect the operation of the pump (16). The outlet of the latter is equipped with an absorbent filter (22) which eliminates the risks of atmospheric pollution:.

Lorsque les trappes (2) et (6) sont fermées et que la pompe (16) maintien le vide dans l'enceinte (18) celle-ci est chauffée sur sa périphérie extérieure au moyen de brûleurs (10) contenus dans un logement créant un foyer (11). L'air chaud lèche les parois extérieures du cylindre (18) et maintient une température suffisante pour assurer, sous l'effet du vide de la pompe (16), une déshydratation rapide des déchets contenus dans l'enceinte (18). Les trappes (2) et (6) étant fermée et les joints (3) et (17) gonflés assurenrl'etanchéité.  When the hatches (2) and (6) are closed and the pump (16) maintains the vacuum in the enclosure (18) the latter is heated on its outer periphery by means of burners (10) contained in a housing creating a hearth (11). The hot air licks the outer walls of the cylinder (18) and maintains a temperature sufficient to ensure, under the effect of the vacuum of the pump (16), rapid dehydration of the waste contained in the enclosure (18). The hatches (2) and (6) being closed and the seals (3) and (17) inflated ensure a tight seal.

L'enceinte (18) est logée dans une cabine (19) dont les parois sont isothermes. Entre la cabine (19) et l'enceinte (18) la circulation d'air chaud issu des brûleurs élève la température de l'enceinte avant de s'évacuer vers une cheminée tubulaire (20). The enclosure (18) is housed in a cabin (19) whose walls are insulated. Between the cabin (19) and the enclosure (18) the circulation of hot air from the burners raises the temperature of the enclosure before being evacuated to a tubular chimney (20).

L'ensemble, enceinte (18) cabine (19) sont contenus dans une chambre (21) dont les parois isothermes assure une faible déperdition de chaleur de l'installation. The assembly, enclosure (18) cabin (19) are contained in a chamber (21) whose insulated walls ensures a low heat loss from the installation.

On a représenté sur la figure 2 vue en coupe, l'installation équipée d'une enceinte de déshydratation trOn. onique.  There is shown in Figure 2 sectional view, the installation equipped with a trOn dewatering chamber. onique.

La chambre isotherme (21) contient la cabine (19) où circule l'air chauffé par les brûleurs (10). Au centre de cette cabine (19) est située l'enceinte de déshydratation (27) de forme tronconique dont le diamètre le plus faible constitue la partie inférieure de la dite enceinte. L'axe central (25) de l'enceinte (27) entraîne un malaxeur hélicoïdal (4) dont les plateaux tournants constituent une vis sans fin dont le diamètre décroît du haut vers le bas. The isothermal chamber (21) contains the cabin (19) where the air heated by the burners (10) circulates. In the center of this cabin (19) is located the dehydrating enclosure (27) of frustoconical shape whose smallest diameter constitutes the lower part of said enclosure. The central axis (25) of the enclosure (27) drives a helical mixer (4) whose turntables constitute an endless screw whose diameter decreases from top to bottom.

Les bords extérieurs de ces plateaux frottent avec la cloison interne de l'enceinte (27) afin d'assurer un écoulement lent des déchets vers le bas.The outer edges of these trays rub against the internal partition of the enclosure (27) in order to ensure a slow flow of the waste downwards.

Le malaxeur (4) est entraîné par l'axe (25) relié au moteur (5) au moyen de courroie. L'axe (25) est coiffé sur sa partie supérieure par un capot (29) qui repose sur le joint d'étanchéité gonflable (3). The mixer (4) is driven by the axis (25) connected to the motor (5) by means of a belt. The axis (25) is capped on its upper part by a cover (29) which rests on the inflatable seal (3).

Sur la partie supérieure de l'enceinte (27) on trouve la trémie (1) utilisée pour introduire les déchets à déshydratation. Cette trémie est fermée par une trappe guillotine (3) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par le mouvement d'un système vis-écrou (12) entraîné par le moteur (14) extérieur à la chambre isotherme (21). On the upper part of the enclosure (27) there is the hopper (1) used to introduce the dehydration waste. This hopper is closed by a guillotine hatch (3), the opening and closing of which are controlled by the movement of a screw-nut system (12) driven by the motor (14) external to the isothermal chamber (21).

Sous la trappe guillotine (3) et le capot (29) on adapte sur la couronne supérieure de l'enceinte (27) le joint d'étanchéité gonflable (3). Under the guillotine hatch (3) and the hood (29), the inflatable seal (3) is fitted to the upper crown of the enclosure (27).

Le volume intérieur de l'enceinte (27) est relié à une pompe à vide (16) par une canalisation portant entre l'enceinte (27) et la pompe (16) un réfrigérateur de température (23) destiné à refroidir les gaz issus de la déshydratation. La pompe à vide (16) est équipée de filtre absorbant (22) nécessaire à éviter la pollution atmosphérique. The interior volume of the enclosure (27) is connected to a vacuum pump (16) by a pipe carrying between the enclosure (27) and the pump (16) a temperature refrigerator (23) intended to cool the gases emitted dehydration. The vacuum pump (16) is equipped with an absorbent filter (22) necessary to avoid atmospheric pollution.

La base de l'enceinte conique (27) repose sur un joint d'étanchéité gonflable (17) qui sépare ladite enceinte de la trappe guillotine (6) destinée à évacuer les déchets déshydratés vers la trémie vidoir (7). La trappe guillotine (6) est commandée par le système vis-écrou (13) mû par le moteur (14) extérieur à la chambre isotherme (21). The base of the conical enclosure (27) rests on an inflatable gasket (17) which separates said enclosure from the guillotine hatch (6) intended to evacuate the dehydrated waste towards the emptying hopper (7). The guillotine hatch (6) is controlled by the screw-nut system (13) driven by the motor (14) outside the isothermal chamber (21).

Les déchets déshydratés tombant dans la trémie (7) s'écoulent au travers de l'ouverture (29) situé à la base de ladite trémie pour être stockée dans un convoyeur (8) avant leur conditionnement. The dehydrated waste falling into the hopper (7) flows through the opening (29) located at the base of said hopper to be stored in a conveyor (8) before packaging.

La paroi extérieure de l'enceinte (27) est chauffée au moyen de brûleurs (10) qui génèrent un courant d'air chaud sur ses parois, chauffe l'enceinte lorsque celle-ci est maintenu sous vide avec ses déchets pour assurer leur déshydratation. The outer wall of the enclosure (27) is heated by means of burners (10) which generate a current of hot air on its walls, heats the enclosure when it is kept under vacuum with its waste to ensure their dehydration .

L'air chaud issu de la combustion est évacué par la cheminée (20) érigée sur la chambre séparant l'enceinte (27) et la cabine (19) constituant la double enveloppe de l'enceinte.  The hot air from combustion is evacuated through the chimney (20) erected on the chamber separating the enclosure (27) and the cabin (19) constituting the double envelope of the enclosure.

FONCTIONNEMENT
Dans les exemples de dispositifs précédemment décrit le fonctionnement est similaire.OPERATION
In the examples of devices previously described, the operation is similar.

La trappe guillotine de vidange (6) étant fermée on ouvre celle de remplissage (3). Les déchets hydratés d'animaux ou de végétaux sont introduits par la trémie (1). The guillotine drain flap (6) being closed, the filling flap (3) is opened. Hydrated animal or plant waste is introduced through the hopper (1).

Le malaxeur hélicoïdal (4) est mis en rotation jusqu'au remplissage complet de l'enceinte (18). l'enceinte remplit on ferme la trappe guillotine (3), on gonfle les joints d'étanchéité et on pratique le vide dans ladite enceinte au moyen de la pompe (16). Pendant la rotation des malaxeurs (4) tout en maintenant le vide on chauffe les parois de l'enceinte (18) jusqu'à obtenir la déshydratation complète des déchets constatez par l'absence de vapeur d'eau à la sortie (22). The helical mixer (4) is rotated until the enclosure (18) is completely filled. the enclosure fills, the guillotine hatch (3) is closed, the seals are inflated and a vacuum is created in said enclosure by means of the pump (16). During the rotation of the kneaders (4) while maintaining the vacuum, the walls of the enclosure (18) are heated until complete dehydration of the waste is observed by the absence of water vapor at the outlet (22).

Claims (1)

REVENDICATION 1CLAIM 1 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale caractérisé:: en ce qu'il comporte une enceinte métallique (18) (27) dotée d'une trémie (1) destinée à recevoir les dits déchets ; ladite trémie est posée sur une trappe guillotine (2) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un système vis-écrou (12) actionné par un moteur (14) ; l'intérieur de l'enceinte (18) (27) est équipée d'un malaxeur hélicoïdal (4) tournant sur un axe central (25), la partie inférieure de l'enceinte est dotée d'une autre trappe guillotine (6) de vidange mû par un système vis-écrou (13) actionné par un moteur (14) ; l'enceinte équipée de joints d'étanchéité (3) (17) est maintenu sous vide au moyen d'une pompe (16) tandis que des brûleurs (10) chauffent la paroi extérieure de ladite enceinte dont les fumées s'échappent par une cheminée (20) ; l'enceinte repose sur une trémie vidoir (7) destinée à évacuer les déchets déshydratés ; l'ensemble du dispositif est contenue dans une chambre isotherme (21). Device for vacuum and hot dehydration of animal or vegetable waste characterized: in that it comprises a metal enclosure (18) (27) provided with a hopper (1) intended to receive said waste; said hopper is placed on a guillotine hatch (2), the opening and closing of which are controlled by a screw-nut system (12) actuated by a motor (14); the interior of the enclosure (18) (27) is equipped with a helical mixer (4) rotating on a central axis (25), the lower part of the enclosure is provided with another guillotine hatch (6) drain driven by a screw-nut system (13) actuated by a motor (14); the enclosure equipped with seals (3) (17) is maintained under vacuum by means of a pump (16) while burners (10) heat the external wall of said enclosure, the fumes of which escape through a fireplace (20); the enclosure rests on a drain hopper (7) intended to evacuate dehydrated waste; the entire device is contained in an isothermal chamber (21). REVENDICATION 2CLAIM 2 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine végétale ou animale, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étanchéité de l'enceinte (18) mise sous vide est assurée au moyen de joints gonflables(3) (17) disposés sur la partie supérieure et inférieure de l'enceinte. Device for vacuum and hot dehydration of plant or animal waste, according to claim 1, characterized in that the sealing of the enclosure (18) evacuated is ensured by means of inflatable seals (3) ( 17) arranged on the upper and lower part of the enclosure. REVENDICATION 3CLAIM 3 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud d'origine animale ou végétale, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la déshydratation des déchets est obtenue dans l'enceinte (18) maintenue sous vide au moyen d'une pompe à vide (16) et de brûleurs (10) chauffant les parois de l'enceinte (18). Device for vacuum and hot dehydration of animal or vegetable origin, according to claim 1, characterized in that the dehydration of the waste is obtained in the enclosure (18) maintained under vacuum by means of a vacuum pump (16 ) and burners (10) heating the walls of the enclosure (18). REVENDICATION 4CLAIM 4 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine végétale ou animale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le remplissage des déchets et leur évacuation est obtenue au moyen de deux trappe-guillotines l'une pour le remplissage (2) l'autre pour l'évacuation (6) commandées par deux systèmes vis-écrou (12) et (13) indépendants et chacun mû par deux moteurs (14) placés à l'extérieur de la chambre (21).  Device for vacuum and hot dewatering of plant or animal waste according to claim 1, characterized in that the filling of the waste and its evacuation is obtained by means of two guillotine traps, one for filling (2) the other for the evacuation (6) controlled by two independent screw-nut systems (12) and (13) and each driven by two motors (14) placed outside the chamber (21). REVENDICATION 5CLAIM 5 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brassage des déchets durant leur déshydratation est obtenu au moyen d'un malaxeur (4) hélicoïdal, tournant sur l'axe vertical de l'enceinte à la manière d'une vis sans fin commandée par un moteur (5). Device for vacuum and hot dehydration of animal or vegetable waste according to claim 1, characterized in that the mixing of the waste during their dehydration is obtained by means of a helical mixer (4), rotating on the axis vertical of the enclosure in the manner of an endless screw controlled by a motor (5). REVENDICATION 6CLAIM 6 Dispositif de déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte (18), contenu dans une cabine (19) où circule l'air chaud est isolé de l'exterieur au moyen d'une chambre (21) dont les parois sont isothermes. Device for vacuum and hot dehydration of animal or vegetable waste according to claim 1, characterized in that the enclosure (18) contained in a cabin (19) where the hot air circulates is isolated from the exterior by means of a chamber (21) whose walls are insulated. REVENDICATION 7CLAIM 7 Dispositif de déshydratation sous vide et au chaud des déchets d'origine animale ou végétale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz provenant des déchets en cours de déshydratation sont dépollués au moyen d'une réfrigération (23) et d'un filtre absorbant (22) placé après la pompe à vide.  Device for vacuum and hot dehydration of animal or vegetable waste according to claim 1, characterized in that the gases coming from the waste in the course of dehydration are decontaminated by means of refrigeration (23) and a filter absorbent (22) placed after the vacuum pump.
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