FR2987718A1 - Installation de sechage de pot biodegradable, installation de fabrication et procede de fabrication associe, et pot biodegradable obtenu selon l'invention - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation de séchage d'un pot biodégradable à paroi mince, installation comprenant un moule de séchage dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi d'un pot moulé à sécher, et un moyen pour chauffer la paroi du moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C. L'invention concerne également : . une installation de fabrication de pots comprenant une installation de séchage selon l'invention, . un procédé de séchage de pots, . un pot obtenu à partir d'une installation ou d'un procédé selon l'invention, et un ensemble comprenant une plante dans un pot selon l'invention. Application à fabrication de pots pour la culture de végétaux.
Description
Installation de séchage de pot biodégradable, installation de fabrication et procédé de fabrication associé, et pot biodégradable obtenu selon l'invention Domaine technique et état de l'art L'invention concerne une installation de séchage d'un pot biodégradable à paroi mince, de l'ordre de 0,5 à 3 mm, adapté pour la culture de végétaux, un procédé et un pot associés. Les pots biodégradables sont généralement fabriqués de la manière suivante. Un mélange d'eau et de matière organique telle que de la tourbe, de la fibre de bois, etc., permet d'obtenir une pâte liquide, qui est moulée par aspiration de la pâte dans des moules à paroi en matériau grillagé (en toile métallique, en toile nylon, etc.) et de forme adaptée à la forme du pot recherchée.
Les pots moulés sont ensuite démoulés et transférés sur un plateau de séchage soit directement à l'aide d'un dispositif de soufflage à air comprimé soit par l'intermédiaire d'un contre-moule de transfert à l'aide d'un dispositif de soufflage à air comprimé, puis le plateau est transféré dans un four à air chaud pour le séchage des pots. La durée de séchage est de l'ordre de quelques dizaines de minutes à deux heures, en fonction de la composition de la pâte et de l'épaisseur des parois des pots notamment. Après séchage, les pots sont empilés pour être stockés puis envoyés en piles aux utilisateurs, qui sont notamment des professionnels de l'horticulture. On constate dans la pratique lors d'une utilisation industrielle en horticulture, à grande échelle donc, que le dépilage des pots est difficile, notamment le dépilage mécanique. La difficulté de dépilage s'explique par des formes inhomogènes des pots après séchage. En effet, tant qu'ils ne sont pas secs, les pots ont tendance à se déformer entre la fin du moulage et la fin du séchage, lors de leur transfert et de leur déplacement dans le séchoir notamment.
Egalement, du simple fait de la gravité et du poids de la pâte mouillée, la paroi du pot a tendance à se tasser, à se plisser tant que la paroi n'est pas complètement sèche et ce même si les pots ne sont pas manipulés. Ceci est dû à la malléabilité de la pâte mouillée. Les déformations perdurent sur le produit fini sec et provoquent les difficultés de dépilage et d'emploi des pots.
Description de l'invention L'invention vise à améliorer la qualité de l'état de surface des parois des pots, afin de faciliter le dépilage des pots. Pour cela, l'invention propose une nouvelle installation de séchage de pots, installation comprenant un moule de séchage dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi d'un pot moulé à sécher, et un moyen pour chauffer la paroi du moule de séchage à une température supérieure à 160°C.
Dans ces conditions de séchage, on constate que la forme des pots est améliorée, plus homogène d'un pot à l'autre. Les pots obtenus sont ainsi plus faciles à empiler et surtout plus faciles à dépiler mécaniquement.
Le séchage des pots en moule évite la déformation des pots lors du transfert des pots après moulage et avant séchage, comme c'est le cas dans la technique antérieure. Par ailleurs, un séchage à une température élevée, supérieure à 160°C, en combinaison avec un chauffage de la paroi du moule au contact de la paroi du pot à sécher, permettent un séchage plus rapide des pots, qui limite également la déformation des pots pendant le temps de séchage, déformation due à la gravité et au poids de la pâte mouillée. Un séchage à coeur et rapide permet également une baisse significative de la consommation d'énergie pour le séchage. Des essais réalisés à des températures comprises entre 180 et 240°C ont donné les meilleurs résultats, notamment pour des pots à base de tourbe et de fibre de bois. Un séchage complet peut ainsi être obtenu en un temps compris entre quelques dizaines de secondes à quelques minutes, en fonction de la composition de la pâte utilisée et de l'épaisseur des pots. Avec un chauffage au delà de 260°C, on constate une modification non souhaitée de certaines propriétés structurelles des pots : perte de masse sèche, changement de structure de la matière constituant les pots, etc. et un risque important de carbonisation de la matière constituant les pots. L'installation de séchage peut également comprendre un moyen pour aspirer un fluide tel que de l'eau et / ou de la vapeur d'eau, à travers au moins une partie de la paroi du moule de séchage, au niveau d'une buse d'aspiration par exemple. Une buse d'aspiration sur la paroi du moule suffit pour aspirer le fluide. Toutefois, un petit nombre de buses d'aspiration, par exemple 2 à 10, réparties sur toute la paroi du moule, permet une aspiration plus homogène. L'aspiration peut être réalisée avant le séchage, pour égoutter le pot, en extraire à froid le plus de liquide possible avant séchage, afin de limiter la durée de séchage, donc de limiter la déformation des pots et de limiter la consommation d'énergie. L'aspiration peut également être réalisée pendant le séchage des pots, pour aspirer la vapeur d'eau produite durant le séchage, mais également pour aspirer un peu plus l'eau contenue dans les pots mouillés. En effet, l'eau chaude est plus facile à évacuer, à aspirer que l'eau froide ; ainsi, alors qu'il n'est plus possible d'extraire de l'eau d'un pot froid (après moulage et avant séchage) avec une dépression donnée, il est encore possible d'extraire de l'eau chaude d'un pot chauffé ayant le même taux d'hygrométrie avec la même dépression, sans vaporiser l'eau chaude. On limite ainsi encore la quantité d'énergie à fournir lors du séchage pour vaporiser l'eau contenu dans le pot mouillé, et on limite également la durée du séchage. La paroi du moule de séchage est réalisée de préférence en un matériau plein, ou en un matériau ajouré tel que de la tôle ajourée dont un pourcentage d'ouverture (c'est-à-dire la surface des trous divisée par la surface totale de la paroi du moule de séchage) est inférieure à 25%, c'est-à-dire au moins deux fois inférieur à un pourcentage d'ouverture correspondant aux mailles des parois grillagées des moules de moulage. Lors du moulage du pot dans le moule de moulage, la pâte mouillée est aspirée, plaquée contre la paroi grillagée du moule de moulage, de sorte que la paroi extérieure du pot mouillé présente des aspérités ayant la forme géométrique des mailles de la paroi grillagée du moule de moulage. En séchant le pot dans un moule de séchage à paroi pleine ou à paroi ajourée ayant un pourcentage d'ouverture plus petit, on constate une diminution, un aplatissement de ces aspérités. La paroi des pots après séchage est ainsi plus lisse, de sorte que les pots sont plus facilement dépilables. Cette diminution des aspérités est encore accentuée lorsque les fluides sont aspirés par la paroi du moule de séchage, car l'aspiration entraîne un placage accentué du pot contre la paroi du moule de séchage.
L'installation peut encore comprendre un moyen de fermeture du moule de séchage. On limite ainsi le volume d'air à chauffer pendant le séchage du pot, et on limite en conséquence l'énergie nécessaire au séchage. Selon une variante, le moyen de fermeture du moule de séchage est un couvercle. Le volume d'air à chauffer est ainsi limité au volume du moule de séchage.
Selon une autre variante, le moyen de fermeture est un contre-moule de séchage dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi du pot. Il n'y a dans ce cas plus d'air à chauffer inutilement, seul est chauffé le pot qui remplit l'espace entre le moule de séchage et le contre-moule de séchage. L'installation peut comprendre en complément un moyen pour chauffer la paroi du contre-moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 à 240°C. On a ainsi un chauffage plus efficace et plus rapide, qui vient agir simultanément sur les deux flancs des parois du pot à sécher. L'installation peut encore comprendre un moyen de pression, pour comprimer le pot entre le contre-moule de séchage et le moule de séchage. Le pot est ainsi immobilisé entre le moule et le contre-moule de sorte que, avant d'être sec, il ne peut que prendre la forme imposée par les parois du moule et du contre-moule ; et le pressage du contre-moule contre le moule a un effet mécanique d'écrasement des aspérités des parois des pots mouillés ; ceci améliore encore la dépilabilité des pots secs. Par ailleurs, le pressage du contre-moule contre le moule a un effet d'essorage, d'entraînement mécanique de l'eau avant le séchage, mais également pendant le séchage du pot, ce qui limite encore la durée du séchage et la consommation d'énergie. L'installation de séchage selon l'invention peut encore comprendre un moyen pour injecter un gaz inerte dans le moule de séchage. Le gaz inerte est par exemple du gaz carbonique ou de l'azote, de préférence à haute température pour conserver la chaleur du moule. Lors du séchage, la chaleur fournie par le ou les moyens de chauffage est véhiculée jusqu'au coeur du matériau du pot à sécher par les gaz, notamment la vapeur d'eau produite par évaporation de l'eau. L'évacuation de la vapeur d'eau au fur et à mesure du séchage rend ainsi le chauffage moins efficace, du simple fait de la disparition progressive du vecteur de la chaleur. L'injection d'un gaz permet de maintenir un vecteur pour un transport efficace de la chaleur, tout en évacuant la vapeur d'eau ; l'utilisation d'un gaz inerte limite les risques de combustion de la matière organique chauffée. A une échelle semi-industrielle ou industrielle, une installation selon l'invention peut bien sûr comprendre non pas un mais une pluralité de moules de séchage fixés sur un plateau ou un rouleau. Le déplacement mécanique des moules, par exemple entre un poste de moulage et un poste de séchage, est ainsi facilité.
L'invention concerne également une installation pour la fabrication d'un pot biodégradable à paroi mince pour la culture de végétaux, installation comprenant : - un moule de moulage, dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante de la paroi d'un pot à fabriquer, la paroi du moule de moulage étant réalisée en un matériau grillagé, et un moyen d'aspiration pour aspirer et plaquer une pâte liquide contre la paroi du moule de moulage, - un contre-moule de transfert, dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante de la paroi d'un pot à fabriquer, - une installation de séchage telle que décrite ci-dessus, dans laquelle la paroi du moule de séchage est réalisée en un matériau plein ou en un matériau ajouré dont un pourcentage d'ouverture est au moins deux fois inférieur à un pourcentage d'ouverture correspondant du matériau grillagé formant la paroi du moule de moulage. Dans une telle installation, un pot est moulé par aspiration de pâte dans le moule de moulage, puis égoutté. Le pot moulé et mouillé est ensuite transféré vers le moule de séchage par l'intermédiaire du contre-moule de transfert de forme adaptée au pot. Ainsi, le pot ne se déforme pas lors du transfert vers le moule de séchage. De plus, la paroi du moule de séchage étant réalisée en un matériau plein ou en un matériau ajouré présentant un petit pourcentage d'ouverture, les aspérités formées sur les parois du pot lors du moulage sont atténuées, aplaties, voire effacées. Le séchage est ensuite réalisé dans le moule de séchage, à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C, comme expliqué précédemment. L'invention concerne également un procédé de séchage susceptible d'être mis en oeuvre sur une installation telle que décrite ci-dessus, procédé comprenant les étapes consistant à : - déposer un pot moulé dans le moule de séchage, - chauffer la paroi du moule de séchage pendant un temps prédéfini à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C. Le chauffage du moule à une température élevée permet un séchage à coeur et un séchage rapide, qui réduit les déformations du pot moulé lorsqu'il est encore malléable, et limite la consommation d'énergie nécessaire pour le 20 séchage. Le temps prédéfini pour le séchage est de l'ordre de quelques dizaines de secondes à quelques minutes, selon la composition de la pâte à sécher et l'épaisseur du pot. Le procédé peut également comprendre une étape d'aspiration d'un fluide à travers la paroi du moule, la dite étape d'aspiration étant réalisée avant et / ou pendant l'étape de séchage. La durée du séchage est ainsi encore diminuée. 25 Le procédé peut également comprendre une étape de positionnement et de pressage d'un contre-moule de séchage contre la paroi du pot, pour comprimer le dit pot entre le moule et le contre-moule de séchage, l'étape de pressage étant réalisée pendant l'étape de séchage. La durée du séchage est ainsi encore diminuée. L'invention concerne enfin un pot biodégradable à paroi mince adapté pour la culture de végétaux, obtenu par un procédé tel que décrit ci-dessus et / ou à partir d'une installation de séchage ou de fabrication telle que décrite ci- 30 dessus, et un ensemble comprenant une plante dans un pot selon l'invention. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples d'installation et de procédé selon l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente schématiquement les étapes d'un procédé selon l'invention - la figure 2 présente schématiquement les principaux éléments d'une installation selon l'invention Description d'un mode de réalisation de l'invention Comme dit précédemment, l'invention propose une solution pour améliorer le séchage des pots biodégradables lors d'une fabrication industrielle de tels pots, l'amélioration du séchage entraînant une amélioration notable de la dépilabilité des pots. Une installation de fabrication de pots selon l'invention à une échelle industrielle comprend notamment une installation de moulage de pots, une installation de transfert de pots et une installation de séchage de pots, toutes trois fonctionnant de façon intégré, de manière cadencée. Une installation est représentée très schématiquement sur la figure2, adaptée pour la fabrication de seulement trois pots par souci de clarté du schéma. Par souci de simplification également, les moyens d'entraînement en mouvement des moules ne sont pas représentés, seuls sont représentés par des flèches les mouvements possibles des moules. L'installation de moulage comprend une pluralité de moules de moulage 11 fixés par exemple en rangées sur un plateau 12. Les moules de moulage ont par exemple une forme de tronçon de cône 11, une forme sensiblement parallélépipédique, etc. Un moyen d'entraînement (non représenté fig. 2) entraîne le plateau (flèche 13) et les moules à l'intérieur d'un bain 14 de pâte à mouler, et un moyen d'aspiration 15 aspire la pâte à travers les parois des moules 11 pour plaquer une quantité de pâte appropriée contre la paroi des moule 11. L'installation de transfert comprend une pluralité de contre-moules 21 fixés sur un plateau 22 en correspondance avec les moules de moulage, un moyen de retournement (non représenté) pour retourner le plateau 12 (flèche 16), le moyen d'entraînement (flèche 13) transférant alors les pots moulés sur ou dans les contre-moules 21, un moyen de pression (non représenté) pour presser les contre-moules 21 contre la pâte moulée dans les moules 11 pour égoutter les pots moulés, et un moyen (non représenté) pour transférer (flèche 23) les pots dans ou sur les moules de séchage 31. L'installation de séchage comprend une pluralité de moules de séchage 31 fixés en rangées sur un plateau 32, en correspondance avec les contre-moules 21 de transfert. Chaque moule de séchage 31 a une paroi de forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi d'un pot moulé à sécher. L'installation de séchage comprend également un moyen pour chauffer la paroi du moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C. Le moyen de chauffage comprend par exemple : - une pluralité de résistances électriques 33, une résistance étant enroulée autour et à l'extérieur de chaque moule de séchage, et - un moyen (non représenté) pour réguler un courant électrique fourni aux résistances et / ou une valeur de résistivité des résistances de chauffage électrique, en fonction de la température souhaitée pour la paroi du moule de séchage. L'installation de séchage est de préférence complétée par un moyen pour aspirer un fluide tel que de l'eau et / ou de la vapeur d'eau, à travers au moins une partie de la paroi de chaque moule de séchage. Le moyen d'aspiration comprend par exemple : - une pompe à vide 15, reliée par un tuyau à une ou plusieurs buses de raccordement fixées sur une coque externe des moules de séchage, et - un moyen de régulation (non représenté) de la dépression engendrée par la pompe à vide, en fonction de la quantité de fluide à extraire, et de la force à appliquer pour extraire l'eau ou la vapeur d'eau du pot à sécher. Dans l'installation représentée, la même pompe à vide 15 est utilisée pour les moules de séchage et pour les moules de moulage. Bien sûr, il est également possible d'utiliser des pompes à vide distinctes pour ces deux fonctions. La paroi des moules de séchage est réalisée en un matériau résistant à la chaleur, résistant à la différence de pression susceptible d'être générée par le moyen d'aspiration, et résistant dans le temps à une utilisation en milieu humide notamment. La paroi des moules est ainsi réalisée par exemple en inox, en aluminium, etc. De préférence, la paroi des moules est réalisée en un matériau plein. Elle peut également être réalisée en un matériau ajouré tel que de la tôle ajourée dont un pourcentage d'ouverture est inférieur à 25%. Dans ce cas, pour permettre la mise en oeuvre du moyen d'aspiration, on prévoit de positionner les moules dans une coque étanche à l'air par exemple, reliée par une buse au tuyau de raccordement de la pompe à vide.
L'installation de séchage est avantageusement complétée par un moyen de fermeture des moules de séchage, de type contre-moule dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi du pot. Dans l'exemple représenté fig. 2, le moyen de fermeture est constitué d'un plateau 42 sur lequel sont fixés une pluralité de contre-moules 41. Un moyen de chauffage (non représenté) est prévu pour chauffer la paroi du contre-moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 à 240°C ; le moyen de chauffage est par exemple similaire au moyen de chauffage du moule. Un moyen de pression est également prévu, pour presser le contre-moule contre le moule, afin de comprimer le pot entre le contre-moule de séchage et le moule de séchage. Le moyen de pression comprend par exemple un moyen pour déplacer en translation le moule 31 (flèche 34) et presser le moule 31 sur le contre-moule correspondant 41, selon une pression prédéfinie. Un procédé préféré susceptible d'être mis en oeuvre sur une installation telle que celle décrite ci-dessus comprend les étapes suivantes : une étape de moulage ET1, une étape de transfert ET2 et une étape de séchage ET3. Lors de l'étape de moulage ET1, les moules de moulage sont trempés dans un bain de pâte liquide, et la pâte est aspirée contre la paroi des moules de moulage. Lors de l'étape de transfert ET2, les pots moulés sont d'abord égouttés par un contre-moule puis transférés sur le contre-moule.
Lors de l'étape de séchage ET3, les pots sont déposés du contre-moule de transfert dans les moules de séchage, la paroi des moules de séchage étant chauffée à une température supérieure à 160°C (ET30), et de préférence comprise entre 180 et 240°C, pendant un temps prédéfini de l'ordre de quelques dizaines de secondes à quelques minutes. Peuvent également être réalisées, avant et / ou pendant l'étape de séchage : - une étape d'aspiration (ET31) d'un fluide à travers la paroi des moules ou des contre-moules, et / ou - une étape de positionnement et de chauffage (ET32) d'un contre-moule de séchage contre les pots, et / ou - une étape de positionnement et de pressage (ET33) d'un contre-moule de séchage contre les pots, pour comprimer les dits pots entre les moules et les contre-moules de séchage. Une étape ET4 de démoulage et d'empilage est réalisée en fin de séchage.
A noter qu'une installation selon l'invention a été réalisée en utilisant des moules de moulage et des moules de séchage de type femelle (concave), et des contre-moules de transfert et de séchage de type mâle (convexe). Dans cette configuration, les pots sont moulés et séchés "dans" des moules, et transférés "sur" des contre-moules. Mais l'inverse peut bien sûr être envisagé.
Claims (17)
- REVENDICATIONS1. Installation de séchage d'un pot biodégradable à paroi mince pour la culture de végétaux, installation comprenant un moule de séchage dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi d'un pot moulé à sééher, et un moyen pour chauffer la paroi du moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C.
- 2. Installation selon la revendication 1, comprenant également un moyen pour aspirer un fluide tel que de l'eau et / ou de la vapeur d'eau, à travers au moins une partie de la paroi du moule de séchage.
- 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la paroi du moule de séchage est réalisée en un matériau plein, ou en un matériau ajouré dont un pourcentage d'ouverture est inférieur à 25%.
- 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant également un moyen de fermeture du moule de séchage.
- 5. Installation selon la revendication 4, dans laquelle le moyen de fermeture est un contre-moule de séchage dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'une paroi du pot.
- 6. Installation selon la revendication 5, comprenant également un moyen pour chauffer la paroi du contre-moule de séchage à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 à 240°C.
- 7. Installation selon l'une des revendications 5 ou 6, comprenant également un moyen de pression, pour comprimer le pot entre le contre-moule de séchage et le moule de séchage.
- 8. Installation selon la revendication 4, dans laquelle le moyen de fermeture du moule de séchage est un couvercle.
- 9. Installation selon l'une des revendications précédentes, comprenant également un moyen pour injecter un gaz inerte dans le moule de séchage.
- 10. Installation selon l'une des revendications précédentes, comprenant une pluralité de moules de séchage fixés sur un plateau ou un rouleau.
- 11. Installation pour la fabrication d'un pot biodégradable à paroi mince pour la culture de végétaux, installation comprenant : 25 - un moule de moulage, dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'un pot à fabriquer, la paroi du moule de moulage étant réalisée en un matériau grillagé, et un moyen d'aspiration pour aspirer et plaquer une pâte liquide contre la paroi du moule de moulage, - un contre-moule de transfert, dont une paroi a une forme adaptée à une forme correspondante d'un pot à fabriquer, et 30 - une installation de séchage selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la paroi du moule de séchage est réalisée en un matériau plein ou en un matériau ajouré dont un pourcentage d'ouverture est au moins deux fois inférieur à un pourcentage d'ouverture correspondant du matériau grillagé formant la paroi du moule de moulage.
- 12. Procédé de séchage susceptible d'être mis en oeuvre sur une installation selon l'une des revendications précédentes, procédé comprenant les étapes consistant à : 5 - déposer un pot moulé dans le moule de séchage, - chauffer la paroi du moule de séchage pendant un temps prédéfini à une température supérieure à 160°C, et de préférence comprise entre 180 et 240°C.
- 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le temps prédéfini est de l'ordre de quelques dizaines de secondes à quelques minutes.
- 14. Procédé selon la revendication 12, comprenant également une étape d'aspiration d'un fluide à travers la paroi du moule, la dite étape d'aspiration étant réalisée avant et / ou pendant l'étape de séchage.
- 15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, comprenant également une étape de positionnement et de pressage d'un contre-moule contre le moule, pour comprimer le dit pot entre le contre-moule et le moule, l'étape de pressage étant réalisée pendant l'étape de séchage.
- 16. Pot biodégradable à paroi mince adapté pour la culture de végétaux, obtenu par un procédé selon l'une des revendications 12 à 15.
- 17. Ensemble comprenant une plante dans un pot selon la revendication 16.
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