FR2749781A1 - Sterilisation and dehydration of agricultural waste products - Google Patents

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Abstract

Food and agricultural by-products are sterilised and dehydrated in a single vessel, where the waste material is cooked and sterilised and any oil drained off in the case of materials with a high fat content, followed by the material drying under vacuum. The entire process takes place in a single vessel (1) mixed by a central helical screw (2) turned by a motor (4). The vessel is enclosed in a casing (12) which is heated by burners (16). During the heating the vessel is kept sealed and pressurised. Oil is drained (22) from the base if necessary and during drying a vacuum pump (7) is used to depressurise the vessel.

Description

La présente invention qui a pour objet un procédé et un dispositif dénommé cuiseur déshydrateur sous vide des sous-produits d'origine animale ou végétale, est destinée à transformer ces dits déchets organiques en composés secs employés soit comme aliments pour les animaux soit comme engrais pour les sols.The present invention which relates to a process and a device called vacuum dehydrator cooker of animal or vegetable by-products, is intended to transform said organic waste into dry compounds used either as animal feed or as fertilizer for the grounds.

Il est bien connu que les déchets d'animaux ou de végétaux constituent un potentiel énergétique important que l'homme a toujours recherché à récupérer.It is well known that animal or plant waste constitutes an important energy potential that man has always sought to recover.

De nombreux procédés ont été inventés pour transformer ces déchets en composés organiques secs et réutilisables. C'est le cas du brevet Français n02399395 du 4 Août 1977 qui propose un procédé de déshydratation des déchets afin d'obtenir soit un complément alimentaire pour les animaux soit un engrais. Ce procédé consiste à utiliser une cuve métallique rotative que l'on chauffe à l'aide d'un brûleur.Many processes have been invented to transform this waste into dry and reusable organic compounds. This is the case of French patent n02399395 of August 4, 1977 which proposes a process for dehydrating waste in order to obtain either a food supplement for animals or a fertilizer. This process consists in using a rotary metal tank which is heated using a burner.

La technologie proposée par ce brevet est à l'origine d'un certain nombre d'inconvénients: - Les opérations de chargement des sous-produits et de déchargement du produit fini se font par la même porte située à l'avant de l'appareil ce qui pose un problème de risque de recontamination bactériologique puisque le principe de marche en avant n'est pas respecté.The technology proposed by this patent is at the origin of a certain number of drawbacks: - The operations of loading by-products and unloading of the finished product are done by the same door located at the front of the device which poses a problem of risk of bacteriological recontamination since the principle of forward movement is not respected.

- La flamme du brûleur est directement en contact avec la paroi du malaxeur ce qui provoque l'apparition d'une zone de chauffe pouvant dégrader la qualité nutritive du produit fini.- The flame of the burner is in direct contact with the wall of the mixer which causes the appearance of a heating zone which can degrade the nutritional quality of the finished product.

- La déshydratation se réalise dans une cuve constamment saturée en vapeur d'eau ce qui augmente considérablement les temps de traitement et donc la consommation d'énergie.- Dehydration takes place in a tank constantly saturated with water vapor, which considerably increases treatment times and therefore energy consumption.

- Les produits riches en corps gras ne peuvent être traités par ce procédé puisque les huiles de cuisson très thermo-sensibles ne peuvent être éliminées.- Products rich in fatty substances cannot be treated by this process since very heat-sensitive cooking oils cannot be eliminated.

Le procédé objet de l'invention a pour but de palier à l'ensemble de ces inconvénients. Ce procédé permet de réaliser les opérations successives suivantes - Cuisson et stérilisation qui s'opérera sous pression.The object of the invention is to overcome all of these drawbacks. This process allows the following successive operations to be carried out - Cooking and sterilization which will take place under pressure.

- Soutirage des corps gras qui a lieu à la fin de l'étape de cuisson-stérilisation et qui permet de récupérer les jus et huiles de cuisson dans le cas de figure où le produit à déshydrater est riche en corps gras.- Racking of fatty substances which takes place at the end of the cooking-sterilization step and which makes it possible to recover the cooking juices and oils in the case where the product to be dehydrated is rich in fatty substances.

- Séchage sous vide qui permettra une déshydratation rapide des déchets et sous-produits.- Vacuum drying which will allow rapid dehydration of waste and by-products.

Par ailleurs, la présente invention propose pour la mise en oeuvre de ce procédé, un dispositif du type cuve en acier inox équipée d'une hélice en rotation et qui, placée successivement sous pression puis sous vide, est chauffée afin d'accélérer la déshydratation des déchets organiques qu'elle reçoit.Furthermore, the present invention provides for the implementation of this process, a device of the stainless steel tank type equipped with a rotating propeller and which, successively placed under pressure then under vacuum, is heated in order to accelerate dehydration organic waste it receives.

Le produit à déshydrater est introduit dans une cuve par l'intermédiaire d'une trémie de remplissage tandis que le produit fini est déchargé à l'aide d'une trémie vidoir distincte de la première. Par ailleurs, cette cuve possède à sa base un système d'aspiration des huiles.The product to be dehydrated is introduced into a tank via a filling hopper while the finished product is discharged using a drain hopper separate from the first. In addition, this tank has at its base an oil suction system.

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'appareil reçoit en discontinu dans une cuve métallique, les déchets ou sous-produits à sécher. Cette enceinte de cuisson est chauffée au moyen d'un brûleur modulable.The device receives discontinuously in a metal tank, waste or by-products to be dried. This cooking chamber is heated by means of a modular burner.

Une hélice supportée par un axe de rotation et disposée à l'intérieur de la cuve de cuisson, permettra le brassage permanent des sous-produits à déshydrater.A propeller supported by an axis of rotation and placed inside the cooking tank, will allow permanent mixing of the by-products to be dehydrated.

Une trémie montée sur une trappe guillotine permet le remplissage de l'enceinte tandis qu'une autre trappe guillotine disposée au bas de l'enceinte est utilisée pour évacuer les composés déshydratés. A hopper mounted on a guillotine hatch allows the filling of the enclosure while another guillotine hatch disposed at the bottom of the enclosure is used to evacuate the dehydrated compounds.

En se reportant à la figure n0 I (représentation en coupe de l'aménagement général du dispositif), il est possible de visualiser les éléments suivants
La cuve de cuisson (1) de forme cylindrique contient sur toute sa hauteur, un malaxeur hélicoïdal (2) tournant autour de l'axe vertical (3) placé en son centre.Referring to figure n0 I (sectional representation of the general arrangement of the device), it is possible to view the following elements
The cylindrical cooking vessel (1) contains over its entire height, a helical mixer (2) rotating around the vertical axis (3) placed in its center.

L'hélice hélicoïdale qui fait ici office de malaxeur (2), tourne sur l'axe central (3) de l'enceinte à la façon d'une vis sans fin.The helical propeller which here acts as a mixer (2), rotates on the central axis (3) of the enclosure like a worm.

Un joint d'étanchéité souple et gonflable (6) permet notamment d'isoler l'intérieur de l'enceinte et d'éviter les déperditions de charge au niveau du capot (5).A flexible and inflatable seal (6) in particular makes it possible to isolate the interior of the enclosure and to avoid load losses at the level of the cover (5).

La cuve de cuisson (1) a une forme tronconique dont le diamètre le plus faible constitue la partie inférieure de la dite enceinte.The cooking tank (1) has a frustoconical shape whose smallest diameter constitutes the lower part of said enclosure.

La dite cuve est maintenue en pression durant la première phase du cycle de déshydratation (cuissonstérilisation) puis elle est mise sous vide au cours de la deuxième phase du cycle de déshydratation au moyen d'une pompe à vide à grand débit (7) terminée par un filtre (8). Le malaxeur hélicoïdal (2) est entraîné par l'axe (3) relié au moteur (4) au moyen de courroie. L'axe (3) est coiffé sur sa partie supérieure par un capot (5) qui repose sur le joint d'étanchéité gonflable (6).Said tank is kept under pressure during the first phase of the dehydration cycle (sterilization cooking) and then it is put under vacuum during the second phase of the dehydration cycle by means of a high flow vacuum pump (7) terminated by a filter (8). The helical mixer (2) is driven by the axis (3) connected to the motor (4) by means of a belt. The axis (3) is capped on its upper part by a cover (5) which rests on the inflatable seal (6).

La rotation du malaxeur est obtenue au moyen d'un moteur (4) alimenté par le secteur et entraînant l'axe du malaxeur au moyen de courroies.The rotation of the mixer is obtained by means of a motor (4) supplied by the sector and driving the axis of the mixer by means of belts.

Le malaxeur hélicoïdal (2) est composé de plateaux tournants qui constituent une vis sans fin dont le diamètre décroît du haut vers le bas. Les bords extérieurs de ces plateaux ne frottent pas avec la cloison interne de la cuve (1). L'hélice permet un mouvement permanent des sous-produits du bas vers le haut.The helical mixer (2) is made up of turntables which constitute an endless screw whose diameter decreases from top to bottom. The outer edges of these trays do not rub against the internal partition of the tank (1). The propeller allows a permanent movement of the by-products from the bottom to the top.

Le volume intérieur de la cuve de cuisson (9) est relié à une pompe à vide (7) par une canalisation.The interior volume of the cooking tank (9) is connected to a vacuum pump (7) by a pipe.

La cuve (1) reçoit au travers d'une trémie (10), les déchets à déshydrater. A la base de cette trémie, on a aménagé une trappe guillotine (11) dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par le mouvement d'un système vis-écrou entraînée par le moteur extérieur à l'enceinte double paroi (12).The tank (1) receives through a hopper (10), the waste to be dehydrated. At the base of this hopper, a guillotine hatch (11) has been arranged, the opening and closing of which are controlled by the movement of a screw-nut system driven by the motor external to the double wall enclosure (12).

La partie mobile de la trappe glisse sur un joint gonflable afin d'ouvrir ou de fermer la trémie (10) sans altérer l'étanchéité. La trémie est surmontée par un capot coulissant. Un joint d'étanchéité souple et gonflable (6) permet d'isoler l'intérieur de l'enceinte et d'éviter les déperditions de chaleur au niveau du capot (5). The movable part of the hatch slides over an inflatable seal in order to open or close the hopper (10) without affecting the seal. The hopper is surmounted by a sliding cover. A flexible and inflatable seal (6) insulates the interior of the enclosure and prevents heat loss at the hood (5).

A la base de la cuve cylindrique (1), on a aménagé une seconde trappe guillotine (13) mue par un second moteur qui entraîne un système vis-écrou solidaire de la partie mobile de la trappe. Cette trappe est glissée sous la cuve de cuisson (1) sous un joint d'étanchéité (14) gonflable, maintenant l'étanchéité dans la cuve (1) lorsque la trappe est fermée.At the base of the cylindrical tank (1), a second guillotine hatch (13) is fitted, driven by a second motor which drives a screw-nut system secured to the movable part of the hatch. This hatch is slid under the cooking tank (1) under an inflatable seal (14), maintaining the seal in the tank (1) when the hatch is closed.

Cette trappe guillotine repose sur une trémie vidoir (15) destinée à évacuer les produits finis (farines déshydratées) dans un réceptacle mobile. Les parois extérieures de la cuve sont logées dans une enceinte (12) dont l'air est chauffé au moyen d'un ou des brûleurs (16).This guillotine hatch rests on a drain hopper (15) intended to evacuate the finished products (dehydrated flours) in a mobile receptacle. The outer walls of the tank are housed in an enclosure (12) whose air is heated by means of one or more burners (16).

Les moteurs actionnent des systèmes de vis-ecrou, selon un programme assurant le remplissage et la vidange de l'enceinte que l'on alterne avec sa mise sous-vide.The motors actuate screw-nut systems, according to a program ensuring the filling and emptying of the enclosure which is alternated with its evacuation.

Cette trémie inférieure sera équipée d'un système d'aspiration qui permettra de récupérer les huiles de cuisson, dans le cas de figure où les sous-produits à déshydrater sont riches en corps gras.This lower hopper will be equipped with a suction system that will recover the cooking oils, in the case where the by-products to be dehydrated are rich in fatty substances.

L'aspiration des huiles n'est pas systématique, elle s'effectuera juste avant la mise sous vide de l'appareillage. The aspiration of the oils is not systematic, it will be carried out just before the evacuation of the apparatus.

Sur la partie supérieure de la cuve (1), une canalisation (17) réunit l'intérieur de celle-ci à une pompe à vide (7). La sortie de cette dernière débouche dans la chambre de mélange (18).On the upper part of the tank (1), a pipe (17) joins the inside thereof to a vacuum pump (7). The outlet of the latter opens into the mixing chamber (18).

Lorsque les trappes (1 l) et (13) sont fermées, l'enceinte est alors chauffée sur sa périphérie extérieure au moyen d'un ou de plusieurs brûleurs (16) contenu(s) dans un logement créant un foyer. L'air chaud lèche les parois extérieures du cylindre et maintient une température suffisante pour assurer une stérilisation puis sous l'effet du vide provoqué par la pompe, une déshydratation rapide des déchets contenus dans l'enceinte. Les trappes (11) et (13) étant fermées et les joints (6) et (14) gonflés, assurent l'étanchéité.When the hatches (1 l) and (13) are closed, the enclosure is then heated on its outer periphery by means of one or more burners (16) contained in a housing creating a hearth. The hot air licks the outside walls of the cylinder and maintains a temperature sufficient to ensure sterilization then, under the effect of the vacuum caused by the pump, rapid dehydration of the waste contained in the enclosure. The hatches (11) and (13) being closed and the seals (6) and (14) inflated, ensure the seal.

Une plaque réfractaire (19) est prévue pour protéger la partie de l'enceinte exposée à la source de chaleur. La plaque réfiactaire sera disposée de façon à éviter tout contact entre la flamme du brûleur et la paroi de la cuve de cuisson-déshydratation (1).A refractory plate (19) is provided to protect the part of the enclosure exposed to the heat source. The refractory plate will be positioned so as to avoid any contact between the burner flame and the wall of the cooking-dehydration tank (1).

Le brûleur est entouré d'une chambre de mélange (18) dans laquelle arrivent par la canalisation, les vapeurs provenant de la cuve de cuisson.The burner is surrounded by a mixing chamber (18) into which the vapors from the cooking vessel arrive via the pipe.

La cuve de cuisson, (1) est logée dans une enceinte isolante à double paroi (12). L'air chauffé par la flamme du brûleur circule entre la cuve de l'enceinte avant de s'évacuer vers la cheminée tubulaire (20). Cet air chaud porté à environ 4O00C permettra d'élever la température inteme de l'enceinte. The cooking tank (1) is housed in a double-walled insulating enclosure (12). The air heated by the burner flame circulates between the chamber of the enclosure before being evacuated towards the tubular chimney (20). This hot air brought to around 40 ° C. will raise the internal temperature of the enclosure.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1- Procédé de cuisson-déshydratation des sous-produits d'origine Agro-alimentaire ou Agricole, caractérisé en ce qu'il permet de réaliser les opérations successives suivantes: - Cuisson et stérilisation qui s'opérera sous pression.1- Cooking-dehydration process for by-products of Agri-food or Agriculture origin, characterized in that it allows the following successive operations to be carried out: - Cooking and sterilization which will take place under pressure. - Soutirage des corps gras qui a lieu à la fin de l'étape cuisson-stérilisation et qui permet de récupérer les jus et les huiles de cuisson dans le cas de figure où le produit à déshydrater est riche en corps gras.- Racking of fatty substances which takes place at the end of the cooking-sterilization step and which makes it possible to recover the juices and cooking oils in the case where the product to be dehydrated is rich in fatty substances. - Séchage sous vide qui permettra une déshydratation rapide des déchets et sous-produits.- Vacuum drying which will allow rapid dehydration of waste and by-products. 2- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ces sous-produits sont introduits dans une cuve (1) dans laquelle est installée une hélice hélicoïdale (2) animée par un moteur (4). Ladite hélice (2) en rotation doit assurer le brassage régulier des sousproduits à sécher.2- Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that these by-products are introduced into a tank (1) in which is installed a helical propeller (2) driven by a motor (4). Said rotating propeller (2) must ensure regular mixing of the by-products to be dried. La cuve (1) est disposée dans une enceinte (12) chauffée à l'aide d'un ou de plusieurs brûleurs (16).The tank (1) is arranged in an enclosure (12) heated using one or more burners (16). Ladite cuve (1) sera maintenue en pression pour permettre la cuisson et la stérilisation des sousproduits à déshydrater puis la mise sous vide par l'intermédiaire d'une pompe à vide (7). Ladite cuve disposera à sa base d'un système d'aspiration (22) permettant la récupération des huiles de cuissons juste avant la mise sous vide de la cuve.Said tank (1) will be kept under pressure to allow the cooking and sterilization of the byproducts to be dehydrated and then vacuuming by means of a vacuum pump (7). Said tank will have at its base a suction system (22) allowing the recovery of cooking oils just before the vacuuming of the tank. 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérise' par le fait que la cuve (1) de forme cylindrique contient sur toute sa hauteur une hélice hélicoïdale qui fait office de malaxeur. La dite hélice est composée d'un certain nombre de plateau dont le diamétre diminue du haut vers le bas.3- Device according to claim 2, characterized 'in that the tank (1) of cylindrical shape contains over its entire height a helical helix which acts as a mixer. Said propeller is made up of a number of plates whose diameter decreases from top to bottom. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la cuve comporte à son extrémité supérieure une trémie (10) ayant à sa base une trappe guillotine (ll) dont l'ouverture permet de charger la cuve (1) en sous-produits à déshydrater et à sa base une autre trémie vidoir (15) destinée à évacuer les produits finis.4 Device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the tank comprises at its upper end a hopper (10) having at its base a guillotine hatch (ll) whose opening makes it possible to load the tank ( 1) in by-products to be dehydrated and at its base another drain hopper (15) intended to evacuate the finished products. S Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 4 caractérisé par le fait que la cuve (1) possède sur sa partie supérieure, une canalisation (17) terminée par un filtre (8) et qui permet de réunir le volume intérieur de celle-ci à la pompe à vide (7). S Device according to any one of claims I to 4 characterized in that the tank (1) has on its upper part, a pipe (17) terminated by a filter (8) and which makes it possible to combine the internal volume of that -this at the vacuum pump (7). 6- Dispositif suivant la revendication I et 2 caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de la trémie inférieure, un système d'aspiration (22) qui permettra de récupérer les huiles de cuisson lorsque le sous-produit à déshydrater est chargé en corps gras. L'aspiration des huiles s'effectuera juste avant la mise sous vide de la cuve. 6- Device according to claim I and 2 characterized in that it comprises at the lower hopper, a suction system (22) which will recover the cooking oils when the by-product to be dehydrated is loaded into the body bold. The aspiration of the oils will take place just before the vacuuming of the tank.
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