WO2022128982A1 - Procede et systeme pour le traitement de produits animaux - Google Patents

Procede et systeme pour le traitement de produits animaux Download PDF

Info

Publication number
WO2022128982A1
WO2022128982A1 PCT/EP2021/085595 EP2021085595W WO2022128982A1 WO 2022128982 A1 WO2022128982 A1 WO 2022128982A1 EP 2021085595 W EP2021085595 W EP 2021085595W WO 2022128982 A1 WO2022128982 A1 WO 2022128982A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
basin
protein
animal
enclosure
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/085595
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Philippe Deslys
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority to CA3202014A priority Critical patent/CA3202014A1/fr
Priority to EP21824597.5A priority patent/EP4263445A1/fr
Priority to CN202180084446.5A priority patent/CN116685418A/zh
Publication of WO2022128982A1 publication Critical patent/WO2022128982A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/05—Treatments involving invertebrates, e.g. worms, flies or maggots
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00—Protecting plants
    • A01G13/02—Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
    • A01G13/0231—Tunnels, i.e. protective full coverings for rows of plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/22—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of animals, e.g. poultry, fish, or parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/322—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae use of algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/20—Liquid fertilisers
    • C05G5/23—Solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • This description relates to the field of the treatment of animal products, in particular products generated by the practice of animal husbandry, in particular poultry, according to techniques allowing respect for the environment, compatible with sustainable development.
  • Patent application 2017/0354906 describes a bioreactor system intended to treat solid waste.
  • Patent application US 2016/0264484 describes an integrated animal waste treatment system comprising an animal waste methanization unit, which generates biogas and raw digestate. The raw digestate is separated into a solid fraction and a liquid fraction. Then the liquid fraction is treated in reactors containing microalgae or macrophytes, and the solid fraction is treated by vermiculture.
  • PCT application published under No. WO 2017/101654 describes a slurry and wastewater treatment system comprising a desalination device and a microalgae culture tank.
  • Patent application EP 3 181 524 describes a system for processing raw materials, mainly animal waste, by anaerobic fermentation in a pressurized bioreactor.
  • the present description relates to a process for the treatment of animal products, in particular products from a poultry farm, comprising the following steps: a) chemical treatment by bringing the collected waste into contact with an ammonia-based buffer at a pH of at least 8, b) heat treatment of the material obtained in step a), by heating said material in a humid medium to a temperature of at least 70° C., c) separation of the organic materials and the mineral materials in presence of water in the material obtained in step b) then separate collection (i) of the liquid fraction comprising the mineral matter and (ii) of the solid fraction comprising the organic matter, and d) addition of the liquid fraction obtained to step c(ii), comprising the mineral materials, in a basin filled with water maintained in a controlled manner at a set temperature ranging from 20°C to 42°C, preferably ranging from 28°C to 35°C , in which is cultivated a plant or a bacterium rich in proteins, in particular micro-algae and cyanobacteria, preferably
  • - is contained in an enclosure substantially impermeable to liquid and gaseous fluids from the external environment, said enclosure comprising a roof at least partially transparent to daylight, said roof being equipped with a plurality of photovoltaic cells, preferably cells photovoltaic units from Graetzel, and/or
  • thermoregulation device for the water contained in the pool.
  • thermoregulation device being, for the heating of the water contained in the basin, in fluid communication with an outlet pipe for the hot water coming from a desalination device by evapo-concentration
  • the heat exchanger device for cooling water, comprising a geothermal exchanger device.
  • said basin is provided with a controllable water supply device, said water supply device being in fluid communication with a salt water outlet pipe of a desalination device for water by evapo-concentration.
  • step c) being followed by a step c1) of digesting the material obtained in step c) by bringing said material into contact with (i) insect larvae, preferably insect larvae of the species Hermetia illucens and/or (ii) an edible wood-eating fungus.
  • the present description also relates to a system for the treatment of animal products, said system comprising:
  • an extruder device equipped with a controlled heating system, which can be in fluid communication with said reactor, the outlet of the extruder device being equipped with a liquid/solid separator,
  • a closed enclosure comprising a basin surmounted by a roof made of a material substantially transparent to light, said basin being able to be filled with water and intended for the cultivation of a plant or a bacterium, in particular a protein-rich plant or bacteria such as protein-rich microalgae or protein-rich cyanobacteria,
  • an evapo-concentration water desalination system comprising (i) a salt water supply pipe, a non-desalinated water discharge pipe and a desalinated water outlet pipe, being specified that :
  • said reactor is in fluid communication with the extruder device
  • said basin being provided with a controllable water supply device, said water supply device being in fluid communication with a salt water outlet pipe coming from the desalination system.
  • the system further comprises a bioclimatic greenhouse device comprising:
  • - a closed enclosure comprising a floor and a roof, the floor being located below from ground level,
  • said roof being substantially transparent to light, on the wall of which are arranged a plurality of photovoltaic cells, preferably Graetzel cells,
  • a suitable substrate for the cultivation of plants being placed on the surface of said floor, said substrate being, at least in part, consisting of the solid fraction of the product of the treatment of animal waste in, successively, the reactor and then the extruder device.
  • thermoregulation device of the enclosure of the bioclimatic greenhouse device comprising a heat exchanger in fluid communication with the water desalination system.
  • the system further includes an agroforestry arrangement comprising:
  • tunnel greenhouse or a plurality of tunnel greenhouses, arranged between two rows of trees
  • an irrigation system for the trees and where appropriate an irrigation system for the plants likely to be grown in the tunnel greenhouse(s), said irrigation system being in fluid communication with the water outlet desalinated from the water desalination system by evapo-condensation.
  • FIG 1 shows a general diagram of the animal product processing system.
  • the present description relates to a process and a system for processing animal products, in particular for processing products generated by the practice of poultry farming, the process and the system being designed to (i) generate a reduced consumption of water and energy, (ii) allow optimal use of the organic and mineral matter contained in these animal products, with the aim of animal husbandry practices compatible with sustainable development, with respect for 1 environment.
  • an “animal product” includes, or consists of, all or part of an animal carcass as well as matter secreted or excreted by an animal.
  • the animal product is an animal by-product.
  • Animal by-product means an animal product, fit or unfit for human consumption, but not intended for human consumption, whether by virtue of compliance with legislation or for commercial reasons.
  • an animal by-product within the meaning of the description comprises, or consists of, muscle, viscera, skin, hooves, horns, feathers, bones, shells, greaves, blood, milk, eggs, embryos, semen, biomass, slurry, methanation residues or mixtures thereof.
  • the animals from which the animal products or by-products are derived may be production animals, such as cattle, sheep, goats, pigs, rabbits and hares, birds or even fish, or other animals, such as horses, pets, arthropods, in particular insects and crustaceans, reptiles or molluscs.
  • Animals include especially commercial birds, in particular poultry such as geese, turkeys, ducks, hens and chickens, guinea fowl, capons, quails, pheasants and pigeons.
  • the present description relates to a method for the treatment of animal products, in particular products from poultry farming, comprising the following steps: a) chemical treatment by bringing the collected waste into contact with a buffer based on ammonia at a pH of at least 8, b) heat treatment of the material obtained in step a), by heating said material in a humid medium to a temperature of at least 70°C, c) separation of the organic matter and the mineral materials in the presence of water of the material obtained in step b) then separate collection (i) of the liquid fraction comprising the mineral matter and (ii) the solid fraction comprising the organic matter, and d) adding the liquid fraction obtained in step c(ii), comprising the mineral matter, to a basin filled with water maintained in a controlled manner at a set temperature ranging from 20°C to 42°C, preferably from 28°C to 35°C, in which a protein-rich plant or bacteria, in particular microalgae or cyanobacteria, is preferably cultivated spirulina.
  • the process according to the present description allows destruction of the pathogenic agents likely to be contained in the starting animal products. It is shown in particular that this method can allow the total destruction of the pathogenic agents contained in very highly contaminated starting animal products. Thus, the results show that the method according to the present description causes the total destruction of pathogenic prions contained in the starting animal products, including when the level of contamination of the starting animal products is greater than 10 8 LD50/g.
  • the plants or the bacteria consist of photosynthetic plants or of photosynthetic bacteria, of a known type.
  • cyanobacteria include mainly, or even exclusively, cyanobacteria that are not toxic to humans and animals.
  • the animal product is ground prior to implementing the steps of the above method, in order to obtain a granular product with an average particle size, or particle size, advantageously of at most 20 mm , preferably at most 10 mm, and most preferably at most 5 mm.
  • step a) of the process the animal product is subjected to a chemical treatment with an ammonia-based buffer at a pH of at least 8.
  • the animal product is in the form of small pieces, so as to optimize its processing through the various stages of the process.
  • the animal product to be treated is in the form of pieces whose largest dimension varies from a few millimeters to a few centimeters.
  • an aqueous ammonia solution is used.
  • the amount of ammonia solution relative to the weight of animal product can be determined optimally by those skilled in the art, in particular according to the order of magnitude of the water content of the animal product to be treated.
  • 5 mL of a 0.67% w/w aqueous solution of ammonia can be used for 15 grams of animal product to be treated.
  • Chemical treatment makes it possible to substantially reduce the possible contamination of the animal product by pathogenic agents, in particular by viruses, bacteria and pathogenic fungi.
  • the aqueous ammonia solution also includes citrate.
  • the chemical treatment step allows for further reduction of possible contamination by pathogens, including unconventional pathogens such as prion-like pathogen proteins.
  • step a) of chemical treatment avoids the phenomenon of retraction of the animal product which occurs during a heat treatment.
  • the animal product does not shrink when it is then subjected to step b) of heat treatment which is described below.
  • an ammonia-based buffer with a pH of at least 9 is used.
  • ammonia-based buffer at the chosen pH, avoids introducing sodium into the animal product thus chemically treated, as would have been the case if a sodium carbonate and/or bicarbonate buffer sodium had been used for chemical treatment.
  • Step a) of chemical treatment can for example be carried out by simply bringing the animal product into contact with the ammonia solution and then impregnating the animal product with this solution, by simple passive diffusion.
  • Step a) of chemical treatment can also be carried out by bringing the animal product into contact with the ammonia solution then mixing the liquid/solid mixture in order to promote the rapid diffusion of the liquid to the heart of the pieces of the animal product to be treated.
  • step a) of the process is carried out at room temperature, that is to say at a temperature below 45°C, for example at a temperature ranging from 15°C to 25°C.
  • step b) the material resulting from the chemical treatment of the animal product, which is obtained at the end of step a), is subjected to heat treatment by heating in a humid environment, also called “wet heating”.
  • the humidity comes from the water contained in the animal product, that is to say from the water which was initially contained in the animal product before the step a) of chemical treatment and the water originating from the aqueous ammonia composition which has diffused into the core of the animal product during step a) of chemical treatment.
  • step b) of heat treatment is carried out in an atmosphere having a humidity percentage of the material to be treated is at least 80%.
  • moisture percentage we mean the quantity of water contained in the material to be treated.
  • the moisture percentage of the material to be treated is easily determined by those skilled in the art, for example using the conventional method comprising (i) a step of weighing the material to be treated, (ii) a step of evaporation by heating the water contained in the material to be treated, for example in an oven at 100° C. at atmospheric pressure, then (iii) a step of weighing the material after evaporation of the water.
  • Heat treatment step b) is preferably carried out at a temperature above 70°C.
  • It may be less than 100°C, for example ranging from 70°C to 100°C, such as at a temperature ranging from 75°C to 85°C.
  • the duration of step b) can vary from a few minutes to a few tens of minutes, depending in particular on the temperature conditions, and where appropriate pressure, of the heating step, as well as the quantity of material to be processed.
  • step b) can have a duration ranging from 5 minutes to 60 minutes.
  • shorter treatment times will be compensated by temperatures ranging from 100°C to 118°C, preferably from 110°C to 115°C.
  • step b) of heat treatment the ammonia contained in the material to be treated evaporates in the form of ammonia gas, which is then preferentially recovered in the form of ammonia by bringing it into contact with water, for example with a curtain of water which is interposed in the gas stream. Preferably, it is cooled with water, which allows the ammonia to remain trapped in the water current.
  • aqueous ammonia composition which is thus generated is advantageously recovered to be used during a repetition of step a) of chemical treatment for an animal product which must subsequently be treated by the process according to the present description.
  • the ammonia, which is thus collected by dissolution in a stream of cold water, is then recirculated to the reactor used for the chemical treatment.
  • step b) can be easily adapted by those skilled in the art, using general knowledge, in particular according to the values of temperature, humidity, and, where appropriate, pressure, which have been chosen.
  • the heat treatment step is carried out in a humid atmosphere allows for a substantially greater reduction of various pathogens, including viral, bacterial and fungal pathogens.
  • this heat treatment step by “wet heating” considerably reduces the presence of unconventional pathogens, such as the presence of pathogenic proteins of the prion type.
  • the reduction in the presence of pathogenic agents in particular the reduction in the presence of non-conventional transmissible pathogenic agents such as the pathogenic prion protein, is further improved in the presence of citrate, the ammonia/citrate mixture being particularly effective in destroying pathogenic proteins of the type prion.
  • stage b) of heat treatment make it possible to obtain a material, chemically treated in stage a), then heat-treated in stage b), which is substantially free, or even totally free, of transmissible pathogens.
  • the material obtained at the end of step b) comprises mineral elements and organic elements capable of being subsequently used, for example as useful inputs in the field of agricultural practices.
  • step c) the organic materials and the mineral materials contained in the material obtained at the end of step b) are separated.
  • the material obtained at the end of step b) the organic materials and the mineral materials are collected separately, according to any technique known to those skilled in the art, for example at the outlet gate of a device extruder.
  • all of the steps a), b) and c) can be carried out in a single industrial processing device.
  • an extruder device can be used, preferably a screw extruder, which includes a twin-screw extruder.
  • step a the appropriate quantities of animal product and of aqueous ammonia composition are introduced, together or separately, at the feed members of the extruder, then the liquid/solid mixture obtained is mixed with within F extruder, for example simultaneously with the progression of this mixture along a mixing chamber of the extruder,
  • step b) the material chemically treated in step a) is routed to a heating chamber fitted to the extruder, then the material is heated simultaneously as it progresses through the heating chamber of the extruder, and
  • step c) the material treated chemically, then thermally, is routed to the exit orifice of the extruder where the liquid and the solid are separated, for example at the exit grid of the extruder .
  • the material is cooled and then brought into contact with an appropriate quantity of water before final pressing at the exit gate of the extruder device.
  • the duration of each of steps a) and b) is easily controlled, for example (i) according to the length of each of the chemical treatment and heat treatment chambers and (ii) according to the speed chosen for the progress of the material being processed in each of the aforementioned chambers.
  • the organic materials were contained mainly in the solid fraction of the material obtained at the end of step b) and are therefore found in the solid fraction separated at the outlet of the extruder device.
  • the mineral materials were contained mainly in the liquid fraction of the material obtained at the end of step b) and are therefore found in the liquid fraction separated at the outlet of the extruder device.
  • each of the (i) liquid mineral material and (ii) solid organic material obtained in a separated at the end of step c), can subsequently be used as an input material, useful in agriculture.
  • the liquid mineral matter spread in the fields corresponds to a liquid flash fertilizer washable by the rains causing pollution of the water tables and the phenomena of green algae by eutrophication of the rivers. It is precisely this phenomenon of green algae which is diverted to the benefit of the process according to the present description and which is controlled due to the presence of the basin in which the vegetable or the bacteria rich in proteins, in particular the micro-organisms, are cultivated. algae or cyanobacteria, and especially spirulina.
  • the latter corresponds to manure to be spread and not to food for animals, here insects at the larval stage (after predigestion by the mycelium of edible lignivorous fungi which here too, in traditional agriculture would be used very differently, i.e. for their fruiting bodies and not at all for their mycelium.
  • liquid fraction and the solid fraction which are obtained separately at the end of step c) are, as will be detailed later in the present description, used for their respective physico-chemical and nutritional contribution. However, before their subsequent use, the liquid fraction and the solid fraction are each respectively subjected to a pretreatment, each of these pretreatments being detailed below.
  • Step c1) pre-treatment of the liquid fraction
  • step cl) the liquid fraction obtained at the end of step c) is brought into contact with a ligneous substrate colonized by an edible lignivorous fungus, and more precisely by a ligneous substrate colonized by the mycelium of a lignivorous fungus edible.
  • the ligneous substrate advantageously consists of sawdust, wood shavings or wood pellets.
  • the substrate material for example wood chips or pellets
  • an edible lignivorous fungus in its primary mycelium form which may be chosen in particular from Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius, oyster mushroom of elm (Hypsiz.ygus ulinarius). or even Agaricus blasei and Agaricus breaziliensis.
  • it is Pleurotus ostreatus.
  • liquid fraction freed from these undesirable compounds can then be used in step d) of the process.
  • the solid fraction obtained at the end of step c) of the process advantageously also undergoes a pre-treatment step, which increases its ability to then be used as a nutrient input for insect larvae, for the purpose of generating high value-added products such as proteins and oil, the residues resulting from digestion can then be used as compost.
  • step c) is followed by a step c2) of digestion of the solid fraction obtained in step b) by bringing said material (i) into contact with at least one edible lignivorous mushroom., then if necessary (ii) with insect larvae, preferably insect larvae of the species Hermetia illucens, also called “soldier fly”.
  • an edible lignivorous fungus for the digestion of the solid fraction obtained in step c) by an edible lignivorous fungus, in combination with digestion by insect larvae, said material is inoculated with an edible lignivorous fungus in its primary mycelium form which may in particular be selected from Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius, elm oyster mushroom (Hypsizygus ulmarius), or even Agaricus blasei and Agaricus breaziliensis.
  • it is Pleurotus ostreatus.
  • the edible lignivorous mushroom is pre-cultivated on an appropriate culture medium before being inoculated on said material.
  • the conditions for implementing this preculture are known to those skilled in the art.
  • the preculture could for example be carried out on wheat, spent grain from brewing, rice or even a mixture of rice, straw and/or wood.
  • step c2) the material obtained in step c) is inoculated with between 10% and 20% by dry weight, preferably of the order of 20% by dry weight of the preculture of the edible wood-eating fungus and is then maintained at an optimum growth temperature for the edible wood-eating fungus used.
  • the culture temperature is between 15°C and 30°C, preferably around 25°C.
  • step c2) digestion by an edible lignivorous fungus is carried out when the material to be treated consists of livestock litter comprising animal excrement.
  • step c2) the material to be treated is first inoculated with the edible lignivorous fungus.
  • the stage of colonization and digestion of the material by the lignivorous edible fungus typically lasts about 1 to 5 weeks.
  • miscanthus is also added to the material to be treated.
  • the first stage is therefore complete colonization by the mycelium of the lignivorous fungus (between 1 and 5 weeks, preferably 10 days under certain favorable conditions followed by thermal inactivation (typically at 70°C)
  • the second stage is the contacting of the substrate with an adequate quantity of young Hermelia larvae so that after one week all the substrate has been composted by the larvae which will have reached maturity in order to be harvested (growth of a factor of 500).
  • the edible wood-eating fungus digests biological polymers into smaller units, such as monomers, which are then taken up by the mycelium. Here they are the main players in the decomposition of cellulose, lignin present in animal litter, or even the keratin that makes up feathers. birds, including poultry such as hens and chickens.
  • the products of digestion by the edible wood-eating fungus are edible by humans and/or animals.
  • the stage of digestion by insect larvae is carried out systematically, including when the material to be treated contains animal meat, or consists of animal meat.
  • Insect larvae and the edible lignivorous fungus can then be killed by heat treatment.
  • the growth of the mycelium is stopped by moderate heat treatment.
  • the insect larvae which have multiplied during the digestion stage can subsequently constitute a biomass which can be transformed and contribute to the manufacture of a food composition intended to feed animals.
  • the compost resulting from the digestion of the material obtained in step b) by the combination of the edible lignivorous mushroom mycelium followed by the insect larvae can be advantageously used as a fertilizer for the cultivation of plants.
  • step d) this liquid fraction is added to a basin in which a plant or a protein-rich bacterium is cultivated, preferably microalgae or protein-rich cyanobacteria.
  • the basin implemented in step d) of the method - is contained in an enclosure substantially impermeable to liquid and gaseous fluids from the external environment, said enclosure comprising a roof at least partially transparent to daylight, said roof being equipped with a plurality of cells photovoltaic cells, preferably Graetzel photovoltaic cells, and/or
  • thermoregulation device for the water contained in the pool.
  • the various mainly mineral, but also organic nutrients contained in the liquid fraction obtained at the end of step c) constitute a nutritional contribution contributing to the growth of said vegetable or of said protein-rich bacteria, and if necessary constitute the only nutritional contribution allowing the growth of said plant or of said protein-rich bacteria.
  • the addition of this liquid fraction makes it possible to alkalize the aqueous medium in which the protein-rich plant or bacteria grows, which promotes its growth, in particular when said plant or said bacterium rich in protein is a micro-alga, and especially a micro-alga of the genus Arthrospira, such as spirulina. At the same time, contamination by undesirable plants, such as toxic cyanobacteria is avoided.
  • the protein-rich cyanobacteria which are cultured in said pond are of the genus Arthrospira. Cyanobacteria of species selected from Arthrospira platensis and Arthrospira maxima are preferably used. According to a preferred choice, the protein-rich plant or bacteria is a spirulina.
  • step d) the basin which is fed with the liquid fraction obtained in step c) is thermoregulated, the temperature of the water contained in the basin being maintained in a controlled manner at an appropriate setpoint temperature.
  • appropriate setpoint temperature means a temperature allowing the optimal conditions for the growth of the micro-algae or cyanobacteria which are cultivated in the basin, this temperature forming part of the general knowledge of those skilled in the art.
  • micro-algae and cyanobacteria takes place when they are exposed to daylight.
  • their growth is favored when the water temperature varies from 25°C to 35°C, for example from 28°C to 35°C .
  • the pool water temperature must not exceed 43°C.
  • a lower pool temperature can be accepted, provided that this lower temperature does not affect the survival of the plant or of the bacteria rich in proteins, for example the cyanobacteria or the microalgae considered.
  • the pool water temperature must be at least 20°C.
  • the maintenance of the pool water temperature at the chosen setpoint temperature can be ensured by a controlled supply of calories or cold, as needed, which are generated within a system, referred to herein as an animal product processing system, of which said basin is one of the constituent elements, said system being designed to operate an optimal recycling of energy flows and chemical elements, so as (i) to use optimally the energy and chemical elements generated by the implementation of the process in said system and thus (ii) drastically reduce (ii-a) the need for energy and chemical inputs and (ii-b) the production of waste that cannot be reused.
  • the basin in which the liquid fraction which has been obtained at the end of step c) is added comprises a plurality of technical characteristics contributing to the conservation of the energy and organic and mineral elements, which can be used by other constituent devices of a system to which the basin used in step d) belongs.
  • the pelvis is circular or ovoid in shape.
  • the basin is included in a closed enclosure that is substantially impermeable to exchanges of liquid and gaseous fluids.
  • Said enclosure containing the basin comprises a roof.
  • Said roof consists, preferably over its entire surface, of a covering material substantially transparent to light, said roof being equipped with a plurality of photovoltaic cells, said photovoltaic cells preferably being Graetzel cells.
  • the presence of the roof contributes to isolating the aquatic and atmospheric content of the enclosure in which the basin is contained from the external environment and thus to allow the control in a chosen way of the exchanges of energy, and of gaseous, liquid or between the closed enclosure and the external environment, and protects also external contamination, for example by algae, bacteria or viruses.
  • the roof of the enclosure containing the pool consists, at least over part of its surface, if necessary over its entire surface, of a material at least partially transparent to daylight.
  • a material at least partially transparent to daylight may be a covering element made of glass, or else made of a polymer material transparent to daylight, such as natural glasses or synthetic glasses, in particular polymer glasses, or else plexiglass.
  • the covering element is made of a material having a daylight transparency of at least 50%, better still at least 80%, even better still at least 90%, with respect to the transparency a glass screen at least 6 mm thick.
  • the roof is equipped with a plurality of photovoltaic cells.
  • Said photovoltaic cells when they are exposed to daylight, generate electrical energy which can be used extemporaneously and/or be stored with a view to its later use, for example to actuate other elements or devices constituting the system of treatment of animal products, which is described in detail later in this description.
  • the storage, in batteries, of the electrical energy which has been produced but not consumed is not favored, in particular because of the ecological and financial cost of the current storage devices of the electric energy.
  • the power of the electrical energy generating elements will be determined to be in line with the electrical energy demand of all the other elements of the said system.
  • photovoltaic cells are used, the presence of which does not substantially alter the passage of daylight through the transparent or partially transparent roof, and therefore does not substantially reduce exposure to light. of the day of the protein-rich plant or bacteria grown in the pond water.
  • the reduction in the transmission of daylight caused by the presence of the photovoltaic cells makes it possible to prevent the plant or the protein-rich bacteria from being exposed to too large a quantity of light which is a source of photo-inactivation, liable to damage. affect its survival in the basin.
  • Graetzel photovoltaic cells are chosen.
  • photon absorption and charge transport are dissociated in the dye cell.
  • a Graetzel cell consists of a cathode and an anode, made of conductive glass, on which there is a layer of titanium dioxide (IiO2) which is a semiconductor, on the surface of which a sensitizer or dye is absorbed. , an aqueous solution having electrolyte function being enclosed between the two plates delimiting the photovoltaic cell.
  • Graetzel's photovoltaic cells have the advantage of allowing at least 50% of the light through, which is why these photovoltaic cells are sometimes called "transparent cells".
  • photovoltaic cells arranged on the surface of the roof of the enclosure containing the basin can be easily determined by those skilled in the art, depending on the surface value of said roof and, if necessary, depending on the quantity of electrical energy required. for the proper functioning of the animal product processing system.
  • photovoltaic cells are arranged over the entire surface of the roof.
  • the basin is equipped with a device for mixing the water and recovering the plant or the protein-rich bacteria, for example spirulina.
  • the device for mixing the water can be a device rotary comprising a vertical shaft defining an axis of rotation, which is preferably located in the center of the basin, said device comprising at least one arm, perpendicular to the axis of rotation and fixed on the vertical shaft, the movement of the arm being actuated by the rotation of the shaft, said arm being preferably fixed on the shaft at a height corresponding to the level of the water/air interface of the water contained in said basin.
  • the arm when it is in rotation, causes, by its submerged surface, turbulence generating the mixing of the water in the basin, if necessary making it possible to contribute to the oxygenation of the water in the basin. Furthermore, the surface portion of the rotating arm which is at the water/air interface makes it possible, by scraping the upper part of the water in the basin, to regularly recover part of the mass of the plant or of the bacteria rich in proteins growing in said basin, for example spirulina.
  • the collector arms are curved in shape, so that the harvested plants transit, due to the water current generated by the rotation of the arms, from the periphery of the arm towards the central axis where is located the central tree.
  • the central shaft preferably comprises an endless screw (Archimedean screw), towards whose pitch are directed the plants which transit from the periphery towards the axis of the device.
  • the stirring and recovery device comprises a plurality of arms fixed to the central shaft, the horizontal axis of a given arm forming a determined angle with the horizontal axis of the preceding or following arm, the plurality of arms collectively covering the whole of the central shaft, i.e. 360 degrees.
  • a given arm is preferentially oriented at an angle of 36 degrees, both with respect to the preceding arm and with respect to to the next arm.
  • the height of water in the basin is low, of the order of 20 cm to 50 cm, which means that the exposure to daylight of the protein-rich plant is sufficient to allow its growth.
  • the height of water is greater than 50 cm. It can for example go up to a water height of 3 meters. In these modes embodiment, the conditions for good growth of the protein-rich plant or bacterium are not met, due to insufficient exposure of this plant or this bacterium to daylight, in the deep part of the basin.
  • the rotation of the latter is ensured by a motor coupled to the central shaft.
  • the stirring device in particular in the embodiments in which the stirring device is sized to equip a large-diameter pool, for example a pool with a diameter of 100 meters or more, will favor a means of rotation in the form of a plurality of motors equipping the end of a plurality of arms constituting the stirring device, therefore located at the periphery of the basin.
  • the basin may have a height of water which is not compatible with growth of the plant or of the protein-rich bacteria, over the entire height of the water in the basin, for example because Excessive depth does not allow sufficient exposure of the protein-rich plant or bacteria to daylight.
  • the lack of access of the plant or the bacteria to daylight is compensated by the presence on the walls of the submerged part of the basin and/or on the walls of the rotating arm(s) , of a plurality of light-emitting sources, for example LEDs, capable of providing light energy to the plant or to the protein-rich bacterium, sufficient for its growth.
  • the stirring and recovery device can be equipped with a plurality of arms perpendicular to the axis of rotation of the shaft on which they are fixed, including a first stirring and recovery arm, perpendicular to the axis of rotation, fixed to the shaft at a height situated at the level of the water/air interface, and at least one other arm perpendicular to the axis of rotation fixed to the shaft at a height such that said or said arms are totally immersed in the water of the pool and are each equipped with a plurality of light-emitting sources capable of emitting light at at least one wavelength promoting the growth of the protein-rich plant or bacteria, for example in the near ultraviolet.
  • the basin in which the liquid fraction is added, in step d) of the method said basin is thermoregulated.
  • the pool is equipped with a thermoregulation device for heating or pond water cooling. The device is regulated by a control/command system allowing the temperature of the water contained in the pool to be maintained at the chosen setpoint temperature.
  • the water contained in the basin constitutes a mass providing a thermal inertia, which mass of thermal inertia can contribute to counterbalance the production of heat by other modules of the system, when they are present, like a bioclimatic greenhouse, or a plurality of bioclimatic greenhouses.
  • the thermoregulation device preferably comprises a heat exchanger system which is in fluid communication with the hot water outlet pipe of a water desalination device by evapo-concentration .
  • Heat can also be provided to the pool by the calories likely to be provided by the bioclimatic greenhouse(s) constituting the system according to this description.
  • Water desalination devices by evapo-concentration are well known in the state of the art. This type of device is for example described in the certificate of addition to a patent of invention n° 95.887 filed on November 8, 1968 in the name of the Commissariat à F Energy Atomique and issued on October 4, 1971
  • thermoregulation device To cool the pool water in summer, the thermoregulation device includes a geothermal type heat exchanger system.
  • the bottom of the basin is equipped with a metal plate which will carry out a significant heat exchange with the water in the basin, in order to cool the water in the basin.
  • This plate is normally used to remove cold temperatures, and therefore to provide calories (typically heating to 45°C).
  • the geothermal type heat exchanger system preferably of a known type, comprises a pipe, or a plurality of pipes, in which circulates a heat transfer fluid, for example water, the pipe or pipes being located at a chosen depth below the ground surface, which liquid is cooled before being reintroduced in the heat exchanger itself, for the purpose of cooling the pool water in a controlled manner.
  • a heat transfer fluid for example water
  • the basin can be supplied with water, for example to compensate for a loss in volume due to evaporation.
  • the basin may be provided with a controllable water supply device, said water supply device being in fluid communication with a fresh water outlet pipe from a desalination device for water by evapo-concentration.
  • the desalination device by evapo-concentration has the advantage of fixing calcium and other insoluble salts on the polymer membranes contained therein.
  • the desalinated water that feeds the basin is substantially free, or totally free, of calcium salts or other insoluble salts, which are undesirable because they would precipitate in an alkaline medium and affect the growth of the plant or the bacteria rich in proteins, in particular microalgae or cyanobacteria, such as spirulina.
  • the basin enclosure can be supplied with carbon dioxide in the form of carbonate and nitrogen in the form of ammonia, which are brought into the atmosphere of the enclosure.
  • the carbon dioxide and nitrogen brought into the atmosphere of the enclosure may consist of gases which are produced during stages c1) and c2) of digestion of the material obtained in stage c) by the combination of larvae d insect and mycelium of edible wood-eating fungus.
  • calories from the bioclimatic greenhouse(s) constituting the system, when they are present, are supplied to the desalination device by evapo-concentration.
  • the present description also relates to a system for the treatment of animal products comprising a plurality of treatment units, which system is designed for the purpose of constituting a substantially self-sufficient system, that is to say of constituting a system which, after its start-up, requires reduced or absent external contributions in terms of energy and materials.
  • the implementation of the system according to the present description if the latter is carried out in an optimal manner, can even lead to a negative carbon balance. According to such a design, the implementation of the system for processing animal products according to the present description is respectful of the environment and is compatible with a search for sustainable development.
  • the system for processing animal products according to the present description can be installed in an environment having reduced resources, and very particularly resources.
  • the implementation of the treatment system generates a reduced quantity of waste which cannot be recovered. Also, the implementation of the treatment system according to the present description provides a variety of organic and mineral materials useful for human and animal food.
  • the present description relates to a system for the treatment of animal products, said system comprising:
  • an extruder device equipped with a controlled heating system, which can be in fluid communication with said reactor, the outlet of the extruder device being equipped with a liquid/solid separator,
  • a closed enclosure comprising a basin surmounted by a roof made of a material substantially transparent to light, said basin being able to be filled with water and intended for the cultivation of a plant or a bacterium, in particular a protein-rich plant or bacteria such as protein-rich microalgae or protein-rich cyanobacteria,
  • an evapo-concentration water desalination system comprising (i) a salt water supply pipe, a non-desalinated water discharge pipe and a desalinated water outlet pipe, being specified that :
  • said reactor is in fluid communication with the extruder device
  • said basin being provided with a controllable water supply device, said water supply device being in fluid communication with a salt water outlet pipe coming from the desalination system.
  • the reactor for the chemical and thermal treatment of animal products comprises a treatment enclosure and at least one means for supplying said reactor with an ammonia-based buffer and means for heating animal products in said reactor.
  • said reactor is an extruder comprising means for supplying animal products and means for supplying an ammonia-based buffer.
  • the heating means can be of any known type.
  • said reactor is equipped with a heating device by heat exchange, such as for example a plate exchanger device of a known type, in which a hot fluid circulates.
  • the hot fluid circulating in the heat exchanger device is hot water coming from a device for desalinating water by evapo-concentration.
  • the liquid/solid separator is equipped respectively with a solids outlet pipe and a liquid outlet pipe.
  • the liquid outlet pipe is in fluid communication with the basin included in the closed enclosure.
  • the liquid fraction leaving the reactor for example from the extruder, is used to supply the basin included in the closed enclosure.
  • the basin included in the closed enclosure is equipped with a thermoregulation device for heating and cooling the basin, which is detailed elsewhere in this description.
  • the desalination system includes a salt water outlet tubing and a desalinated water outlet tubing.
  • the desalinated water outlet pipe is in fluid communication with the basin included in said closed enclosure, for the purpose of supplying said basin with salt water.
  • the latter further comprises a bioclimatic greenhouse.
  • the bioclimatic greenhouse can be, in general, of a type known in the state of the art, except for the technical characteristics specified below, which make said bioclimatic greenhouse suitable for being integrated as an element of the system according to the this description.
  • said system further comprises a bioclimatic greenhouse device comprising:
  • - a closed enclosure comprising a floor and a roof, the floor being located below from ground level,
  • said roof being substantially transparent to light, on the wall of which are arranged a plurality of photovoltaic cells, preferably Graetzel cells,
  • a suitable substrate for the cultivation of plants being placed on the surface of said floor, said substrate being, at least in part, consisting of the solid fraction of the product of the treatment of animal waste in, successively, the reactor and then the extruder device.
  • FIG. 1 A general diagram of a processing system according to the present description is shown in Figure 1.
  • Figure 1 In the diagram of Figure 1 are shown three cartridges, respectively on the left part, on the central part and on the right part of the figure .
  • the box on the left 1 concerns the animal breeding farm unit 10 and shows the various animal products that are generated by the practice of breeding, coming from the breeding farm, either directly or after treatment with a processing unit 11, such as manure 12, animal offal 13, poultry feathers 14 and waste water 15.
  • a processing unit 11 such as manure 12, animal offal 13, poultry feathers 14 and waste water 15.
  • the central cartridge 2 schematically represents the three main processing units, respectively:
  • the unit 21 for the chemical and thermal treatment of the starting animal products which unit can, in certain embodiments of the system, comprise a unit for the treatment of the products, previously chemically and thermally treated, by digestion by a combination of larvae of Hermetia illucens and at least one edible wood-eating fungus,
  • the box on the right 3 schematically represents the different flows of materials that are generated by the implementation of the animal product processing system. These various materials can be used for human food, for animal food, in particular for the food of the animal breeding constituting the system, and for other aspects of the practice of animal husbandry, for example to constitute the bedding of the animals.
  • the breeding farm unit 10 On the left panel 1 are represented the different aspects related to the animal breeding unit.
  • the breeding farm unit 10 On the upper left part is shown the breeding farm unit 10.
  • the operation of the breeding farm unit generates waste produced by the animals, mainly products consisting of their droppings 12, combined with the mixture of materials composing their litter.
  • the breeding farm unit also generates carbon dioxide, which can be recovered and reintroduced (i) into the enclosure containing the basin 22 suitable for the cultivation of a protein-rich plant or bacterium and/ or (ii) in the bioclimatic greenhouse unit 23, in which the carbon dioxide can be absorbed by the plants grown in the greenhouse and thus contribute to the growth of these plants.
  • the processing and production unit 11 of animal products which are mainly intended for human consumption.
  • the implementation of the processing unit 11 generates a variety of animal products that are not used for human food, which includes (i) offal 13, (ii) waste water 15 which is generated by the different stages of treatment of dead animals in the processing unit and (iii) where applicable when the livestock are productive birds, in particular poultry such as geese, turkeys, ducks, hens and chickens, fowls, capons, quails, pheasants and pigeons, also the feathers 14 of these animals.
  • poultry such as geese, turkeys, ducks, hens and chickens
  • fowls capons
  • quails pheasants and pigeons
  • the chemical and heat treatment unit 21 is fed respectively by (i) the solid waste 12 generated by the operation of the livestock farm unit, (ii) solids made up of offal 13 resulting from the operation of the processing unit, (iii) where applicable, solids made up of the feathers 14 of farmed animals and (iv) liquids mainly consisting of waste water 15 generated by the operation of the processing unit 11.
  • these solid and liquid materials are thermally and chemically treated in steps a) and b) of the process according to this description.
  • material that has been chemically treated and thermally is then subjected to a step b1) of digestion by a combination of larvae of insect larvae and mycelium of edible wood-eating fungus.
  • the material obtained at the end of step b) of the method, if necessary at the end of step b1) of digestion is generated in the form of a material comprising a fraction solid 24 and a liquid fraction 25, which are separated in step d) of the process.
  • the solid fraction 24 is used to provide nutrients, useful for the growth of plants, to the bioclimatic greenhouse unit 23, represented at the top and to the right of the central box 2 of figure 1.
  • the liquid fraction 25 which is an alkaline liquid comprising mineral elements and organic elements, is used to provide nutrients useful for the growth of the plant or a protein-rich bacterium, for example a plant or a bacterium of the genus Arthrospira such as spirulina, to the closed enclosure unit comprising the basin 22 in which the protein-rich plant or bacteria grows.
  • the larvae resulting from the multiplication of insect larvae during the implementation of step b1) of the method, within the chemical and heat treatment unit 21, can be used as a source of proteins at the end of manufacturing feed compositions intended for (i) human food and/or (ii) animal feed, and preferably for feeding livestock within the farm unit d rearing the system according to the present description.
  • the bioclimatic greenhouse 23 is used for the cultivation of food crops, vegetables and/or fruits 31, intended mainly for human consumption. Where appropriate, certain parts of the plants, not used for human food, can be used (i) to feed animals on a livestock farm, or (ii) to provide a constituent material for animal bedding 32.
  • the operation of the basin unit 22 generates a plant or bacterial mass consisting of the plant or protein-rich bacteria 33 which has been collected, for example in real time at gradually of its growth, which vegetable or which protein-rich bacterium can be used as a constituent for human food or animal food, for example to feed the animals reared in the breeding farm unit 10 of the system according to this description.
  • the water contained in the pond 22, which has been filtered and purified by the protein-rich plant or bacteria can then be supplied (i) to the breeding farm unit 10 and/or (ii ) to the transformation unit 11, because it is useful for the proper functioning of each of these units of the system according to the present description.
  • the chemical and thermal treatment unit 21 can generate a lipid-rich fraction 34.
  • the chemical and heat treatment unit 21 can generate a solid fraction whose transformation can be continued by insect larvae 35, the resulting transformed material being able to be subsequently put into works in particular to feed animals within the breeding farm 10 (see box on the right 3).
  • unsalted water 38 in particular pure water, can be taken from the basin 22 for the purpose of supplying the processing unit 11.
  • insects 36 from insect larvae can be used as a protein supply, for example in an aquaculture unit 37.
  • said basin 22 is
  • - is a pool covered, preferably over its entire upper surface, by a cover element transparent to light equipped with a plurality of photovoltaic cells, said photovoltaic cells preferably being Graetzel cells, and/or
  • - is equipped with a device for mixing the water and recovering the spirulina, and/or
  • the enclosure thermoregulation device comprising a heat exchanger in fluid communication with the water desalination system.
  • said system further comprises an agroforestry arrangement comprising:
  • tunnel greenhouse or a plurality of tunnel greenhouses, arranged between two rows of trees
  • an irrigation system for the trees and where appropriate an irrigation system for the plants likely to be grown in the tunnel greenhouse(s), said irrigation system being in fluid communication with the water outlet desalinated from the water desalination system by evapo-condensation.
  • the present description also relates to a process for the decontamination of animal products with pathogenic agents, comprising the following steps: a) chemical treatment by bringing the collected waste into contact with an ammonia-based buffer at a pH of at least 8, and b) heat treatment of the material obtained in step a), by heating said material in a humid medium to a temperature of at least 70°C.
  • steps a) and b) More specific characteristics of the implementation of steps a) and b) are detailed elsewhere in the present description, in relation to the description of steps a) and b) of the process for the treatment of animal products.
  • Pathogens include pathogenic microorganisms, such as pathogenic bacteria and pathogenic viruses. Pathogens also include unconventional transmissible agents (UCTAs), such as viroids and pathogenic prion proteins.
  • UCTAs unconventional transmissible agents
  • the process for the decontamination of animal products with pathogenic agents also comprises a step c) of bringing the material obtained at the end of step b) into contact, where appropriate with the solid fraction of the material obtained at the end of step c) when said material comprises a solid fraction and a liquid fraction, with insect larvae, preferably insect larvae of the species Hermetia illucens.
  • step c) More specific characteristics of the implementation of step c) are detailed elsewhere in this description, in relation to the description of step c2) of the process for the treatment of animal products.
  • Example F the process for treating animal products according to the present description, due to the combination of (i) the basic pH provided by the ammonia-based buffer during the chemical treatment step and ( ii) the temperature applied during the heat treatment step, makes it possible to obtain organic materials which can subsequently be used in particular in agriculture, for example as fertilizers or as nutritional materials, which organic materials are free of pathogens, and in particular are free of pathogens known to be resistant to many heat and chemical treatments, such as pathogenic prion proteins.
  • pathogenic prion proteins in particular responsible for bovine spongiform encephalopathy, known as "mad cow disease", transmissible to humans and then responsible for the variant of Creutzfeldt- Jakob
  • pathogenic prion proteins in particular responsible for bovine spongiform encephalopathy, known as "mad cow disease”, transmissible to humans and then responsible for the variant of Creutzfeldt- Jakob
  • a prion-infected hamster brain homogenate at the terminal stage of the disease was used which was used to contaminate a piece of meat, in a weight ratio of 10% in weight of hamster brain homogenate and 90% by weight of initially uncontaminated meat, based on the total weight of the resulting animal product.
  • the 10%: 90% weight ratio was used for the purpose of not significantly changing the physico-chemical properties of the meat matrix while providing a maximum amount of infectious agent and, in the particular case with this 263K prion strain, the infectious titer was greater than 10 9 LD50/g of hamster brain, i.e. quantities of infectious agent contained in 1 gram of infected hamster brain capable of killing more than one billion animals with a probability of 50% (definition of lethal dose 50%).
  • This meat matrix contaminated with strain 263K was carefully homogenized to generate a series of samples of identical volume and weight.
  • the samples were then subjected or not to different decontamination treatments for the purpose of comparing the decontamination capacity of the different treatments applied and thus to judge their relative effectiveness between them and compared to serial dilutions of untreated infectious samples (to determine reduction of the infectious titer of the starting sample).
  • the final test consisted in inoculating the samples resulting from the various treatments applied intracerebrally to determine this famous 50% lethal dose and define the most effective decontamination treatments.
  • the positive controls consisted of:

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Housing For Livestock And Birds (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fodder In General (AREA)

Abstract

Il est décrit un procédé pour le traitement de produits animaux, en particulier de produits issus d'un élevage de volailles, comprenant les étapes suivantes : a) traitement chimique par mise en contact des déchets collectés avec un tampon à base d'ammoniaque à un pH d'au moins 8, b) traitement thermique du matériau obtenu à l'étape a), par chauffage en milieu humide du dit matériau à une température d'au moins 70°C, c) séparation des matières organiques et des matières minérales en présence d'eau du matériau obtenu à l'étape b) puis collection séparée (i) de la fraction liquide comprenant les matières minérales et (ii) de la fraction solide comprenant les matières organiques, et d) ajout de la fraction liquide obtenue à l'étape c (ii), comprenant les matières minérales, dans un bassin (22) empli d'eau maintenue de manière contrôlée à une température de consigne allant de 20°C à 42°C, de préférence de 28°C à 35°C dans lequel est cultivé un végétal ou une bactérie riche en protéines, en particulier des micro-algues ou des cyanobactéries, de préférence de la spiruline. Il est aussi décrit un système pour la mise en œuvre de ce procédé

Description

Description
Titre : PROCEDE ET SYSTEME POUR LE TRAITEMENT DE PRODUITS ANIMAUX
Domaine technique
La présente description a trait au domaine du traitement des produits animaux, en particulier des produits générés par la pratique de l’élevage d’animaux, notamment des volailles, selon des techniques permettant un respect de l’environnement, compatibles avec un développement durable.
Technique antérieure
Le développement des activités industrielles agroalimentaires à l’échelle industrielle a connu un essor considérable au cours des dernières années. En particulier, l’augmentation de la production de volaille, due à une demande croissante de viande de volaille et d'ovoproduits, entraîne des déchets résiduels qui soulève plusieurs difficultés. En effet, un des problèmes majeurs auquel est confronté le secteur de la volaille est l'accumulation à grande échelle de ces déchets et soulève ainsi des soucis d'élimination et de pollution (Bolan et al. World's Poultry Science Journal, 2010).
Les procédés actuels de traitement des déchets organiques générés, tels que les carcasses, les excréments, les plumes, la litière pour les volailles, sont des méthodes traditionnelles telles que l'enfouissement, l'incinération, l'équarrissage et le compostage. Ces méthodes engendrent des problèmes environnementaux, de biosécurité, sociaux et économiques (Baba et al. 2017 J Dairy VetAnim Res).
Par ailleurs, l’élevage de ces volailles génère une importante quantité d’ammonium et de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, qui est un sérieux problème pour la santé des animaux (irritation de la trachée, lésions oculaires, diminution de l'efficacité alimentaire et mortalité) et des employés présents (problèmes respiratoires) ainsi que pour l’environnement (Pereira et al. Environ Sci Pollut Res Int. 2019).
Il est donc urgent de développer des nouvelles technologies de traitement de ces déchets de gestion durable sur le plan environnemental et économique.
Une pluralité de procédés pour le recyclage des déchets générés par la pratique de l’élevage des animaux a été décrite dans l’art antérieur. Le document Baba et al. (Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci (2018)) propose l'utilisation de processus de fermentation pour le recyclage et la transformation des déchets. La fermentation lactique contribue à la décontamination des carcasses et permet l'utilisation ultérieure du produit final comme aliment fermenté, pour d'autres animaux.
Le document Brandelli et al. (Food Research International (2015)) propose l’utilisation d’enzymes afin de transformer les sous-produits de volaille en produits utiles. Néanmoins, ces solutions ne permettent pas de traiter efficacement et durablement tous les déchets engendrés par ces élevages à grande échelle.
La demande de brevet US 2017/0354906 décrit un système de bioréacteur destiné à traiter des déchets solides. La demande de brevet US 2016/0264484 décrit un système intégré de traitement de déchets animaux comprenant une unité de méthanisation de déchets animaux, laquelle génère un biogaz et un digestat brut. Le digestat brut est séparé en une fraction solide et une fraction liquide. Puis la fraction liquide est traitée dans des réacteurs contenant des microalgues ou des macrophytes, et la fraction solide est traitée par vermiculture. La demande PCT publiée sous le n° WO 2017/101654 décrit un système de traitement de lisier et d’eaux usées comprenant un dispositif de désalinisation et un bassin de culture de microalgues. La demande de brevet EP 3 181 524 décrit un système de traitement de matières premières, principalement des déchets d’animaux, par fermentation anaérobie dans un bioréacteur pressurisé.
Il existe donc un besoin de développer un procédé de transformation des déchets d’animaux plus respectueux de l’environnement, et d’une compatibilité accrue avec un objectif de développement durable, et qui soit le cas échéant d’un coût de revient modéré.
En particulier, il serait souhaitable de concevoir de nouveaux procédés permettant l’utilisation de déchets de matières organique et minérale afin d’obtenir des produits qui peuvent être recyclés, notamment sous la forme de produits pour l’alimentation humaine ou animale.
Le besoin pour des procédés de ce type, qui permettraient un faible apport d’énergie extérieure, voire qui disposeraient d’un bilan carbone neutre ou même négatif, est très important dans des régions qui sont structurellement peu adaptées à une exploitation agricole intensive notamment du fait de leur aridité, telles que certaines régions du Moyen- Orient et de l’Afrique. H existe un besoin de nouveaux procédés permettant la transformation en nourriture de déchets d’animaux dans un environnement hostile, en particulier aride.
Résumé de l’invention
La présente description concerne un procédé le traitement de produits animaux, en particulier de produits issus d’un élevage de volailles, comprenant les étapes suivantes : a) traitement chimique par mise en contact des déchets collectés avec un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 8, b) traitement thermique du matériau obtenu à l’étape a), par chauffage en milieu humide dudit matériau à une température d’au moins 70°C, c) séparation des matières organiques et des matières minérales en présence d’eau du matériau obtenu à l’étape b) puis collection séparée (i) de la fraction liquide comprenant les matières minérales et (ii) de la fraction solide comprenant les matières organiques, et d) ajout de la fraction liquide obtenue à l’étape c(ii), comprenant les matières minérales, dans un bassin empli d’eau maintenue de manière contrôlée à une température de consigne allant de 20°C à 42°C, de préférence allant de 28°C à 35°C, dans lequel est cultivé un végétal ou une bactérie riche en protéines, en particulier des micro-algues et des cyanobactéries, de préférence de la spiruline.
Dans certains modes de réalisation du procédé, le bassin mis en œuvre à l’étape d) :
- est contenu dans une enceinte sensiblement étanche aux fluides liquides et gazeux de l’environnement extérieur, ladite enceinte comportant un toit au moins partiellement transparent à la lumière du jour, ledit toit étant équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques, de préférence des cellules photovoltaïques de Graetzel, et/ou
- est équipé d’une dispositif de brassage de l’eau et de récupération du végétal ou de la bactérie riche en protéines,
- est alimenté en énergie lumineuse, et/ou
- est équipé d’un dispositif de thermorégulation de l’eau contenue dans le bassin.
Selon certains modes de réalisation du procédé, le dispositif de thermorégulation étant, pour le chauffage de l’eau contenue dans le bassin, en communication fluidique avec une tubulure de sortie de l’eau chaude provenant d’un appareil de désalinisation par évapo- concentration Selon certains modes de réalisation du procédé, le dispositif échangeur de chaleur, pour le refroidissement de l’eau, comprenant un dispositif échangeur géothermique.
Selon certains modes de réalisation du procédé, ledit bassin est muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau salée d’un dispositif de désalinisation de l’eau par évapo-concentration.
Selon certains modes de réalisation du procédé, l’étape c) étant suivie d’une étape cl) de digestion du matériau obtenu à l’étape c) par mise en contact dudit matériau avec (i) des larves d’insecte, de préférence de larves d’insectes de l’espèce Hermetia illucens et/ou (ii) un champignon lignivore comestible.
La présente description est également relative à un système pour le traitement des produits animaux, ledit système comprenant :
- un réacteur pour le traitement chimique et thermique desdits produits animaux,
- un dispositif extrudeur équipé d’un système contrôlé de chauffage, lequel peut être en communication fluidique avec ledit réacteur, la sortie du dispositif extrudeur étant équipée d’un séparateur liquide/solide,
- une enceinte fermée comprenant un bassin surmonté d’un toit constitué d’un matériau sensiblement transparent à la lumière, ledit bassin pouvant être empli d’eau et destiné à la culture d’un végétal ou d’une bactérie, en particulier d’un végétal ou une bactérie riche en protéines comme des micro-algues riches en protéines ou des cyanobactéries riches en protéines,
- un système de désalinisation de l’eau par évapo-concentration comprenant (i) une tubulure d’alimentation en eau salée, une tubulure d’évacuation de l’eau non désalinisée et une tubulure de sortie de l’eau désalinisée, étant spécifié que :
- optionnellement, ledit réacteur est en communication fluidique avec le dispositif extrudeur,
- ledit bassin étant muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau salée provenant du système de désalinisation.
Dans certains modes de réalisation, le système comprend de plus un dispositif de serre bioclimatique comprenant :
- une enceinte fermée comprenant un plancher et un toit, le plancher étant situé au-dessous du niveau du sol terrestre,
- ledit toit étant substantiellement transparent à la lumière, sur la paroi duquel sont disposées une pluralité de cellules photovoltaïques, de préférence des cellules de Graetzel,
- ladite enceinte étant munie d’un dispositif de déshumidification de l’atmosphère interne de l’enceinte,
- ladite enceinte étant thermorégulée,
- un substrat approprié pour la culture de végétaux étant disposé sur la surface dudit plancher, ledit substrat étant, au moins en partie, constitué de la fraction solide du produit du traitement de déchets animaux dans, successivement, le réacteur puis le dispositif extrudeur.
Dans certains modes de réalisation du système, le dispositif de thermorégulation de l’enceinte du dispositif de serre bioclimatique comprenant un échangeur de chaleur en communication fluidique avec le système de désalinisation de l’eau.
Dans certains modes de réalisation, le système comprend de plus un arrangement agroforestier comprenant :
- une surface plantée d’arbres générateurs d’ombre disposés en rangées espacées de manière appropriée pour disposer une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, entre deux rangées desdits arbres,
- une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, disposée(s) entre deux rangées d’arbres, et
- un système d’irrigation des arbres, et le cas échéant un système d’irrigation des plantes susceptibles d’être cultivées dans la ou les serre(s) tunnel, ledit système d’irrigation étant en communication fluidique avec la sortie d’eau désalinisée du système de désalinisation de l’eau par évapo-condensation.
Brève description des dessins
[Fig 1] représente un schéma général du système de traitement des produits animaux.
Description détaillée
La présente description est relative à un procédé et un système de traitement de produits animaux, en particulier de traitement de produits générés par la pratique de l’élevage de volailles, le procédé et le système étant conçus pour (i) engendrer une consommation réduite d’eau et d’énergie, (ii) permettre une utilisation optimale des matières organiques et minérales contenues dans ces produits animaux, dans l’objectif d’une pratique d’élevage animal compatible avec un développement durable, dans le respect de 1 ’ environnement.
Au sens de la présente description, un « produit animal » comprend, ou est constitué de, tout ou partie d’un cadavre animal ainsi que des matières sécrétées ou excrétées par un animal.
De préférence, le produit animal est un sous-produit animal.
Par « sous-produit animal », on entend un produit animal, propre ou impropre à la consommation humaine, mais non destiné à la consommation humaine, que ce soit en vertu du respect d’une législation ou pour des raisons commerciales. A titre d’exemple, un sous-produit animal au sens de la description comprend, ou consiste en, du muscle, des viscères, de la peau, des sabots, des cornes, des plumes, des os, des coquilles, des cretons, du sang, du lait, des ovules, des embryons, su sperme, de la biomasse, du lisier, des résidus de méthanisation ou encore des mélanges de ceux-ci.
Les animaux dont sont issus les produits ou sous-produits animaux, au sens de la description, peuvent être des animaux de rente, tels que les bovins, les ovins, les caprins, les porcins, les lapins et les lièvres, les oiseaux ou encore les poissons, ou d’autres animaux, tels que les chevaux, les animaux de compagnie, les arthropodes, notamment les insectes et les crustacés, les reptiles ou les mollusques. Les animaux englobent tout spécialement les oiseaux de rente, en particulier les volailles tels que les oies, les dindes, les canards, les poules et poulets, les pintades, les chapons, les cailles, les faisans et les pigeons.
Procédé selon la présente description
La présente description a trait à un procédé pour le traitement de produits animaux, en particulier de produits issus d’un élevage de volailles, comprenant les étapes suivantes : a) traitement chimique par mise en contact des déchets collectés avec un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 8, b) traitement thermique du matériau obtenu à l’étape a), par chauffage en milieu humide dudit matériau à une température d’au moins 70°C, c) séparation des matières organiques et des matières minérales en présence d’eau du matériau obtenu à l’étape b) puis collection séparée (i) de la fraction liquide comprenant les matières minérales et (ii) de la fraction solide comprenant les matières organiques, et d) ajout de la fraction liquide obtenue à l’étape c(ii), comprenant les matières minérales, dans un bassin empli d’eau maintenue de manière contrôlée à une température de consigne allant de 20°C à 42°C, de préférence de 28°C à 35°C, dans lequel est cultivé un végétal ou une bactérie riche en protéines, en particulier des micro-algues ou des cyanobactéries, de préférence de la spiruline.
Comme cela est montré dans l’exemple, le procédé selon la présente description permet une destruction des agents pathogènes susceptibles d’être contenus dans les produits animaux de départ. H est montré en particulier que ce procédé peut permettre la destruction totale des agents pathogènes contenus dans des produits animaux de départ très fortement contaminés. Ainsi, les résultats montrent que le procédé selon la présente description entraîne la destruction totale de prions pathogènes contenus dans les produits animaux de départ, y compris lorsque le niveau de contamination des produits animaux de départ est supérieur à 108 DL50/g.
De préférence, selon le procédé pour le traitement de produits animaux, les végétaux ou les bactéries consistent en des végétaux photosynthétiques ou en des bactéries photosynthétiques, d’un type connu.
Au sens de la présente description, les cyanobactéries englobent principalement, voire exclusivement, des cyanobactéries non toxiques pour l’homme et les animaux.
Dans certains modes de réalisation, le produit animal est broyé préalablement à mise en œuvre des étapes du procédé ci-dessus, aux fins d’obtenir un produit granulaire avec une taille de particules, ou granulométrie, moyenne, avantageusement d’au plus 20 mm, préférentiellement d’au plus 10 mm, et de manière tout à fait préférée d’au plus 5 mm.
Etape a) : traitement chimique
A l’étape a) du procédé, le produit animal est soumis à un traitement chimique avec un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 8.
De manière avantageuse, le produit animal se présente sous la forme de pièces de faible taille, de manière à optimiser son traitement au travers des différentes étapes du procédé. Typiquement, le produit animal à traiter se présente sous la forme de pièces dont la plus grande dimension varie de quelques millimètres à quelques centimètres.
De préférence, on utilise une solution aqueuse d’ammoniaque. La quantité de solution d’ammoniaque par rapport au poids de produit animal peut être déterminée de manière optimale par l’homme du métier, notamment en fonction de l’ordre de grandeur du contenu en eau du produit animal à traiter.
A titre illustratif, on peut utiliser 5 mL d’une solution aqueuse à 0,67 % w/w d’ammoniaque pour 15 grammes de produit animal à traiter.
Le traitement chimique avec une solution aqueuse d’ammoniaque réduit la perte en eau du produit animal au cours de l’étape suivante de traitement thermique.
Le traitement chimique permet de réduire substantiellement l’éventuelle contamination du produit animal par des agents pathogènes, en particulier par des virus, des bactéries et des champignons pathogènes.
Dans certains modes de réalisation, la solution aqueuse d’ammoniaque comprend également du citrate. Dans ces modes de réalisation, l’étape de traitement chimique permet une réduction accrue d’une éventuelle contamination par des agents pathogènes, y compris des agents pathogènes non conventionnels comme les protéines pathogènes de type prion.
Selon autre avantage, l’étape a) de traitement chimique évite le phénomène de rétractation du produit animal qui se produit lors d’un traitement thermique. Ainsi, grâce au traitement chimique réalisé à l’étape a), le produit animal ne se rétracte pas lorsqu’il est ensuite soumis à l’étape b) de traitement thermique qui est décrite plus loin.
Dans certains modes de réalisation, on utilise un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 9.
L’utilisation d’un tampon à base d’ammoniaque, au pH choisi, évite d’introduire du sodium dans le produit animal ainsi traité chimiquement, comme cela aurait été le cas si un tampon de carbonate de sodium et/ou de bicarbonate de sodium avait été utilisé pour le traitement chimique.
L’étape a) de traitement chimique peut par exemple être réalisée par simple mise en contact du produit animal avec la solution d’ammoniaque puis imprégnation du produit animal avec cette solution, par simple diffusion passive.
L’étape a) de traitement chimique peut aussi être réalisée par mise en contact du produit animal avec la solution d’ammoniaque puis malaxage du mélange liquide/solide aux fins de favoriser la diffusion rapide du liquide au cœur des morceaux du produit animal à traiter. De préférence, l’étape a) du procédé est réalisée à température ambiante, c’est-à dire à une température inférieure à 45°C, par exemple à une température allant de 15°C à 25°C.
Etape b) : traitement thermique
A l’étape b), le matériau issu du traitement chimique du produit animal, qui est obtenu à la fin de l’étape a), est soumis à un traitement thermique par chauffage en milieu humide, aussi appelé « chauffage humide ».
De manière générale, il est connu qu’un traitement d’un produit par de la chaleur humide permet un effet accru de stérilisation vis-à-vis d’une diversité de micro-organismes, par comparaison à un traitement thermique par chaleur sèche, à la même température.
De manière générale, pour l’étape de chauffage en milieu humide, l’humidité provient de l’eau contenue dans le produit animal, c’est-à-dire de l’eau qui était initialement contenue dans le produit animal avant l’étape a) de traitement chimique et l’eau provenant de la composition aqueuse d’ammoniaque qui a diffusé au cœur du produit animal lors de l’étape a) de traitement chimique.
De préférence, l’étape b) de traitement thermique est réalisée dans une atmosphère ayant un pourcentage d’humidité du matériau à traiter est d’au moins 80%
Par « pourcentage d’humidité », on entend la quantité d’eau contenue dans le matériau à traiter. Le pourcentage d’humidité du matériau à traiter est aisément déterminable par l’homme du métier, par exemple en utilisant la méthode classique comprenant (i) une étape de pesage du matériau à traiter, (ii) une étape d’évaporation par chauffage de l’eau contenue dans le matériau à traiter, par exemple dans une étuve à 100°C à pression atmosphérique, puis (iii) une étape de pesage du matériau après évaporation de l’eau.
L’étape b) de traitement thermique est de préférence réalisée à une température supérieure à 70°C.
Elle peut être inférieure à 100°C, par exemple allant de 70°C à 100°C, tel qu’à une température allant de 75 °C à 85 °C.
Comme cela est logique, la durée de l’étape b) peut varier de quelques minutes à quelques dizaines de minutes, selon notamment les conditions de température, et le cas échéant de pression, de l’étape de chauffage, ainsi que de la quantité de matériau à traiter. Par exemple, l’étape b) peut avoir une durée allant de 5 minutes à 60 minutes. A contrario, des temps plus courts de traitement seront compensés par des températures allant de 100°C à 118°C, de préférence de 110°C à 115°C.
Lors de l’étape b) de traitement thermique, l’ammoniaque contenu dans le matériau à traiter s’évapore sous la forme de gaz ammoniac, lequel est ensuite préférentiellement récupéré sous forme d’ammoniaque par mise en contact avec de l’eau, par exemple avec un rideau d’eau qui est interposé dans le courant gazeux. De préférence, on refroidit avec l’eau, ce qui permet à l’ammoniaque de resté piégé dans le courant d’eau.
La composition aqueuse d’ammoniaque qui est ainsi générée est avantageusement récupérée pour être utilisée lors d’une réitération de l’étape a) de traitement chimique pour un produit animal qui doit être ultérieurement traité par le procédé selon la présente description. L’ammoniaque qui est ainsi collectée par dissolution dans un courant d’eau froide, st ensuite recirculé vers le réacteur utilisé pour le traitement chimique.
La durée de l’étape b) peut être aisément adaptée par l’homme du métier, en faisant appel à des connaissances générales, notamment selon les valeurs de température, d’humidité, et les cas échéant de pression, qui ont été choisies.
Le fait que l’étape de traitement thermique est réalisée dans une atmosphère humide permet une réduction substantiellement plus grande d’agents pathogènes variés, y compris des agents pathogènes viraux, bactériens et fongiques. De plus, le demandeur a montré que cette étape de traitement thermique par « chauffage humide » réduit considérablement la présence d’agents pathogènes non conventionnels, telle que la présence de protéines pathogènes de type prion. La réduction de la présence des agents pathogènes, en particulier la réduction de présence des agents pathogènes transmissibles non conventionnels comme la protéine prion pathogène, est encore améliorée en présence de citrate, le mélange ammoniaque/citrate étant particulièrement efficace pour détruire les protéines pathogènes de type prion.
Ainsi, les conditions opératoires de température et d’humidité de l’étape b) de traitement thermique permettent l’obtention d’un matériau, traité chimiquement à l’étape a), puis traité thermiquement à l’étape b), qui est substantiellement exempt, ou même totalement exempt, d’agents pathogènes transmissibles. Ainsi, le matériau obtenu à la fin de l’étape b) comprend des éléments minéraux et des éléments organiques susceptibles d’être subséquemment utilisés, par exemple comme intrants utiles dans le domaine des pratiques agricoles. Etape c) : séparation des matières organiques et des matières minérales
A l’étape c), les matières organiques et les matières minérales contenues dans le matériau obtenu à la fin de l’étape b) sont séparées.
Plus précisément, le matériau obtenu à la fin de l’étape b) les matières organiques et les matières minérales sont collectées séparément, selon toute technique connue de l’homme du métier, par exemple au niveau de la grille de sortie d’un appareil extrudeur.
Dans certains modes de réalisation du procédé, la totalité des étapes a), b) et c) peuvent être réalisés dans un seul dispositif de traitement industriel. Par exemple, dans ces modes de réalisation, on peut utiliser un dispositif extrudeur, de préférence un extrudeur à vis, ce qui inclut un extrudeur bi-vis.
Dans les modes de réalisation où un dispositif extrudeur est utilisé pour réaliser successivement chacune des étapes a), b) et c) :
- pour l’étape a), les quantités appropriées de produit animal et de composition aqueuse d’ammoniaque sont introduites, ensemble ou séparément, au niveau des organes d’alimentation de l’extrudeur, puis le mélange liquide/solide obtenu est malaxé au sein de F extrudeur, par exemple simultanément à la progression de ce mélange le long d’une chambre de malaxage de l’extrudeur,
- pour l’étape b), le matériau traité chimiquement à l’étape a) est acheminé vers une chambre de chauffe équipant l’extrudeur, puis le matériau est chauffé simultanément à sa progression dans la chambre de chauffe de l’extrudeur, et
- pour l’étape c), le matériau traité chimiquement, puis thermiquement, est acheminé vers l’orifice de sortie de l’extrudeur où le liquide et le solide sont séparés, par exemple au niveau de la grille de sortie de l’extrudeur. Dans certains modes de réalisation de l’étape c), le matériau est refroidi puis est mis en contact avec une quantité d’eau appropriée avant pressage final au niveau de la grille de sortie du dispositif extrudeur.
Dans ces modes de réalisation, la durée de chacune des étapes a) et b) est aisément contrôlée, par exemple (i) selon la longueur de chacune des chambres de traitement chimique et de traitement thermique et (ii) selon la vitesse choisie pour la progression du matériau en cours de traitement dans chacune des chambres précitées.
Les matières organiques étaient contenues principalement dans la fraction solide du matériau obtenu à la fin de l’étape b) et sont donc retrouvées dans la fraction solide séparée en sortie de l’appareil extrudeur. Les matières minérales étaient contenues principalement dans la fraction liquide du matériau obtenu à la fin de l’étape b) et sont donc retrouvées dans la fraction liquide séparée en sortie de l’appareil extrudeur.
Du fait de leur caractère substantiellement stérile, ou même totalement stérile, et substantiellement exempt d’agents pathogènes transmissibles, ou même totalement exempt d’agents pathogènes transmissibles, chacune des (i) matière minérale liquide et (ii) matière organique solide obtenue de manière séparée à la fin de l’étape c), peut être ultérieurement utilisée comme matériau d’intrant, utile en agriculture.
Typiquement, la matière minérale liquide épandue dans les champs correspond à un engrais flash liquide lessivable par les pluies entraînant une pollution des nappes phréatiques et les phénomènes d’algues vertes par eutrophisation des cours d’eau. C’est justement ce phénomène d’algues vertes qui est détourné au profit du procédé selon la présente description et qui est maîtrisé du fait de la présence du bassin dans lequel est cultivé le végétal ou la bactérie riche en protéines, en particulier les micro-algues ou les cyanobactéries, et tout spécialement la spiruline.
Quant à la matière solide, en agriculture traditionnelle, cette dernière correspond à du fumier à épandre et non pas à de la nourriture pour animaux, ici des insectes au stade larvaire (après une prédigestion par le mycélium de champignons lignivores comestibles qui ici aussi, dans l’agriculture traditionnelle seraient utilisés très différemment, i.e. pour leurs fructifications et pas du tout pour leur mycélium.
Etapes cl) et c2) : pré-traitement des fractions liquide et solide
La fraction liquide et la fraction solide qui sont obtenues de manière séparée à la fin de l’étape c) sont, comme cela sera détaillé plus loin dans la présente description, utilisés pour leur apport respectif physico-chimique et nutritionnel. Toutefois, avant leur utilisation ultérieure, la fraction liquide et la fraction solide sont soumis chacun respectivement à un prétraitement, chacun de ces prétraitements étant détaillé ci-dessous.
Etape cl) : pré-traitement de la fraction liquide
A l’étape cl) la fraction liquide obtenue à la fin de l’étape c) est mise en contact avec un substrat ligneux colonisé par un champignon lignivore comestible, et plus précisément par un substrat ligneux colonisé par du mycélium d’un champignon lignivore comestible. Le substrat ligneux consiste avantageusement en de la sciure de bois, des copeaux de bois ou des granulés de bois.
Pour la mise en œuvre de l’étape cl) le matériau substrat, par exemple des copeaux ou des granulés de bois, est inoculé par un champignon lignivore comestible dans sa forme mycélium primaire qui peut être notamment choisi parmi Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius, pleurote de l’orme (Hypsiz.ygus ulinarius). ou encore Agaricus blasei et Agaricus breaziliensis . De préférence, il s’agit de Pleurotus ostreatus.
Durant la mise en contact avec le bois colonisé par du mycélium d’un champignon lignivore comestible, les métaux lourds et d’autres composés potentiellement toxiques susceptibles d’être contenus dans cette fraction liquide, sont fixés par ce substrat colonisé, ladite fraction liquide étant alors débarrassée de ces composés indésirables, s’ils sont présents.
La fraction liquide débarrassée de ces composés indésirables, peut ensuite être utilisée, à l’étape d) du procédé.
Etape c2) du procédé
La fraction solide obtenue à la fin de l’étape c) du procédé subit avantageusement elle-même également une étape de pré-traitement, laquelle accroit son aptitude à être ensuite utilisée comme intrant nutritif pour des larves d’insecte, aux fins de générer des produits à haute valeur ajoutée comme des protéines et de l’huile, les résidus résultant de la digestion pouvant ensuite être utilisés comme compost.
Ainsi, dans certains modes avantageux de réalisation du procédé, l’étape c) est suivie d’une étape c2) de digestion de la fraction solide obtenue à l’étape b) par mise en contact dudit matériau (i) avec au moins un champignon lignivore comestible., puis le cas échéant (ii) avec des larves d’insecte, de préférence des larves d’insecte de l’espèce Hermetia illucens, aussi appelée « mouche soldat ».
L’obtention de compost par digestion de déchets organiques par des larves d’insecte de l’espèce Hermetia illucens, est connue en elle-même et fait partie des connaissances générales de l’homme du métier.
Pour la digestion de la fraction solide obtenue à l’étape c) par un champignon lignivore comestible, en combinaison avec la digestion par des larves d’insecte, ledit matériau est inoculé par un champignon lignivore comestible dans sa forme mycélium primaire qui peut être notamment choisi parmi Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius, pleurote de l’orme (Hypsizygus ulmarius), ou encore Agaricus blasei et Agaricus breaziliensis . De préférence, il s’agit de Pleurotus ostreatus.
Selon un mode de réalisation et afin de faciliter le démarrage de la première fermentation, le champignon lignivore comestible est pré-cultivé sur un milieu de culture approprié avant d’être ensemencé sur ledit matériau. Les conditions de mise en œuvre de cette préculture sont connues de l’homme du métier. La préculture pourra par exemple être effectuée sur du blé, de la drèche issue de brasserie, du riz ou encore un mélange de riz, paille et/ou bois.
Dans certains modes de réalisation préférés de l’étape c2), le matériau obtenu à l’étape c) est inoculé avec entre 10% et 20% en poids sec, de préférence de l’ordre de 20% en poids sec de la préculture du champignon lignivore comestible et est ensuite maintenu à une température optimale de croissance pour le champignon lignivore comestible utilisé. Par exemple, la température de culture est comprise entre 15°C et 30°C, de préférence de l’ordre de 25°C.
A l’étape c2) une digestion par un champignon lignivore comestible est pratiquée lorsque le matériau à traiter est constitué de la litière d’animaux d’élevage comprenant des déjections animales.
A l’étape c2), on procède en premier lieu à l’inoculation du matériau à traiter avec le champignon lignivore comestible. L’étape de colonisation et de digestion du matériau par le champignon comestible lignivore est typiquement d’une durée d’environ 1 à 5 semaines. A cette étape, dans certains modes de réalisation on ajoute également du miscanthus au matériau à traiter.
La première étape est donc la colonisation complète par le mycélium du champignon lignivore (entre 1 et 5 semaines, préférentiellement 10 jours dans certaines conditions favorables suivie d’une inactivation thermique (typiquement à 70°C) la seconde étape est la mise en contact du substrat avec une quantité adaptée de jeunes larves d'Hermelia pour qu’après une semaine tout le substrat ait été composté par les larves qui seront arrivées à maturité afin d’être récoltées (croissance d’un facteur 500).
La champignon lignivore comestible digère les polymères biologiques en des motifs de taille plus réduite, tels qu’en des monomères, lesquels sont ensuite absorbés par le mycélium. Ils sont ici les principaux acteurs de la décomposition de la cellulose, de la lignine présentes dans les litières pour animaux, ou encore de la kératine constitutive des plumes des oiseaux, y compris des volailles comme les poules et les poulets. Les produits de la digestion par le champignon lignivore comestible sont comestibles par des humains et/ou des animaux.
L’étape de digestion par des larves d’insecte est pratiquée systématiquement, y compris lorsque le matériau à traiter contient de la viande animale, ou consiste en de la viande animale.
Les larves d’insectes et le champignon lignivore comestible peuvent être ensuite tués par traitement thermique.
La croissance du mycélium est arrêtée par traitement thermique modéré.
Les larves d’insecte qui se sont multipliées durant l’étape de digestion peuvent ultérieurement constituer une biomasse qui peut être transformée et contribuer à la fabrication d’une composition alimentaire destinée à nourrir les animaux.
Le compost résultant de la digestion du matériau obtenu à l’étape b) par la combinaison du mycélium de champignon lignivore comestible suivi des larves d’insecte peut être avantageusement utilisé comme fertilisant pour la culture de végétaux.
Il est possible de valoriser les substrats ainsi traités dans de nombreuses filières industrielles, sous réserve d’évolution de la réglementation dans certains pays, typiquement en Europe.
Etape d) : Utilisation de la fraction liquide minérale
La fraction liquide qui est obtenue de manière séparée à la fin de l’étape c), ou mieux à la fin de l’étape cl), contient principalement des matières minérales, auxquelles sont combinées des matières organiques solubles dans l’eau provenant également du matériau traité chimiquement puis thermiquement, tels que par exemple des acides aminés et des sucres. De plus, notamment du fait de la présence d’ammoniaque, cette fraction liquide est alcaline.
A l’étape d) cette fraction liquide est ajoutée dans un bassin dans laquelle est cultivé un végétal ou une bactérie riche en protéines, de préférence des microalgues ou des cyanobactéries riches en protéines.
Comme cela sera détaillé ci-après, le bassin mis en œuvre à l’étape d) du procédé - est contenu dans une enceinte sensiblement étanche aux fluides liquides et gazeux de l’environnement extérieur, ladite enceinte comportant un toit au moins partiellement transparent à la lumière du jour, ledit toit étant équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques, de préférence des cellules photovoltaïques de Graetzel, et/ou
- est équipé d’une dispositif de brassage de l’eau et de récupération du végétal ou de la bactérie riche en protéines,
- est alimenté en énergie lumineuse, et/ou
- est équipé d’un dispositif de thermorégulation de l’eau contenue dans le bassin.
Les différents nutriments principalement minéraux, mais aussi organiques, contenus dans la fraction liquide obtenue à la fin de l’étape c) constituent un apport nutritionnel contribuant à la croissance dudit végétal ou de ladite bactérie riche en protéines, et le cas échéant constituent le seul apport nutritionnel permettant la croissance dudit végétal ou de ladite bactérie riche en protéines. Par ailleurs, du fait de sa nature alcaline, l’ajout de cette fraction liquide permet d’alcaliniser le milieu aqueux dans lequel croît le végétal ou la bactérie riche en protéines, ce qui favorise sa croissance, en particulier lorsque ledit végétal ou ladite bactérie riche en protéine est une micro-algue, et tout spécialement une micro-algue du genre Arthrospira, telle que la spiruline. Dans le même temps, la contamination par des végétaux indésirables, telles que des cyanobactéries toxiques est évitée.
De préférence, les cyanobactéries riches en protéines qui sont cultivées dans ledit bassin sont du genre Arthrospira. On utilise de préférence des cyanobactéries des espèces choisies parmi Arthrospira platensis et Arthrospira maxima. Selon un choix préféré, le végétal ou la bactérie riche en protéines est une spiruline.
A l’étape d), le bassin qui est alimenté avec la fraction liquide obtenue à l’étape c) est thermorégulé, la température de l’eau contenue dans le bassin étant maintenue de manière contrôlée à une température de consigne appropriée.
On entend par « température de consigne appropriée », une température permettant les conditions optimales de croissance des micro-algues ou des cyanobactéries qui sont cultivées dans le bassin, cette température faisant partie des connaissances générales de l’homme du métier.
Pour rappel, la croissance des micro-algues et des cyanobactéries a lieu pendant les moments où celles-ci sont exposées à la lumière du jour. Pendant la période de temps où ces végétaux riches en protéines sont exposés à la lumière du jour, leur croissance est favorisée lorsque la température de l’eau varie de 25°C à 35°C, par exemple de 28°C à 35°C.
Dans tous les cas, la température de l’eau du bassin ne doit pas dépasser 43°C. En revanche, durant les périodes de temps où ces végétaux ou bactéries riches en protéines ne sont pas exposés à la lumière, une température plus basse du bassin peut être acceptée, dès lors que cette température plus basse n’affecte pas la survie du végétal ou de la bactérie riche en protéines, par exemple les cyanobactéries ou les microalgues considérées. Très préférentiellement, la température de l’eau du bassin doit être d’au moins 20°C.
Comme cela est détaillé ailleurs dans la présente description, le maintien de la température de l’eau du bassin à la température de consigne choisie peut être assuré par un apport contrôlé de calories ou de frigories, selon les besoins, lesquelles sont générées au sein d’un système, appelé ici système de traitement de produits animaux, dont ledit bassin est l’un des éléments constitutifs, ledit système étant conçu pour opérer un recyclage optimal des flux d’énergie et des éléments chimiques, de manière (i) à utiliser de manière optimale l’énergie et les éléments chimiques générés par la mise en œuvre du procédé dans ledit système et ainsi (ii) réduire drastiquement (ii-a) la nécessité d’énergie et d’intrants chimiques et (ii-b) la production de déchets qui ne peuvent pas être réutilisés.
Ainsi, dans certains modes de réalisation de l’étape d) du procédé, le bassin dans lequel est ajoutée la fraction liquide qui a été obtenue à la fin de l’étape c) comprend une pluralité de caractéristiques techniques contribuant à la conservation de l’énergie et des éléments organiques et minéraux, lesquels peuvent être utilisés par d’autres dispositifs constitutifs d’un système auquel appartient le bassin utilisé à l’étape d).
De préférence, le bassin est de forme circulaire ou ovoïde.
Dans certains modes de réalisation, le bassin est inclus dans une enceinte fermée substantiellement étanche aux échanges de fluides liquides et gazeux.
Ladite enceinte contenant le bassin comporte un toit. Ledit toit est constitué, de préférence sur la totalité de sa surface, d’un matériau de couverture substantiellement transparent à la lumière, ledit toit étant équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques, lesdites cellules photovoltaïques étant de préférence des cellules de Graetzel.
La présence du toit contribue à isoler le contenu aquatique et atmosphérique de l’enceinte dans laquelle est contenu le bassin de l’environnement extérieur et d’ainsi permettre le contrôle de manière choisie des échanges d’énergie, et de fluides gazeux, liquides ou solides entre l’enceinte fermée et l’environnement extérieur, et protège également des contaminations extérieures, par exemple par des algues, des bactéries ou des virus.
De manière préférée, le toit de l’enceinte contenant le bassin est constitué, au moins sur une partie de sa surface, le cas échéant sur la totalité de sa surface, d’un matériau au moins partiellement transparent à la lumière du jour. Il peut être un élément de couverture en verre, ou bien en un matériau polymère transparent à la lumière du jour, tel que des verres naturels ou des verres synthétiques, en particulier des verres en polymère, ou encore du plexiglass. De préférence, l’élément de couverture est réalisé dans un matériau présentant une transparence à la lumière du jour d’au moins 50 %, mieux d’au moins 80%, encore mieux d’au moins 90%, par rapport à la transparence d’un écran de verre d’au moins 6 mm d’épaisseur.
De manière préférée, le toit est équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques. Lesdites cellules photovoltaïques, lorsqu’elles sont exposées à la lumière du jour, génèrent une énergie électrique qui peut être utilisée extemporanément et/ou être stockée en vue de son utilisation ultérieure, par exemple pour actionner d’autres éléments ou dispositifs constitutifs du système de traitement des produits animaux, qui est décrit en détail plus loin dans la présente description.
Avec le système selon la présente description, le stockage, dans des batteries, de l’énergie électrique qui a été produite mais non consommée, n’est pas privilégié, en raison notamment du coût écologique et financier des dispositifs de stockage actuels de l’énergie électrique.
Avec le système selon la présente description, la puissance des éléments générateurs d’énergie électrique, tout spécialement des cellules photovoltaïques, sera déterminée pour être en adéquation avec la demande en énergie électrique de la totalité des autres éléments dudit système.
Toutefois, il peut néanmoins survenir qu’une petite partie de l’énergie électrique produite par le système selon la présente description ne soit pas utilisée. Dans ce cas, l’énergie électrique excédentaire peut-être temporairement distribuée selon un dispositif de type « smart grid », bien connu dans l’état de la technique.
Préférentiellement, on utilise des cellules photovoltaïques dont la présence n’altère pas substantiellement le passage de la lumière du jour à travers le toit transparent, ou partiellement transparent, et ne réduit donc pas substantiellement l’exposition à la lumière du jour du végétal ou de la bactérie riche en protéines cultivé dans l’eau du bassin. La réduction de la transmission de la lumière du jour provoquée par la présence des cellules photovoltaïques permet d’éviter que le végétal ou la bactérie riche en protéines ne soit exposé à une quantité de lumière trop importante qui est source de photo-inactivation, susceptible d’affecter sa survie dans le bassin.
On choisit de préférence des cellules photovoltaïques dites de Graetzel, bien connues de l’homme du métier. Comme cela est connu, dans les cellules photovoltaïques de Graetzel, l’absorption du photon et le transport des charges sont dissociées dans la cellule à colorant. Une cellule de Graetzel est constituée d’une cathode et d’une anode, en verre conducteur, sur laquelle se trouve une couche de dioxyde de titane (IiO2) qui est un semi- conducteur, sur la surface duquel est absorbé un sensibilisateur ou colorant, une solution aqueuse ayant fonction d’électrolyte étant enfermée entre les deux plaques délimitant la cellule photo voltaïque. Les cellules photovoltaïques de Graetzel présentent l’avantage de laisser passer au moins 50% de la lumière, raison pour laquelle ces cellules photovoltaïques sont parfois appelées « cellules transparentes ».
Le nombre de cellules photovoltaïques disposées sur la surface du toit de l’enceinte contenant le bassin peut être aisément déterminé par l’homme du métier, en fonction de la valeur de surface dudit toit et le cas échéant selon la quantité d’énergie électrique nécessitée pour le bon fonctionnement du système de traitement des produits animaux. Dans certains modes de réalisation du système, des cellules photovoltaïques sont disposées sur la totalité de la surface du toit.
Comme cela a déjà été mentionné précédemment, l’absorption d’une partie de la lumière du jour par l’interposition de celles-ci entre la lumière et le végétal ou la bactérie riche en protéines cultivé dans le bassin n’ entraine pas d’inconvénient. Au contraire, dans de nombreuses situations, une exposition plus modérée du végétal ou de la bactérie à la lumière solaire est favorable à la croissance de ce végétal ou de cette bactérie, par exemple est favorable à la croissance de certaines cyanobactéries ou micro-algues comme la spiruline.
Dans certains modes de réalisation, le bassin est équipé d’un dispositif de brassage de l’eau et de récupération du végétal ou de la bactérie riche en protéines, par exemple de la spiruline.
En particulier, dans les modes de réalisation dans lesquels le bassin est circulaire, ou le cas échéant de forme ovoïde, le dispositif de brassage de l’eau peut être un dispositif rotatif comprenant un arbre vertical définissant un axe de rotation, lequel est préférentiellement situé au centre du bassin, ledit dispositif comportant au moins un bras, perpendiculaire à l’axe de rotation et fixé sur l’arbre vertical, le mouvement du bras étant actionné par la rotation de l’arbre, ledit bras étant préférentiellement fixé sur l’arbre à une hauteur correspondant au niveau de l’interface eau/air de l’eau contenue dans ledit bassin. De cette manière le bras, lorsqu’il est en rotation, provoque, par sa surface immergée, des turbulences générant le brassage de l’eau du bassin, le cas échéant permettant de contribuer à l’oxygénation de l’eau du bassin. Par ailleurs, la portion de surface du bras rotatif qui est à l’interface eau/air permet, par raclage de la partie supérieure de l’eau du bassin, de récupérer régulièrement une partie de la masse du végétal ou de la bactérie riche en protéines en croissance dans ledit bassin, par exemple la spiruline.
Dans certains modes de réalisation, les bras collecteurs sont de forme incurvée, de manière à ce que les végétaux récoltés transitent, du fait du courant d’eau généré par la rotation des bras, de la périphérie du bras vers l’axe central où est localisé l’arbre central. Par ailleurs, l’arbre central comprend de préférence une vis sans fin (vis d’Archimède), vers le pas de laquelle sont dirigés les végétaux qui transitent de la périphérie vers l’axe du dispositif. Ainsi, après avoir transité horizontalement, les végétaux récoltés transitent verticalement le long de l’arbre central, puis sont récupérés à la sortie de la vis sans fin.
Dans certains modes de réalisation du système selon la présente description, en particulier dans les modes de réalisation dans lesquels un bassin de très grand diamètre, par exemple d’une diamètre de plus de 100 mètres, est utilisé, le dispositif de brassage et de récupération comporte une pluralité de bras fixé sur l’arbre central, l’axe horizontal d’un bras donné formant un angle déterminé avec l’axe horizontal du bras précédent ou suivant, la pluralité des bras couvrant collectivement la totalité de l’arbre central, soit 360 degrés. A titre illustratif, pour un mode de réalisation du dispositif de brassage pour lequel 10 bras horizontaux sont fixés sur l’arbre central, un bras donné est préférentiellement orienté selon un angle de 36 degrés, à la fois par rapport au bras précédent et par rapport au bras suivant.
Dans certains modes de réalisation, la hauteur d’eau dans le bassin est faible, de l’ordre de 20 cm à 50 cm, ce qui entraîne que l’exposition à la lumière du jour du végétal riche en protéines est suffisante pour permettre sa croissance.
Dans d’autres modes de réalisation du bassin, la hauteur d’eau est supérieure à 50 cm. Elle peut par exemple aller jusqu’à une hauteur d’eau de 3 mètres. Dans ces modes de réalisation, les conditions pour une bonne croissance du végétal ou de la bactérie riche en protéines ne sont pas réunies, du fait d’une exposition insuffisante de ce végétal ou de cette bactérie à la lumière du jour, dans la partie profonde du bassin.
Dans certains modes de réalisation du dispositif de brassage, la rotation de ce dernier est assurée par un moteur couplé à l’arbre central.
Dans d’autres modes de réalisation du dispositif de brassage, en particulier dans les modes de réalisation dans lesquels le dispositif de brassage est dimensionné pour équiper un bassin de grand diamètre, par exemple un bassin d’un diamètre de 100 mètres ou plus, on privilégiera un moyen de rotation sous la forme d’une pluralité de moteurs équipant l’extrémité d’une pluralité de bras constitutifs du dispositif de brassage, donc localisés à la périphérie du bassin.
Dans certains modes de réalisation, le bassin peut disposer d’une hauteur d’eau qui n’est pas compatible avec une pousse du végétal ou de la bactérie riche en protéines, sur toute la hauteur d’eau du bassin, par exemple parce qu’une profondeur excessive ne permet pas une exposition suffisant du végétal ou de la bactérie riche en protéines à la lumière du jour. Dans ces modes de réalisation du bassin, l’insuffisance d’accès du végétal ou de la bactérie à la lumière du jour est compensée par la présence sur les parois de la partie immergée du bassin et/ou sur les parois du ou des bras rotatifs, d’une pluralité de sources électroluminescentes, par exemple des LEDs, aptes à apporter une énergie lumineuse au végétal ou à la bactérie riche en protéines, suffisante pour sa croissance.
Dans ces modes de réalisation, le dispositif de brassage et de récupération peut être équipé d’une pluralité de bras perpendiculaires à l’axe de rotation de l’arbre sur lequel ils sont fixés, dont un premier bras de brassage et de récupération, perpendiculaire à l’axe de rotation, fixé sur l’arbre à une hauteur située au niveau de l’interface eau/air, et au moins un autre bras perpendiculaire à l’axe de rotation fixé sur l’arbre à une hauteur telle que ledit ou lesdits bras sont totalement immergés dans l’eau du bassin et sont équipés chacun d’une pluralité de sources électroluminescentes aptes à émettre de la lumière à au moins une longueur d’onde favorisant la croissance du végétal ou de la bactérie riche en protéines, par exemple dans le proche ultra- violet.
Selon d’autres modes de réalisation, le bassin dans lequel est ajoutée la fraction liquide, à l’étape d) du procédé, ledit bassin est thermorégulé. Selon ces autres modes de réalisation, le bassin est équipé d’un dispositif de thermorégulation pour le chauffage ou le refroidissement de l’eau du bassin. Le dispositif est régulé par un système de contrôle/commande permettant le maintien de la température de l’eau contenue dans le bassin à la température de consigne choisie.
De manière générale, dans un système selon la présente description, l’eau contenue dans le bassin constitue une masse fournissant une inertie thermique, laquelle masse d’inertie thermique peut contribuer à contrebalancer la production de chaleur par d’autres modules du système, lorsqu’ils sont présents, comme une serre bioclimatique, ou une pluralité de serres bioclimatiques.
Pour le chauffage de l’eau du bassin, le dispositif de thermorégulation comprend de préférence un système échangeur de chaleur qui est en communication fluidique avec la tubulure de sortie d’eau chaude d’un appareil de désalinisation de l’eau par évapo- concentration. De la chaleur peut être également fournie au bassin par les calories susceptibles d’être apportées par la ou les serre(s) bioclimatique(s) constitutive(s) du système selon la présente description. Les dispositifs de désalinisation de l’eau par évapo- concentration sont bien connus dans l’état de la technique. Ce type de dispositif est par exemple décrit dans le certificat d’addition à un brevet d’invention n° 95.887 déposé le 8 novembre 1968 au nom du Commissariat à F Energie Atomique et délivré le 4 octobre 1971
Pour le refroidissement de l’eau du bassin en été, le dispositif de thermorégulation comprend un système échangeur de chaleur de type géothermique.
Dans certains modes de réalisation, le fond du bassin est équipé d’une plaque métallique qui va réaliser un important échange thermique avec l’eau du bassin, afin de refroidir l’eau du bassin.
Cette plaque sert normalement à retirer des frigories, et donc à apporter des calories (typiquement chauffage à 45 °C).
Cela permet de repartir avec un fluide caloriporteur refroidi.
Si la température du bassin a trop tendance à monter, il est intéressant d’avoir la possibilité d’inverser le système et d’utiliser la plaque du fond pour retirer des calories du bassin en les transmettant dans le sous-sol terrestre.
Le système échangeur de chaleur de type géothermique, préférentiellement d’un type connu, comprend une tubulure, ou une pluralité de tubulures, dans laquelle circule un fluide caloriporteur, par exemple de l’eau, la ou les tubulures étant localisées à une profondeur choisie sous la surface du sol, lequel liquide est refroidi avant d’être réintroduit dans l’échangeur de chaleur proprement dit, aux fins de refroidir de manière contrôlée l’eau du bassin.
Selon encore d’autres modes de réalisation, le bassin peut être alimenté en eau, par exemple pour compenser une perte en volume du fait d’une évaporation.
Selon ces autres modes de réalisation, le bassin peut être muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau douce d’un dispositif de désalinisation de l’eau par évapo-concentration.
Le dispositif de désalinisation par évapo-concentration présente l’avantage de fixer le calcium et d’autres sels insolubles sur les membranes polymères contenues dans celui-ci. Ainsi, l’eau désalinisée qui alimente le bassin est sensiblement exempte, ou totalement exempte, de sels de calcium ou d’autres sels insolubles, qui sont indésirables car ils précipiteraient en milieu alcalin et affecteraient la croissance du végétal ou de la bactérie riche en protéines, en particulier les microalgues ou les cyanobactéries, telles que la spiruline.
Selon encore d’autres modes de réalisation, l’enceinte du bassin peut être alimenté en dioxyde de carbone sous forme de carbonate et en azote sous forme d’ammoniaque, lesquels sont apportés dans l’atmosphère de l’enceinte. Le dioxyde de carbone et l’azote apportés dans l’atmosphère de l’enceinte peuvent consister en des gaz qui sont produits lors des étapes cl) et c2) de digestion du matériau obtenu à l’étape c) par la combinaison de larves d’insecte et le mycélium de champignon lignivore comestible.
Selon encore d’autres modes de réalisation avantageux, des calories provenant de la ou des serre(s) bioclimatiques constitutives du système, lorsqu’elles sont présentes, sont apportées au dispositif de désalinisation par évapo-concentration.
Système selon la présente description
La présente description est aussi relative à un système pour le traitement des produits animaux comprenant une pluralité d’unités de traitement, lequel système est conçu aux fins de constituer un système substantiellement auto- suffisant, c’est-à-dire de constituer un système qui, après sa mise en route, nécessite des apports extérieurs réduits ou absents en énergie et en matières. La mise en œuvre du système selon la présente description, si celle- ci est conduite de manière optimale, peut même conduire à un bilan carbone négatif. Selon une telle conception, la mise en œuvre du système de traitement des produits animaux selon la présente description est respectueuse de l’environnement et est compatible avec une recherche de développement durable. De plus, du fait des apports extérieurs réduits en énergie et en matières qui sont nécessaires pour sa mise en œuvre, le système de traitement des produits animaux selon la présente description peut être installé dans un environnement disposant de ressources réduites, et tout particulièrement de ressources hydriques réduites. Également, du fait de la possibilité de mettre en œuvre une réutilisation optimale des différentes matières produites, la mise en œuvre du système de traitement génère une quantité réduite de déchets qui ne peuvent être valorisés. Aussi, la mise en œuvre du système de traitement selon la présente description fournit une variété de matières organiques et minérales utiles pour l’alimentation humaine et animale.
La présente description est relative à un système pour le traitement des produits animaux, ledit système comprenant :
- un réacteur pour le traitement chimique et thermique desdits produits animaux,
- un dispositif extrudeur équipé d’un système contrôlé de chauffage, lequel peut être en communication fluidique avec ledit réacteur, la sortie du dispositif extrudeur étant équipée d’un séparateur liquide/solide,
- une enceinte fermée comprenant un bassin surmonté d’un toit constitué d’un matériau sensiblement transparent à la lumière, ledit bassin pouvant être empli d’eau et destiné à la culture d’un végétal ou d’une bactérie, en particulier d’un végétal ou d’une bactérie riche en protéines comme des micro-algues riches en protéines ou des cyanobactéries riches en protéines,
- un système de désalinisation de l’eau par évapo-concentration comprenant (i) une tubulure d’alimentation en eau salée, une tubulure d’évacuation de l’eau non désalinisée et une tubulure de sortie de l’eau désalinisée, étant spécifié que :
- optionnellement, ledit réacteur est en communication fluidique avec le dispositif extrudeur,
- ledit bassin étant muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau salée provenant du système de désalinisation.
Le réacteur pour le traitement chimique et thermique des produits animaux comprend une enceinte de traitement et au moins un moyen pour alimenter ledit réacteur avec un tampon à base d’ammoniaque et un moyen pour le chauffage des produits animaux dans ledit réacteur. Dans certains modes de réalisation, ledit réacteur est un extrudeur comprenant un moyen d’alimentation en produits animaux et un moyen d’alimentation en tampon à base d’ammoniaque.
Le moyen de chauffage peut être de tout type connu. Dans certains modes de réalisation ledit réacteur est équipé d’un dispositif de chauffage par échange de chaleur, comme par exemple un dispositif échangeur à plaques d’un type connu, dans lequel circule un fluide chaud. Dans certains modes de réalisation, le fluide chaud circulant dans le dispositif échangeur de chaleur est de l’eau chaude provenant d’un dispositif de désalinisation de l’eau par évapo-concentration.
Le séparateur liquide/solide est équipé respectivement d’une tubulure de sortie des solides et d’une tubulure de sortie du liquide.
Dans certains modes de réalisation, la tubulure de sortie du liquide est en communication fluidique avec le bassin compris dans l’enceinte fermée. Ainsi, la fraction liquide en sortie du réacteur, par exemple de F extrudeur, est utilisée pour alimenter le bassin compris dans l’enceinte fermée.
Dans certains modes de réalisation, le bassin compris dans l’enceint fermée est équipé d’un dispositif de thermorégulation pour le chauffage et le refroidissement du bassin, lequel est détaillé ailleurs dans la présente description.
Dans certains modes de réalisation, le système de désalinisation comprend une tubulure de sortie de l’eau salée et une tubulure de sortie de l’eau désalinisée.
Dans certains modes de réalisation, la tubulure de sortie de l’eau désalinisée est en communication fluidique avec le bassin compris dans ladite enceinte fermée, aux fins d’alimenter ledit bassin en eau salée.
Dans certains modes de réalisation du système, celui-ci comprend de plus une serre bioclimatique. La serre bioclimatique peut être, dans sa généralité, d’un type connu dans l’état de la technique, excepté pour la ou les caractéristiques techniques spécifiées ci- dessous, qui rendent aptes ladite serre bioclimatique à être intégré comme élément du système selon la présente description.
Dans certains modes de réalisation, ledit système comprend de plus un dispositif de serre bioclimatique comprenant :
- une enceinte fermée comprenant un plancher et un toit, le plancher étant situé au-dessous du niveau du sol terrestre,
- ledit toit étant substantiellement transparent à la lumière, sur la paroi duquel sont disposées une pluralité de cellules photovoltaïques, de préférence des cellules de Graetzel,
- ladite enceinte étant munie d’un dispositif de déshumidification de l’atmosphère interne de l’enceinte,
- ladite enceinte étant thermorégulée,
- un substrat approprié pour la culture de végétaux étant disposé sur la surface dudit plancher, ledit substrat étant, au moins en partie, constitué de la fraction solide du produit du traitement de déchets animaux dans, successivement, le réacteur puis le dispositif extrudeur.
Un schéma général d’un système de traitement selon la présente description est représenté à la Figure 1. Sur le schéma de la Figure 1 sont représentés trois cartouches, respectivement sur la partie gauche, sur la partie centrale et sur la partie droite de la figure.
Le cartouche à gauche 1 concerne l’unité de ferme d’élevage d’animaux 10 et figure les différents produits animaux qui sont générés par la pratique de l’élevage, provenant de la ferme d’élevage, soit directement, soit après traitement par une unité de transformation 11, tels que le fumier 12, les abats d’animaux 13, les plumes de volailles 14 et l’eau usée 15.
Le cartouche central 2 représente schématiquement les trois unités principales de traitement, respectivement :
- l’unité de traitement chimique et thermique 21 des produits animaux de départ, laquelle unité peut, dans certains modes de réalisation du système, comprendre une unité de traitement des produits, préalablement traités chimiquement et thermiquement, par digestion par une combinaison de larves de Hermetia illucens et d’au moins un champignon lignivore comestible,
- l’enceinte fermée dans laquelle est disposé un bassin 22 apte à permettre la croissance d’un végétal ou d’une bactérie riche en protéines,
- la serre bioclimatique 23.
Le cartouche de droite 3 représente schématiquement les différents flux de matières qui sont générés par la mise en œuvre du système de traitement des produits animaux. Ces différentes matières peuvent être utilisées pour l’alimentation humaine, pour l’alimentation animale, notamment pour l’alimentation de l’élevage animal constitutif du système, et pour d’autres aspect de la pratique de l’élevage animal, par exemple pour constituer la litière des animaux.
Sur le cartouche de gauche 1 sont représentés les différents aspects liés à l’unité d’élevage des animaux. Sur la partie supérieure gauche est figurée l’unité de ferme d’élevage 10. Le fonctionnement de l’unité de ferme d’élevage génère des déchets produits par les animaux, principalement des produits constitués de leurs déjections 12, combinés au mélange de matériaux composant leur litière. L’unité de ferme d’élevage génère aussi du dioxyde de carbone, lequel peut être récupéré et réintroduit (i) dans l’enceinte contenant le bassin 22 adapté à la culture d’un végétal ou d’une bactérie riche en protéines et/ou (ii) dans l’unité de serre bioclimatique 23, dans lequel le dioxyde de carbone pourra être absorbé par les plantes cultivées dans la serre et ainsi contribuer à la croissance de ces plantes.
Sur la partie inférieure du cartouche de gauche 1 est figurée l’unité de transformation et de production 11 des produits animaux, lesquels sont principalement destinés à l’alimentation humaine. La mise en œuvre de l’unité de transformation 11 génère une variété de produits animaux qui ne sont pas utilisés pour l’alimentation humaine, ce qui inclut (i) les abats 13, (ii) l’eau usée 15 qui est générée par les différentes étapes de traitement des animaux morts dans l’unité de transformation et (iii) le cas échéant lorsque les animaux d’élevage sont des oiseaux de rente, en particulier les volailles tels que les oies, les dindes, les canards, les poules et poulets, les pintades, les chapons, les cailles, les faisans et les pigeons, également les plumes 14 de ces animaux.
On rappelle que sur le cartouche central 2 sont représentés schématiquement (i) l’unité de traitement chimique et thermique 21, (ii) l’enceinte fermée comprenant le bassin 22 apte à la culture d’un végétal ou d’une bactérie riche en protéines et (iii) la serre bioclimatique 23. Sur la partie gauche du cartouche central 2, il est montré que l’unité de traitement chimique et thermique 21 est alimentée respectivement par (i) les déchets solides 12 générés par le fonctionnement de l’unité de ferme d’élevage, (ii) les solides constitués par les abats 13 provenant du fonctionnement de l’unité de transformation, (iii) le cas échéant les solides constitués par le plumes 14 des animaux d’élevage et (iv) les liquides principalement constitués des eaux usés 15 générées par le fonctionnement de l’unité de transformation 11. Comme cela a été décrit ailleurs dans la présente description, ces matières solides et liquides sont traités thermiquement et chimiquement aux étapes a) et b) du procédé selon la présente description. Le cas échéant, le matériau qui a été traité chimiquement et thermiquement est ensuite soumis à une étape bl) de digestion par une combinaison de larves de larves d’insecte et de mycélium de champignon lignivore comestible. Comme cela a été décrit plus haut, le matériau obtenu à la fin de l’étape b) du procédé, le cas échéant à la fin de l’étape bl) de digestion, est généré sous la forme d’un matériau comprenant une fraction solide 24 et une fraction liquide 25, lesquelles sont séparées à l’étape d) du procédé.
La fraction solide 24 est utilisée pour apporter des éléments nutritifs, utiles pour la croissance des plantes, à l’unité de serre bioclimatique 23, représentée en haut et à droite du cartouche central 2 de la figure 1.
La fraction liquide 25 , qui est un liquide alcalin comprenant des éléments minéraux et des éléments organiques, est utilisée pour apporter des éléments nutritifs, utiles pour la croissance du végétal ou une bactérie riche en protéines, par exemple un végétal ou une bactérie du genre Arthrospira telle que la spiruline, à l’unité d’enceinte fermée comprenant le bassin 22 dans lequel croît le végétal ou la bactérie riche en protéines.
Par ailleurs, les larves issues de la multiplication des larves d’insecte lors de la mise en œuvre de l’étape bl) du procédé, au sein de l’unité de traitement chimique et thermique 21, peuvent être utilisées comme source de protéines aux fin de fabriquer des compositions alimentaires à destination (i) de l’alimentation humaine et/ou (ii) de l’alimentation animale, et de manière préférée pour l’alimentation des animaux d’élevage au sein de l’unité de ferme d’élevage du système selon la présente description.
Sur le cartouche de droite 3 de la figure 1 sont représentés schématiquement les différents produits qui sont générés par chacune des unités (i) de traitement chimique et thermique, (ii) la serre bioclimatique et (iii) l’unité d’enceinte fermée comprenant le bassin dans lequel croît le végétal ou la bactérie riche en protéines.
Comme on le voit sur le cartouche central 2 la figure 1, la serre bioclimatique 23 est utilisée pour la culture végétale vivrière, de légumes et/ou de fruits 31, à destination principalement de l’alimentation humaine. Le cas échéant certaines parties des végétaux, non utilisées pour l’alimentation humaine, peuvent être utilisées (i) pour nourrir les animaux dans une ferme d’élevage, ou encore (ii) pour fournir un matériau constitutif de la litière des animaux 32.
Comme on le voit également sur le schéma de la figure 1, le fonctionnement de l’unité de bassin 22 génère une masse végétale ou bactérienne constituée du végétal ou de la bactérie riche en protéines 33 qui a été collecté, par exemple en temps réel au fur et à mesure de sa croissance, lequel végétal ou laquelle bactérie riche en protéines peut être utilisé comme constituant pour l’alimentation 31 humaine ou l’alimentation 31 animale, par exemple pour nourrir les animaux élevés dans l’unité de ferme d’élevage 10 du système selon la présente description. De plus, l’eau contenue dans le bassin 22, qui a été filtrée et purifiée par le végétal ou la bactérie riche en protéines peut être ensuite être apportée (i) à l’unité de ferme d’élevage 10 et/ou (ii) à l’unité de transformation 11, car elle est utile au bon fonctionnement de chacune de ces unités du système selon la présente description.
Comme on le voit également sur le schéma de la Figure 1, l’unité de traitement chimique et thermique 21 peut générer une fraction riche en lipides 34.
Comme on le voit aussi sur le schéma de la Figure 1, l’unité de traitement chimique et thermique 21 peut générer une fraction solide dont la transformation peut être poursuivie par des larves d’insectes 35, le matériau transformé résultant pouvant être ultérieurement mis en œuvre notamment pour alimenter des animaux au sein de la ferme d’élevage 10 (voir cartouche de droite 3).
Comme montré également sur le schéma de la Figure 1, de l’eau non salée 38, notamment de l’eau pure, peut être prélevée à partir du bassin 22 aux fins d’alimenter l’unité de transformation 11.
Par ailleurs, les insectes 36 issus des larves d’insectes peuvent être utilisés comme apport protéique, par exemple dans une unité d’aquaculture 37.
Dans certains modes de réalisation du système, ledit bassin 22 :
- est un bassin couvert, de préférence sur la totalité de sa surface supérieure, par un élément de couverture transparent à la lumière équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques, lesdites cellules photovoltaïques étant de préférence des cellules de Graetzel, et/ou
- est équipé d’un dispositif de brassage de l’eau et de récupération de la spiruline, et/ou
- étant alimenté en énergie lumineuse, (i) d’une part, par la lumière naturelle transmise par l’élément de couverture et (ii) d’autre part, par de la lumière émise par une pluralité de sources électroluminescentes disposées sur les parois du bassin et/ou sur les parois du dispositif de brassage de l’eau et de récupération de la spiruline, et/ou
- est équipé d’un dispositif échangeur de chaleur pour le chauffage et/ou le refroidissement de l’eau ledit dispositif étant régulé par un système de contrôle/commande pour le maintien de la température de l’eau contenue dans ledit bassin à la température de consigne. Dans certains modes de réalisation dudit système, le dispositif de thermorégulation de l’enceinte comprenant un échangeur de chaleur en communication fluidique avec le système de désalinisation de l’eau.
Dans certains modes de réalisation, ledit système comprend de plus un arrangement agroforestier comprenant :
- une surface plantée d’arbres générateurs d’ombre disposés en rangées espacées de manière appropriée pour disposer une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, entre deux rangées desdits arbres,
- une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, disposée(s) entre deux rangées d’arbres, et
- un système d’irrigation des arbres, et le cas échéant un système d’irrigation des plantes susceptibles d’être cultivées dans la ou les serre(s) tunnel, ledit système d’irrigation étant en communication fluidique avec la sortie d’eau désalinisée du système de désalinisation de l’eau par évapo-condensation.
La présente description a aussi pour objet un procédé pour la décontamination de produits animaux en agents pathogènes, comprenant les étapes suivantes : a) traitement chimique par mise en contact des déchets collectés avec un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 8, et b) traitement thermique du matériau obtenu à l’étape a), par chauffage en milieu humide dudit matériau à une température d’au moins 70°C.
Des caractéristiques plus spécifiques de mise en œuvre des étapes a) et b) sont détaillées ailleurs dans la présente description, en relation avec la description des étapes a) et b) du procédé pour le traitement de produits animaux.
Les agents pathogènes englobent les microorganismes pathogènes, tels que les bactéries pathogènes et les virus pathogènes. Les agents pathogènes englobent aussi les agents transmissibles non conventionnels (ATNC), tels que les viroïdes et les protéines prion pathogènes.
Dans certains modes de réalisation, le procédé pour la décontamination de produits animaux en agents pathogènes comprend de plus une étape c) de mise en contact du matériau obtenu à la fin de l’étape b), le cas échéant de la fraction solide du matériau obtenu à la fin de l’étape c) lorsque ledit matériau comprend une fraction solide et une fraction liquide, avec des larves d’insecte, de préférence de larves d’insectes de l’espèce Hermetia illucens.
Des caractéristiques plus spécifiques de mise en œuvre de l’étape c) sont détaillées ailleurs dans la présente description, en relation avec la description de l’étape c2) du procédé pour le traitement de produits animaux.
Exemple : Effet de décontamination des pathogènes du procédé
Comme cela est illustré dans F Exemple, le procédé de traitement des produits animaux selon la présente description, du fait de la combinaison (i) du pH basique apporté par le tampon à base d’ammoniaque lors de l’étape de traitement chimique et (ii) de la température appliquée lors de l’étape de traitement thermique, permet l’obtention de matières organiques qui peuvent être subséquemment utilisées notamment dans l’agriculture, par exemple comme fertilisants ou comme matières nutritionnelles, lesquelles matières organiques sont exemptes d’agents pathogènes, et en particulier sont exemptes d’agents pathogènes connus pour résister à de nombreux traitements thermiques et chimiques, comme les protéines prion pathogènes.
Pour rappel, c’est l’extraordinaire résistance des protéines prions pathogènes (notamment responsables de l’encéphalopathie spongiforme bovine, dite « maladie de la vache folle », transmissible à l’homme et responsables alors de la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob) qui a conduit les unités hospitalières à modifier les pratiques de stérilisation par autoclavage, pour passer d’une température 121 °C comme antérieurement, à une température de 134°C pendant 18 minutes. C’est cette résistance des protéines prion pathogènes qui explique que les traitements antérieurs des farines animales, qui détruisaient tous les autres pathogènes, étaient inefficaces pour empêcher la transmission des protéines prions pathogènes à l’origine des crises dites de « la vache folle ».
La capacité du procédé de traitement de produits animaux selon la présente description à décontaminer lesdits produits animaux en agents pathogènes, notamment du fait de la mise en œuvre des étapes a) et b) de ce procédé, et dans certains cas également du fait de la mise en œuvre de l’étape c2) par mise en contact avec des larves d’insectes de l’espèce Hermetia illucens, a été testée dans le modèle conventionnel utilisé pour les études de décontamination prion, à savoir par l’utilisation de la souche 263K chez le hamster. Le principe de ce test a été de comparer un échantillon représentatif de produits animaux contaminés par une protéines prion pathogène. Comme échantillon représentatif de produits animaux contaminés par une protéines prion pathogène, on a utilisé un homogénat de cerveau de hamster infecté par le prion au stade terminal de la maladie qui a été utilisé pour contaminer une pièce de viande, dans un rapport pondéral 10% en poids d’homogénat de cerveau de hamster et 90% en poids de viande non initialement contaminée, par rapport au poids total du produit animal résultant. Le rapport en poids 10% : 90% a été utilisé aux fins de ne pas changer notablement les propriétés physico-chimiques de la matrice de viande tout en apportant une quantité maximale d’agent infectieux et, au cas particulier avec cette souche prion 263K, le titre infectieux a été supérieur à 109 DL50/g de cerveau de hamster, c’est-à-dire des quantités d’agent infectieux contenus dans 1 gramme de cerveau de hamster infecté capables de tuer plus d’un milliard d’animaux avec une probabilité de 50% (définition de la dose létale 50%).
Cette matrice de viande contaminée par la souche 263K a été soigneusement homogénéisée pour générer une série d’échantillons de volume et poids identiques.
Les échantillons ont ensuite été ou non soumis à différents traitements de décontamination aux fins de comparer la capacité de décontamination des différents traitements appliqués et ainsi juger de leur efficacité relative entre eux et par rapport à des dilutions sériées d’échantillons infectieux non traités (pour déterminer la réduction du titre infectieux de l’échantillon de départ).
Le test final a consisté à inoculer les échantillons résultant des différents traitements appliqués par voie intracérébrale pour déterminer cette fameuse dose létale 50% et définir les traitements de décontamination les plus efficaces.
Les contrôles positifs ont consisté en :
1) Un traitement par autoclave à 134°C pendant 18 minutes selon les recommandations de F OMS, lequel entraîne une réduction de 2,5 logs du titre infectieux, soit une réduction d’un facteur d’environ 300 fois, c’est à dire moins que ce qui est classiquement décrit en raison de l’effet de protection par la matrice de viande
2) Un traitement plus long à une température moins élevée (60 min à 115°C) plus facile à obtenir au niveau industriel et qui altérera moins les qualités organoleptiques des produits traités, lequel entraîne une réduction de 2 logs du titre infectieux, soit une réduction d’un facteur 100.
Les traitements des échantillons du produit animal ont consisté en :
1) Une combinaison température moins élevée (60 min à 115°C) avec un apport maitrisé de tampon à base d’ammoniaque pour élever le pH (ici la composition utilisée était : 6% d’ Ammoniaque 30% vol/vol, ammonium citrate 25mM, Sodium citrate 250mM ; ce tampon était mélangé à la viande dans une proportion 1 volume/5 parts de viande c’est à dire en pratique 2 ml de tampon pour 10 gr de viande avant traitement thermique) qui entraîne une réduction de 5 logs du titre infectieux soit un facteur 1000 fois supérieur au traitement thermique seul et 300 fois supérieur à celui préconisé par F OMS.
2) Une combinaison du traitement précédent avec une biotransformation par Hermetia illucens qui permet d’obtenir plus de 8 logs de réduction du titre infectieux soit plus de 300 000 fois plus que le traitement de référence de F OMS avec aucune infectiosité résiduelle détectée en dépit des doses infectieuses massives utilisées pour contaminer les échantillons traités.
Une telle expérimentation, qui a demandé plus de 12 mois de suivi des animaux, a permis de démontrer la supériorité du procédé pour le traitement de produits animaux selon la présente description, par comparaison aux procédés conventionnels de décontamination.
Liste des documents cités
Baba et al. 2017. Traditional methods of carcass disposal: a review. Journal of Dairy, Veterinary & Animal Research. 2017;5(l):21-27.
Baba et al. 2018. Economics of Fermentation of Poultry Farm Waste. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. ISSN: 2319-7706 Volume 7 Number 06 (2018)
Bolan et al. 2010. Uses and management of poultry litter. World's Poultry Science Journal, Volume 66, Issue 4, December 2010, pp. 673 - 698
DOI:https://doi.org/10.1017/S0043933910000656
Brandelli et al. 2015. Microbial enzymes for bioconversion of poultry waste into added- value products. Food Research International 73 (2015) 3-12 Pereira et al. 2019. Ammonia and greenhouse gas emissions following the application of clinoptilolite on the litter of a breeding hen house. Environ Sci Pollut Res Int. 2019 Mar;26(8):8352-8357. doi: 10.1007/s 11356-019-04429-2.

Claims

35 Revendications
1. Procédé pour le traitement de produits animaux, en particulier de produits issus d’un élevage de volailles, comprenant les étapes suivantes : a) traitement chimique par mise en contact des déchets collectés avec un tampon à base d’ammoniaque à un pH d’au moins 8, b) traitement thermique du matériau obtenu à l’étape a), par chauffage en milieu humide dudit matériau à une température d’au moins 70°C, c) séparation des matières organiques et des matières minérales en présence d’eau du matériau obtenu à l’étape b) puis collection séparée (i) de la fraction liquide comprenant les matières minérales et (ii) de la fraction solide comprenant les matières organiques, et d) ajout de la fraction liquide obtenue à l’étape c(ii), comprenant les matières minérales, dans un bassin (22) empli d’eau maintenue de manière contrôlée à une température de consigne allant de 20°C à 42°C, de préférence de 28°C à 35°C dans lequel est cultivé un végétal ou une bactérie riche en protéines, en particulier des micro-algues ou des cyanobactéries, de préférence de la spiruline.
2. Procédé selon la revendication 1, le bassin (22) mis en œuvre à l’étape d) :
- est contenu dans une enceinte sensiblement étanche aux fluides liquides et gazeux de l’environnement extérieur, ladite enceinte comportant un toit au moins partiellement transparent à la lumière du jour, ledit toit étant équipé d’une pluralité de cellules photovoltaïques, de préférence des cellules photovoltaïques de Graetzel, et/ou
- est équipé d’une dispositif de brassage de l’eau et de récupération du végétal ou de la bactérie riche en protéines,
- est alimenté en énergie lumineuse, et/ou
- est équipé d’un dispositif de thermorégulation de l’eau contenue dans le bassin.
3. Procédé selon la revendication 2, le dispositif de thermorégulation étant, pour le chauffage de l’eau contenue dans le bassin, en communication fluidique avec une tubulure de sortie de l’eau chaude provenant d’un appareil de désalinisation par évapo- concentration
4. Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, le dispositif échangeur de chaleur, pour le refroidissement de l’eau, comprenant un dispositif échangeur géothermique. 36
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, ledit bassin (22) étant muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau salée d’un dispositif de désalinisation de l’eau par évapo-concentration.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, l’étape c) étant suivie d’une étape cl) de mise en contact de la fraction liquide du matériau obtenu à l’étape c) avec un substrat ligneux colonisé par un champignon lignivore comestible et d’une étape c2) de mise en contact de la fraction solide obtenue à l’étape c) (i) avec au moins un champignon lignivore comestible, puis le cas échéant (ii) avec des larves d’insecte, de préférence de larves d’insectes de l’espèce Hermetia illucens.
7. Système pour le traitement des produits animaux, ledit système comprenant :
- un réacteur (21) pour le traitement chimique et thermique desdits produits animaux,
- un dispositif extrudeur équipé d’un système contrôlé de chauffage, lequel peut être en communication fluidique avec ledit réacteur, la sortie du dispositif extrudeur étant équipée d’un séparateur liquide/solide,
- une enceinte fermée comprenant un bassin (22) surmonté d’un toit constitué d’un matériau sensiblement transparent à la lumière, ledit bassin pouvant être empli d’eau et destiné à la culture d’un végétal ou d’une bactérie, en particulier d’un végétal ou d’riche en protéines comme des cyanobactéries riches en protéines ou des micro-algues riches en protéines,
- un système de désalinisation de l’eau par évapo-concentration comprenant (i) une tubulure d’alimentation en eau salée, une tubulure d’évacuation de l’eau non désalinisée et une tubulure de sortie de l’eau désalinisée, étant spécifié que :
- optionnellement, ledit réacteur (21) est en communication fluidique avec le dispositif extrudeur,
- ledit bassin (22) étant muni d’un dispositif contrôlable d’alimentation en eau, ledit dispositif d’alimentation en eau étant en communication fluidique avec une tubulure de sortie d’eau salée provenant du système de désalinisation.
8. Système selon la revendication 7, comprenant de plus un dispositif de serre bioclimatique (23) comprenant : - une enceinte fermée comprenant un plancher et un toit, le plancher étant situé au-dessous du niveau du sol terrestre,
- ledit toit étant substantiellement transparent à la lumière, sur la paroi duquel sont disposées une pluralité de cellules photo voltaïque s, de préférence des cellules de Graetzel,
- ladite enceinte étant munie d’un dispositif de déshumidification de l’atmosphère interne de l’enceinte,
- ladite enceinte étant thermorégulée,
- un substrat approprié pour la culture de végétaux étant disposé sur la surface dudit plancher, ledit substrat étant, au moins en partie, constitué de la fraction solide du produit du traitement de déchets animaux dans, successivement, le réacteur puis le dispositif extrudeur.
9. Système selon la revendication 8, le dispositif de thermorégulation de l’enceinte du dispositif de serre bioclimatique (23) comprenant un échangeur de chaleur en communication fluidique avec le système de désalinisation de l’eau.
10. Système selon l’une des revendications 7 à 9, comprenant de plus un arrangement agroforestier comprenant :
- une surface plantée d’arbres générateurs d’ombre disposés en rangées espacées de manière appropriée pour disposer une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, entre deux rangées desdits arbres,
- une serre tunnel, ou une pluralité de serres tunnel, disposée(s) entre deux rangées d’arbres, et
- un système d’irrigation des arbres, et le cas échéant un système d’irrigation des plantes susceptibles d’être cultivées dans la ou les serre(s) tunnel, ledit système d’irrigation étant en communication fluidique avec la sortie d’eau désalinisée du système de désalinisation de l’eau par évapo-condensation.
PCT/EP2021/085595 2020-12-15 2021-12-14 Procede et systeme pour le traitement de produits animaux WO2022128982A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA3202014A CA3202014A1 (fr) 2020-12-15 2021-12-14 Procede et systeme pour le traitement de produits animaux
EP21824597.5A EP4263445A1 (fr) 2020-12-15 2021-12-14 Procede et systeme pour le traitement de produits animaux
CN202180084446.5A CN116685418A (zh) 2020-12-15 2021-12-14 用于处理动物产品的方法和系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2013275A FR3117478A1 (fr) 2020-12-15 2020-12-15 Procédé et système pour le traitement de produits animaux
FRFR2013275 2020-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022128982A1 true WO2022128982A1 (fr) 2022-06-23

Family

ID=74759003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/085595 WO2022128982A1 (fr) 2020-12-15 2021-12-14 Procede et systeme pour le traitement de produits animaux

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4263445A1 (fr)
CN (1) CN116685418A (fr)
CA (1) CA3202014A1 (fr)
FR (1) FR3117478A1 (fr)
WO (1) WO2022128982A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160264484A1 (en) 2013-06-28 2016-09-15 Skyworld International Overseas Limited Facility for treating and recycling animal waste comprising methanisation, cultivation of microalgae and macrophytes, and vermiculture
EP3181524A1 (fr) 2015-12-15 2017-06-21 André Holzer Procede et installation pour le traitement sous pression de charge liquide
WO2017101654A1 (fr) 2015-12-18 2017-06-22 王冰 Système à base de micro-algues pour purifier l'eau hautement salée par combinaison de multiples technologies
US20170354906A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 Xianggen Wu Bioreactor system and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160264484A1 (en) 2013-06-28 2016-09-15 Skyworld International Overseas Limited Facility for treating and recycling animal waste comprising methanisation, cultivation of microalgae and macrophytes, and vermiculture
EP3181524A1 (fr) 2015-12-15 2017-06-21 André Holzer Procede et installation pour le traitement sous pression de charge liquide
WO2017101654A1 (fr) 2015-12-18 2017-06-22 王冰 Système à base de micro-algues pour purifier l'eau hautement salée par combinaison de multiples technologies
US20170354906A1 (en) 2016-06-09 2017-12-14 Xianggen Wu Bioreactor system and method

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BABA ET AL., INT.J.CURR.MICROBIOL.APP.SCI, 2018
BABA ET AL., J DAIRY VET ANIM RES, 2017
BABA ET AL.: "Economies of Fermentation of Poultry Farm Waste", INTERNATIONAL JOURNAL OF CURRENT MICROBIOLOGY AND APPLIED SCIENCES, vol. 7, no. 06, 2018, ISSN: ISSN: 2319-7706
BABA ET AL.: "Traditional methods of carcass disposai: a review", JOURNAL OF DAIRY, VETERINARY & ANIMAL RESEARCH., vol. 5, no. 1, 2017, pages 21 - 27
BOLAN ET AL., WORLD'S POULTRY SCIENCE JOURNAL, 2010
BOLAN ET AL.: "Uses and management of poultry litter", WORLD'S POULTRY SCIENCE JOURNAL, vol. 66, 4 December 2010 (2010-12-04), pages 673 - 698, XP055059735, DOI: 10.1017/S0043933910000656
BRANDELLI ET AL.: "Microbial enzymes for bioconversion of poultry waste into added-value products", FOOD RESEARCH INTERNATIONAL, vol. 73, 2015, pages 3 - 12, XP029244081, DOI: 10.1016/j.foodres.2015.01.015
DATABASE WPI Week 201746, Derwent World Patents Index; AN 2017-42278M *
PEREIRA ET AL., ENVIRON SCI POLLUT RES INT., 2019
PEREIRA ET AL.: "Ammonia and greenhouse gas émissions following the application of clinoptilolite on the litter of a breeding hen house", ENVIRON SCI POLLUT RES INT., vol. 26, no. 8, March 2019 (2019-03-01), pages 8352 - 8357, XP036749425, DOI: 10.1007/s11356-019-04429-2

Also Published As

Publication number Publication date
FR3117478A1 (fr) 2022-06-17
EP4263445A1 (fr) 2023-10-25
CN116685418A (zh) 2023-09-01
CA3202014A1 (fr) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10524490B2 (en) Process and method for optimizing production of food and feed
JP5913044B2 (ja) 有機肥料及び飼料製造システム
US20150196002A1 (en) Automated hybrid aquaponics and bioreactor system including product processing and storage facilities with integrated robotics, control system, and renewable energy system cross-reference to related applications
US20190191678A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR BREEDING FLIES, PARTICULARLY BLACK SOLDIER FLIES (BSFs)
CN1418179A (zh) 有机肥料的制造方法和装置
WO2010044167A1 (fr) Appareil de production de produit utile, produit utile produit par l’appareil, et procédé de production du produit utile
CN108112541A (zh) 一种畜禽养殖零排放的养殖方法
KR100818961B1 (ko) 버섯배지를 이용한 가축용 미생물 발효 깔짚의 제조 방법
WO2014046529A2 (fr) Exploitation d'un élevage de masse de criquets pour la production de farines alimentaires et d'un bio-fertilisant pour les cultures maraîchères.
JP3338704B1 (ja) 鱗翅目ヤガ科昆虫の幼虫を使用した植物性食品廃棄物の処理方法、並びに、その産物を使用した飼料
US20140248395A1 (en) Cellulose to protein bio-conversion method for production of edible protein
Qomi et al. Effect of temperature on the breeding black soldier fly larvae in vitro for basic health-oriented research
Faizin et al. The prospect of cultivating maggot (Black Soldier Fly Larvae) to build the village economy and reduce household waste
CN112970628A (zh) 一种黑水虻与鸡联合养殖的生态循环养鸡房及其应用
WO2022128982A1 (fr) Procede et systeme pour le traitement de produits animaux
RU2454504C1 (ru) Способ и система получения массы сухих сине-зеленых водорослей из водоемов для нужд человека
CN107466967A (zh) 一种餐厨垃圾养殖五谷虫的方法
Sarker et al. Waste management of commercial poultry farms in Bangladesh
Gorjian et al. Emerging applications of solar energy in agriculture and aquaculture systems
CN215302341U (zh) 一种黑水虻与鸡联合养殖的生态循环养鸡房
CN106497819B (zh) 昆虫益生菌及饲料添加剂
Omokaro et al. Cultivation of mushroom (Pleurotus ostreatus) and the microorganisms associated with the substrate used.
CN113956081B (zh) 利用蝇蛆生物转化蚕沙废弃物的方法及其产物应用
TWI712578B (zh) 有機生物營養液製造方法
RU2343712C2 (ru) Способ получения кормового продукта из илистых осадков очистных сооружений

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21824597

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3202014

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180084446.5

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021824597

Country of ref document: EP

Effective date: 20230717