FR2799397A1 - Process for obtaining flour from animal or vegetable waste has an isothermal reactor operating under a vacuum - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé d'obtention de farine partir de déchets d'origine animale ou végétale, au moyen d'un malaxeur chauffé et maintenu sous vide selon un procédé conforme à la norme AGRG/92000 29/A directive de la CEE - N 90667 du 27/11/90 . The present invention relates to a process for obtaining flour from waste of animal or vegetable origin, by means of a mixer heated and kept under vacuum according to a process according to the standard AGRG / 92000 29 / A EEC directive - N 90667 of 27/11/90.
On connait différents dispositifs ayant pour fonction la déshydratation sous vide et à chaud des déchets d'origine animale ou végétale. Various devices are known whose function is the dehydration under vacuum and hot waste of animal or vegetable origin.
Ainsi le brevet français n 9600974 du 29 Janvier 1996 proposait une enceinte métallique reçevant les déchets et dotée d'un malaxeur hélicoïdal tournant à la façon d'une vis sans fin. L'enceinte était chauffée en continu par un brûleur, au travers d'une double enveloppe, et maintenu sous vide par l'intermédiaire d'une pompe. Cette disposition ne permettait pas d'obtenir une farine poudreuse facilement manipulable, le phénomène de compacification était prépondérant. Thus French Patent No. 9600974 of January 29, 1996 proposed a metal enclosure receiving waste and equipped with a helical mixer rotating like a worm. The enclosure was continuously heated by a burner, through a double jacket, and kept under vacuum by means of a pump. This arrangement did not allow to obtain a powdery flour easily handled, the phenomenon of compaction was preponderant.
Pour résoudre ces difficultés, il a été revendiqué, dans le brevet français n 9701465, l'utilisation de plusieurs réacteurs montés en série, afin de réaliser la déshydratation par étapes, chaque réacteur étant maintenu sous vide au moyen d'une pompe et chauffé dans une enceinte isotherme au moyen de brûleurs. L'intérieur de chaque réacteur contenait les déchets qui étaient malaxés par deux rampes hélicoïdales tournant chacune en sens inverse. Ce dispositif permettait de diminuer la compacification des déchets, qui restait encore importante. To solve these difficulties, it has been claimed in French Patent No. 9701465, the use of several reactors connected in series, to achieve dehydration in stages, each reactor being maintained under vacuum by means of a pump and heated in an isothermal enclosure by means of burners. The interior of each reactor contained the waste which was kneaded by two helical ramps each rotating in the opposite direction. This device made it possible to reduce the compacification of waste, which was still important.
Enfin, pour atténuer l'effet de compacification, il a été revendiqué, dans le Brevet français n 9714823, l'utilisation d'un réacteur à double paroi chauffé par des brûleurs, avec mise en alternance du vide et de la pression au moyen de tubulures. La température des déchets était contrôlée au moyen de sonde thermoélectrique. Ces modifications successives n'ont pas entrainé de diminution notable de la compacification des déchets en cours de déshydratation, ce qui entraînait la rupture mécanique des axes bras des malaxeurs. En outre, ces farines issues des déchets d'origine animale et végétale sont soumises actuellement à norme NF AGRG/92000 29/A qui prévoit que la dite farine doit subir pendant 20 minutes un chauffage à 133 C sous 3 bars avant sa commercialisation et son utilisation sous forme de poudre dans l'alimentation des animaux ou comme engrais. Finally, in order to attenuate the effect of compacification, it has been claimed, in French Pat. No. 9714823, to use a double wall reactor heated by burners, with alternating vacuum and pressure by means of tubing. The temperature of the waste was controlled by means of a thermoelectric probe. These successive modifications did not result in a significant reduction in the compaction of the waste being dewatered, which resulted in the mechanical breaking of the arm axes of the mixers. In addition, these flours from animal and vegetable waste are currently subject to NF AGRG / 92000 29 / A, which provides that the said flour must undergo heating for 3 minutes at 133 ° C. at 3 bar before it is marketed. use as a powder in animal feed or as fertilizer.
Pour résoudre ces difficultés, il a été imaginé et réalisé un dispositif associé à un procédé de fabrication de farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale , permettant de résoudre les difficultés liées à la compacification, et de répondre à la norme AGRG/92000 29/A de la CEE concernant la grosseur particules de farine et un chauffage à 133 C pendant 20 minutes sous bars. To solve these difficulties, a device associated with a process for manufacturing flour from animal or vegetable waste has been devised and realized, making it possible to solve the difficulties related to compacification, and to meet the AGRG / standard. 92000 29 / A on flour particle size and heating at 133 ° C for 20 minutes under bars.
L'invention dénommée procédé d'obtention farine à partir de déchets d'origine animale ou végétale, est caracteris & par un réacteur (8) isotherme dont la partie inférieure est tronconique. Ce réacteur est logé dans une enceinte métallique (9) constituant une double paroi où circulent les gaz d'échauffement issus brûleur (15). L'intérieur du réacteur qui reçoit les déchets est équipé de deux brasseurs creux munis de rampes (4) et (5) horizontales, tournant en sens inverse au moyen de deux moteurs (3) et (27). La partie supérieure du réacteur, dotée d'une trappe guillotine, est destinée à l'introduction des déchets. La base de ce réacteur est fermée par une trémie effaçable (12). The invention, referred to as the process for obtaining flour from waste of animal or vegetable origin, is characterized by an isothermal reactor (8) whose lower part is frustoconical. This reactor is housed in a metal enclosure (9) constituting a double wall in which the heating gases from the burner (15) circulate. The inside of the reactor that receives the waste is equipped with two hollow mixers equipped with ramps (4) and (5) horizontal, rotating in opposite directions by means of two motors (3) and (27). The upper part of the reactor, equipped with a guillotine hatch, is intended for the introduction of waste. The base of this reactor is closed by an erasable hopper (12).
L'introduction des déchets est réalisée sous vide, au travers de la trappe (6) au moyen de la pompe à vide (17). Après le remplissage, le circuit direct réacteur/pompe à vide est court- circuité et le vide est maintenu au moyen du dispositif venturi (39) qui fonctionne avec une arrivée d'air (40) reliée à la pompe à vide (17). Pour obtenir une déshydratation satisfaisante, on procede au préalable au calcul par pesée d'un échantillon de déchets, afin de déterminer le taux d'eau contenu dans celui-çi. Avant introduction des déchets dans le réacteur, ce dernier est préchauffé au moyen du brûleur (15) qu alimente la double paroi (9) et la maintient à 350 C. Les déchets contenus dans le réacteur subissent un cycle de chauffage allant de 100 à 200 C. Brassés par les rampes (4) et (5), ils subiront un cycle de déshydratation de quelques heures. The introduction of waste is carried out under vacuum, through the hatch (6) by means of the vacuum pump (17). After filling, the direct circuit reactor / vacuum pump is short-circuited and the vacuum is maintained by means of the venturi device (39) which operates with an air inlet (40) connected to the vacuum pump (17). To obtain satisfactory dehydration, the weighing of a sample of waste is first carried out in order to determine the amount of water contained therein. Before introduction of the waste into the reactor, the latter is preheated by means of the burner (15) that supplies the double wall (9) and maintains it at 350 ° C. The waste contained in the reactor undergoes a heating cycle ranging from 100 to 200 C. Braised by the ramps (4) and (5), they will undergo a cycle of dehydration of a few hours.
Les déchets introduits à 100 C sont maintenus à 40 C, température contrôlée par la sonde (34) traversant l'arbre portant les rampes (5). Durant ce cycle, et pendant une période de 20 minutes, déshydratation sous vide est arrêtée, et la masse de déchets contenus dans le réacteur est portée à 3 bars au moyen du compresseur (30) et maintenue à 133 C. The waste introduced at 100 C is maintained at 40 C, temperature controlled by the probe (34) passing through the shaft carrying the ramps (5). During this cycle, and for a period of 20 minutes, dehydration under vacuum is stopped, and the mass of waste contained in the reactor is increased to 3 bars by means of the compressor (30) and maintained at 133 C.
Ce traitement terminé, les déchets sont de nouveau déshydratés sous vide à chaud, jusqu'à obtenir une farine de granulométrie convenable ne contenant que 5% d'humidité par rapport au taux initial. Ce taux est estimé au moyen du peson (18) portant l'ensemble du réacteur contenant les déchets. Once this treatment is complete, the waste is again dehydrated under vacuum while hot, until a flour of suitable particle size is obtained containing only 5% moisture relative to the initial rate. This rate is estimated by means of the load cell (18) carrying the entire reactor containing the waste.
L'invention ainsi caractérisée sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont présentés qu'à titre d'exemple et qui permettent de répondre à la norme AGRG/92000 29/A. The invention thus characterized will be better understood from the accompanying drawings which are presented by way of example and which make it possible to meet the AGRG / 92000 29 / A standard.
La figure 1 de la planche 1I3 représente l'ensemble du dispositif avec son récupérateur de chaleur. Figure 1 of Plate 1I3 shows the entire device with its heat recovery.
La figure 2 de la planche 2/3 représente le nouveau profil des bras du malaxeur afin d'éliminer les risques de ruptire. La figure 3 est un schéma synoptique de l'ensemble permettant de décrire la chronologie du procédé appliqué. En se reportant à la figure 1 de la planche 1/3 trouve le réacteur (8) placé dans une cuve (9) chauffée au moyen du brûleur (15) qui émet les gaz à 350 C dans la double enveloppe. L'amélioration du chauffage du réacteur (8) par les gaz est obtenue au moyen d'ailettes (31) placées dans la double enveloppe. déchets sont introduits au travers d'une trappe guillotine (6) que l'on referme pour mettre sous vide le réacteur au moyen de la pompe (17) ; celle-çi est reliée directement au réacteur au moyen de vannes (28) et (7). Figure 2 of Plate 2/3 shows the new profile of the mixer arms to eliminate the risk of rupturing. Figure 3 is a block diagram of the assembly for describing the chronology of the applied process. Referring to Figure 1 of Plate 1/3 found the reactor (8) placed in a tank (9) heated by means of the burner (15) which emits the gas at 350 C in the jacket. The improvement of the heating of the reactor (8) by the gases is obtained by means of fins (31) placed in the jacket. waste is introduced through a guillotine hatch (6) which is closed to evacuate the reactor by means of the pump (17); it is connected directly to the reactor by means of valves (28) and (7).
Après évaluation du taux d'humidité des déchets partir d'un échantillon, on règle le poids de l'ensemble "réacteur et déchets" au moyen du peson (18) qui informe l'opérateur de l'avancement de la déshydratation. After evaluating the moisture content of the waste from a sample, the weight of the "reactor and waste" unit is adjusted by means of the scale (18) which informs the operator of the progress of the dehydration.
Les déchets sont malaxés au moyen de pales (4) et (5) tournant en sens inverse au moyen de deux moteurs (3) et (27) entrainant les axes (29) et (42). The waste is kneaded by means of blades (4) and (5) rotating in the opposite direction by means of two motors (3) and (27) driving the axes (29) and (42).
L'intérieur du réacteur est raclé au moyen de la pale (4) épousant profil intérieur de celui-çi et que l'on maintient rigide au moyen d'une bague friction (37) fixée au bas de l'axe (29). Celui-çi tourne en sens inverse de l'axe (42) et porte les pales horizontales (5). The interior of the reactor is scraped by means of the blade (4) conforming internal profile thereof and that is held rigid by means of a friction ring (37) attached to the bottom of the axis (29). This one turns in the opposite direction of the axis (42) and carries the horizontal blades (5).
Lorsque le remplissage est terminé, on ferme la pompe vide (17) au niveau de la vanne (28) et le vide est maintenu moyen du dispositif venturi (39) que l'on règle par une vanne (38) communiquant avec l'atmosphère au niveau (40), et reliée à la pompe à vide (17). Une partie de l'eau de déshydratation est isolée au moyen du refroidisseur (10) qui injecte cette vapeur dans chambre (14) du brûleur (15) pour être détruite. When the filling is complete, the empty pump (17) is closed at the valve (28) and the vacuum is maintained by means of the venturi device (39) which is regulated by a valve (38) communicating with the atmosphere at the level (40), and connected to the vacuum pump (17). Part of the dewatering water is isolated by means of the cooler (10) which injects this vapor into chamber (14) of the burner (15) to be destroyed.
La récupération de la chaleur perdue , issue du brûleur (15) émettant des gaz chauffés à 350 C et contenus dans la chambre (14) , est obtenue au moyen d'une double enveloppe (35) enrobant la chambre (14) dans laquelle on injecte un fluide gazeux, par une pompe, au niveau (43). Ce fluide gazeux pénètre directement dans le réacteur au niveau (36). On contrôle la température des déchets au cours de la déshydratation au moyen de sondes (32) (33) placées en haut et en bas du réacteur. La température du coeur de la masse des déchets est contrôlée au moyen de la sonde thermoélectrique (34) qui est placée l'intérieur de l'axe central tournant (29) et pénètre jusqu'à la mi-hauteur de la masse de déchets. The recovery of the heat lost, resulting from the burner (15) emitting gases heated to 350 C and contained in the chamber (14), is obtained by means of a double jacket (35) enclosing the chamber (14) in which one injecting a gaseous fluid, by a pump, at (43). This gaseous fluid enters directly into the reactor at (36). The temperature of the waste is monitored during dewatering by means of probes (32) (33) placed at the top and bottom of the reactor. The temperature of the core of the waste mass is controlled by means of the thermoelectric probe (34) which is placed inside the central rotating axis (29) and penetrates to the mid-height of the mass of waste.
Durant les cycles, les déchets en cours de déshydratation sont soumis à une température de 133 C, sous 3 bars, pendant 20 minutes au moyen d'un compresseur (30) que l'on ouvre avec la vanne<B>(44</B> ) après avoir arrêt, le vide à l'intérieur du réacteur. During the cycles, the waste being dewatered is subjected to a temperature of 133 C under 3 bar for 20 minutes by means of a compressor (30) which is opened with the valve <B> (44 </ B>) after stopping, the vacuum inside the reactor.
On suit le cycle de déshydratation au moyen du peson (18); lorsque la perte de poids informe l'opérateur qu'il ne reste plus que 5% d'humidité dans les déchets, on ouvre la tremie (12) au moyen de la commande (21) agissant par le bras de translation (26). The dehydration cycle is followed by the scale (18); when the weight loss informs the operator that there is only 5% moisture remaining in the waste, opening the tremie (12) by means of the control (21) acting by the translation arm (26).
Les gaz de chauffage sont évacués par la cheminée (1).L'isothermie du système est obtenue au moyen la double enveloppe (2). The heating gases are discharged through the chimney (1). The isothermal system is obtained by means of the jacket (2).
On a représenté, sur la figure 2 de la planche 2/3 , les éléments constituant le malaxeur. Les axes sont réalisés au moyen de tubes creux (42) et (29) portant les pales (4) et (5). axes sont entraînés par deux moteurs indépendants (3) et (27) reliés par des engrenages différenciés. FIG. 2 of board 2/3 shows the elements constituting the kneader. The axes are made by means of hollow tubes (42) and (29) carrying the blades (4) and (5). axes are driven by two independent motors (3) and (27) connected by differentiated gears.
L'axe (42) tourne dans le sens inverse de l'axe (29), et la fonction de raclette est obtenue au moyen de la pale (4) qui épouse le profil intérieur du réacteur (8). En outre, cette pale (4) est rigidifiée au moyen d'une fixation supérieure à l'arbre (42) et inférieure au moyen d'une bague à friction (37) tournant autour de l'axe central (29). nombre de pales est proportionnel à la grandeur du réacteur. Le contrôle de la température du coeur des déchets est obtenue au moyen d'une sonde (34) thermoélectrique. The axis (42) rotates in the opposite direction of the axis (29), and the squeegee function is obtained by means of the blade (4) which matches the internal profile of the reactor (8). In addition, this blade (4) is stiffened by means of an upper fixing to the shaft (42) and lower by means of a friction ring (37) rotating about the central axis (29). number of blades is proportional to the size of the reactor. The control of the core temperature of the waste is obtained by means of a thermoelectric probe (34).
évacue les déchets déshydratés par la trémie (12) placée à la base du réacteur (8) en fin d'opération . discharges the dehydrated waste through the hopper (12) placed at the base of the reactor (8) at the end of operation.
On a représenté sur la figure 3 de la planche 3/3 la chronologie du fonctionnement du procédé destiné à déshydrater déchets selon la norme AGRG/92000 29/A. FIG. 3 of plate 3/3 shows the chronology of the operation of the process for dewatering waste according to standard AGRG / 92000 29 / A.
Dans un premier temps, on détermine le taux d'humidité contenu dans les déchets à partir des échantillons 'levés par pesées ( humide et séché ) . Avec ces données calculées, on règle le peson (18) ( déduction faite de l'ensemble du poids du réacteur et de ses accessoires ). On obtient ainsi la durée nécessaire pour obtenir des déchets déshydratés ne contenant plus que 5% d'eau , connaissant la masse de déchets que l'on introduit dans le réacteur. In a first step, the moisture content in the waste is determined from the weighed samples (wet and dried). With these calculated data, the scale (18) is adjusted (after deduction of the entire weight of the reactor and its accessories). This gives the time required to obtain dehydrated waste containing only 5% water, knowing the mass of waste that is introduced into the reactor.
Les déchets sont introduits au moyen de trappe guillotine (6) dans le réacteur (8) placé sous vide au moyen de la pompe (17) qui a pour fonction d'aspirer l'air contenu dans le réacteur et de rejeter ce dernier au niveau du brûleur 15) en fonctionnement. The waste is introduced by means of guillotine hatch (6) into the reactor (8) placed under vacuum by means of the pump (17) which has the function of sucking the air contained in the reactor and rejecting the latter at burner 15) in operation.
Les déchets sont portés à 101 C au moyen de l'air chaud circulant dans la double enveloppe à 350 C et le réacteur (8) est maintenu sous vide au moyen d'un dispositif venturi (39) branché directement sur la pompe (17). Le circuit de mise sous vide direct avec la pompe (17) ayant été court-circuité au niveau de la vanne à trois positions (28). The waste is heated to 101 ° C. by means of hot air circulating in the jacket at 350 ° C. and the reactor (8) is kept under vacuum by means of a venturi device (39) connected directly to the pump (17). . The direct evacuation circuit with the pump (17) having been short-circuited at the three-position valve (28).
Préalablement, les pales du malaxeur (4) et (5) ont commencé à brasser les déchets afin de les homogénéiser. La température de ces déchets brassés va évoluer de 10l C à 200 C , et le contrôle de l'homogénéité de la température de la masse est enregistré au moyen des sondes (32) (33) (34). La sonde (34) placée au centre l'arbre tournant (29) constitue le moyen de suivre l'évolution de la température des déchets au coeur de ceux-çi. La sonde (32) suit l'évolution de la température sous le couvercle du réacteur , tandis que la sonde (33) contrôle la température à la base du réacteur. Beforehand, the blades of the mixer (4) and (5) began to brew the waste in order to homogenize them. The temperature of this stirred waste will evolve from 10l C to 200 C, and the control of the homogeneity of the temperature of the mass is recorded by means of the probes (32) (33) (34). The probe (34) placed in the center of the rotating shaft (29) is the means of monitoring the evolution of waste temperature in the heart of these. The probe (32) tracks the evolution of the temperature under the reactor cover, while the probe (33) controls the temperature at the base of the reactor.
Au cours de l'opération de déshydratation des déchets, le vide créé par le venturi (39) est coupé pendant 20 minutes par la vanne (38) et le magmat de déchets est soumis à une pression de 3 bars au moyen du compresseur (30) tout en maintenant le mélange malaxé de déchets à 133'C. During the waste dewatering operation, the vacuum created by the venturi (39) is cut off for 20 minutes by the valve (38) and the waste magmat is subjected to a pressure of 3 bar by means of the compressor (30). ) while maintaining the kneaded mixture of waste at 133 ° C.
Après 20 minutes, le compresseur (30) est coupé au moyen de le vanne (;4#, et le vide est réglé au moyen du venturi (39) par les vannes (38) et (28), cette dernière ne constituant qu'une alternance entre soit la mise sous vide par le dispositif venturi soit par la pompe (17). After 20 minutes, the compressor (30) is shut off by means of the valve (; 4 #), and the vacuum is adjusted by means of the venturi (39) by the valves (38) and (28), the latter constituting only an alternation between either the evacuation by the venturi device or by the pump (17).
On évacue les farines de déchets au moyen de la trémie (12) lorsque le peson indique une perte de poids des déchets correspondant à un taux d'humidité résiduel de 5%.The waste flours are removed by means of the hopper (12) when the scale indicates waste weight loss corresponding to a residual moisture content of 5%.
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