BE1026719B1 - Méthode et système de préparation d'un résidu végétal - Google Patents

Méthode et système de préparation d'un résidu végétal Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une méthode et un système de préparation (1) d’un résidu végétal (2) pour un usage comme combustible dans un four (9). La méthode propose une étape de séchage d’une majorité (22) du résidu végétal (2) au moyen d’une chaleur produite par le brûlage d’une minorité (21) du résidu végétal (2). Le système de préparation (1) comprend une chaudière (31) pour brûler la minorité (21) et un sécheur (33) pour sécher la majorité (22) au moyen d’un air chaud acheminé de la chaudière (31) vers le sécheur (33) par un transporteur de chaleur (32).

Description

Méthode et système de préparation d’un résidu végétal Domaine technique
La présente invention concerne une méthode et un système de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four.
Art antérieur
De nos jours, il est connu d’utiliser des résidus végétaux, par exemple, des déchets de cannes à sucre, comme combustible dans un four, notamment pour la cuisson de briques. Ces résidus végétaux sont typiquement broyés puis insérés dans le four.
Résumé de l’invention
Un objet de l’invention consiste à fournir une méthode de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four, de façon à réaliser une cuisson plus homogène et plus efficace dans le four.
À cet effet, l’invention propose une méthode de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four, la méthode comprenant les étapes suivantes :
(i) fournir le résidu végétal ;
(ii) brûler une minorité du résidu végétal ;
(iii) sécher une majorité du résidu végétal au moyen d’une chaleur produite par le brûlage de la minorité du résidu végétal à l’étape (ii) ;
(iv) broyer la majorité du résidu végétal séchée à l’étape (iii).
La méthode de préparation selon l’invention permet de préparer un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four, une cuisson à la fois plus homogène et plus efficace étant obtenue dans le four lorsque le résidu végétal ainsi préparé est utilisé comme combustible dans le four.
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- 2 En effet, s’il est connu par un homme du métier d’utiliser un résidu végétal broyé comme combustible dans un four, celui-ci peut contenir une grande quantité d’humidité réduisant tant l’efficacité que l’homogénéité de la cuisson dans le four. La méthode selon l’invention propose une étape de séchage particulièrement avantageuse car elle propose l’utilisation d’une minorité du même résidu végétal comme combustible pour produire une chaleur visant à sécher une majorité du résidu végétal. Ainsi, non seulement l’invention propose un séchage du résidu végétal, mais aussi un séchage particulièrement économique, à partir d’une partie de ce résidu végétal, sans nécessité d’un apport d’une source de chaleur externe. Le résidu végétal ainsi séché est broyé et utilisé comme combustible dans le four. Le séchage permet de réduire grandement le taux d’humidité de la majorité du résidu végétal, de sorte que sa combustion dans le four se fait de façon plus homogène et plus efficace, ce qui est très bénéfique pour une cuisson efficace, écologique, et homogène dans ce four.
Préférentiellement, le résidu végétal à préparer selon consiste en une bagasse. Dans le cadre de ce document, le terme « bagasse >> fait référence à un type particulier de résidus végétaux étant essentiellement constitués de tiges de canne à sucre dont du jus a été extrait au préalable afin de produire du sucre de canne à sucre. La méthode selon l’invention est particulièrement avantageuse lorsque le résidu végétal consiste en une bagasse car celle-ci contient typiquement entre 45 et 50% d’humidité en poids préalablement à l’exécution de la méthode selon l’invention. Un séchage efficace et économique de la bagasse est donc particulièrement utile dans ce cas. Avantageusement, la méthode selon l’invention permet de réduire l’humidité à 5 à 10% en poids de la bagasse.
Le résidu végétal peut toutefois être autre qu’une bagasse sans se départir du cadre de l’invention. En particulier, d’autres résidus végétaux, tels que des copeaux de bois, ou des mélanges de résidus
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- 3 végétaux, tels qu’un mélange de bagasse et de résidus végétaux de palmiers dont une substance a été extraite pour produire de l’huile de palme, sont aptes à être utilisés et/ou préparés par la méthode selon l’invention. Les copeaux de bois et la bagasse sont particulièrement bien adaptés à la méthode selon l’invention car ils sont typiquement humides au préalable à leur utilisation comme combustible dans un four.
Préférentiellement, le four consiste en un four pour la cuisson d’objets en terre cuite, ces objets consistant préférentiellement en des briques et/ou des tuiles et/ou des carreaux et/ou de la poterie. Un four pour la cuisson d’autres objets que ceux-ci peut néanmoins être alimenté par un résidu végétal utilisé comme combustible préparé par la méthode selon l’invention sans se départir du cadre de l’invention.
Dans le cadre du présent document, les termes « majorité >> et « minorité >> font préférentiellement référence à une partition du résidu végétal, respectivement, en une partie de plus de 50% en poids du total du résidu végétal, et en une partie de moins de 50% en poids du total du résidu végétal. Préférentiellement, la majorité du résidu végétal consiste entre quatre à huit fois en poids à la minorité du résidu végétal. En d’autres termes, préférentiellement, une fraction comprise entre un cinquième et un neuvième de la quantité totale en poids du résidu végétale est brûlé à l’étape (ii), et le reste du résidu végétal est séché à l’étape (iii). De façon préférentielle, cette fraction correspond à un sixième. Avantageusement, très peu de résidu végétal est ainsi nécessaire pour sécher la majorité du résidu végétal, ce qui rend la méthode de préparation selon l’invention d’autant plus rentable, économique et efficace.
Dans le cadre de ce document, par « efficace >> ou « efficacité >>, il est entendu que le séchage de la majorité du résidu végétal permet une augmentation de son pouvoir calorifique, et donc permet d’atteindre plus rapidement une température adéquate lorsque cette majorité est utilisée
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- 4 comme combustible dans un four. Cette température est de préférence d’environ 1000°C.
Par ailleurs, l’étape de broyage de la majorité du résidu végétal contribue au caractère « écologique >> de l’invention. En effet, cette étape permet de réduire la granulométrie de la majorité du résidu végétal et donc de réduire sa teneur en cendres lors de son usage comme combustible dans un four. Cette teneur en cendres est représentative d’une mauvaise combustion du résidu végétal et donc d’une grande pollution générée. Avantageusement, grâce à la méthode selon l’invention, et précisément grâce aux étapes de broyage et de séchage, une combustion efficace, rapide et écologique de la majorité du résidu végétal est permise.
De façon générale, dans le présent document, un usage du verbe « comprendre », de ses variantes, ainsi que ses conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. De façon général, dans ce document, un usage, dans le présent document, de l’article indéfini « un >>, « une >>, ou de l’article défini « le >>, « la >> ou « Γ >>, pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la méthode de préparation comprend en outre l’étape suivante après l’étape (iv) :
(v) partitionner la majorité du résidu végétal broyée à l’étape (iv) en une première et une deuxième portion, cette dernière comprenant une proportion en poids en fibres végétales plus grande qu’une proportion en poids en fibres végétales de la première portion.
De façon générale, il n’est pas aisé de broyer le résidu végétal car la proportion de fibres végétales qu’il contient dépend du type de végétaux utilisés et des conditions climatiques. Une portion de résidu végétal peut être trop fibreuse pour pouvoir être broyée correctement. Dans ce cas, à l’issue de l’étape (iv), il peut être mis en évidence une portion trop fibreuse qui a été moins bien broyée, et une autre portion
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- 5 moins fibreuse qui a été bien broyée. Dans le mode de réalisation préféré de la méthode comprenant l’étape (v), cette mise en évidence est avantageusement utilisée pour distinguer les deux portions de la majorité du résidu végétal de façon à pouvoir les traiter de façon distincte. Ainsi, préférentiellement, et tel qu’il est présenté dans la méthode de conception et de cuisson à suivre, la première portion moins fibreuse et bien broyée peut être utilisée comme combustible dans le four, tandis que la deuxième portion plus fibreuse et moins bien broyée n’est pas considérée comme combustible pour le four mais plutôt destinée à un autre usage, par exemple, comme composant d’éléments à cuire dans le four.
La méthode comprenant l’étape (v) de partitionnement ne peut en aucun cas exclure le cas d’une partition en deux portions de la majorité du résidu végétal où la première portion consiste en toute la majorité du résidu végétal et où la deuxième portion est vide de résidu végétal. Dans ce cas, l’étape (v) est considérée comme ayant néanmoins été effectué à partir du moment où il y eu une vérification de la proportion en poids en fibres végétales et/ou de la qualité broyage du résidu végétal. Il existe en effet des situations pour lesquelles la nature du résidu végétal rend cette vérification importante mais où, néanmoins, des facteurs, par exemple, climatiques, sont susceptibles d’assurer une excellente qualité d’un résidu végétal peu fibreux, de sorte que la deuxième portion de la majorité du résidu végétal est vide ou quasiment vide de résidu végétal.
Par ailleurs, lorsque le résidu végétal est très fibreux, il est avantageux de tamiser la majorité du résidu végétal séchée à l’étape (iii) préalablement à l’étape (iv), de façon à pouvoir disposer plus rapidement d’une partie de la majorité du résidu végétal qui soit de faible granulométrie à utiliser comme combustible, et ce, sans qu’il soit nécessaire de la broyer cette partie. C’est pourquoi, la méthode de préparation selon l’invention comprend préférentiellement l’étape suivante après l’étape (iii) : (a) tamiser la majorité du résidu végétal séchée à l’étape (iii).
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- 6 Dans ce cas, l’étape (iv) de broyage peut concerner à la fois la partie de faible granulométrie tamisée, et le reste de la majorité du résidu végétal, car cette partie restera intacte lors de son broyage. Néanmoins, et de préférence, la méthode de préparation selon l’invention est adaptable de sorte que la partie d’une faible granulométrie soit directement utilisée comme combustible dans le four et que le reste de la majorité du résidu végétal plus fibreux soit broyé à l’étape (iv).
Selon un mode de réalisation de la méthode de préparation selon l’invention, cette méthode comprend également l’étape suivante après l’étape (iii) :
(b) mélanger la majorité (22) du résidu végétal (2) séchée à l’étape (iii) avec une quantité d’une poudre de noyaux de fruits de palmiers à huile.
Avantageusement, une telle poudre est connue d’un homme du métier et généralement issue d’un procédé d’obtention d’huile de palme des palmiers à huile. Cette poudre a un pouvoir calorifique élevé. Dès lors, son mélange avec la majorité du résidu végétal permet d’augmenter le pouvoir calorifique global du combustible pour être utilisé dans le four, et donc d’augmenter l’efficacité de la combustion dans le four.
Ce mélange est particulièrement avantageux lorsque le résidu végétal est une bagasse car la bagasse a un pouvoir calorifique assez faible. Dès lors, lors de son usage comme combustible dans le four, et en particulier lors de son insertion dans le four, la température du four est susceptible de subir des baisses de quelques dizaines de degrés, nuisible à une bonne cuisson dans le four. Usuellement cette baisse connue est compensée en augmentant la quantité de bagasse nécessaire comme combustible dans le four. Avantageusement, la méthode selon ce mode de réalisation de l’invention permet d’augmenter le pouvoir calorifique du combustible à utiliser dans le four, celui-ci consistant en un mélange de la majorité de bagasse et de poudre de noyaux de fruits de palmiers à huile.
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- 7 De préférence, le mélange à utiliser comme combustible dans le four comprend une proportion en poids de la poudre compris entre 5% et 15%, plus préférentiellement d’environ 10%, et une proportion en poids de la majorité du résidu végétal comprise entre 85 et 95%, encore plus préférentiellement, d’environ 90%.
L’invention propose également une méthode de conception et de cuisson de briques dans un four comprenant les étapes suivantes :
(I) exécuter la méthode de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans le four selon l’invention ;
(III) façonner des briques au moins partiellement d’un argile ;
(IV) placer les briques façonnée à l’étape (III) dans le four ;
(V) activer des brûleurs du four ;
(VI) transporter et/ou distribuer une portion de la majorité du résidu végétal broyée à l’étape (iv) dans le four, vers les brûleurs du four.
L’ensemble des modes de réalisation préférés ainsi que l’ensemble des avantages de la méthode de préparation selon l’invention se transposent mutatis mutandis à l’étape (I) de la présente méthode de conception et de cuisson, et donc à la présente méthode de conception et de cuisson en elle-même. En particulier, la méthode de conception et de cuisson selon l’invention permet une cuisson à la fois plus homogène et plus efficace des briques dans le four. Ce four consiste préférentiellement en un four à feu continu du type «four Hoffmann >>. De tels fours sont connus d’un homme du métier.
Préférentiellement, la portion de la majorité du résidu végétal consiste soit en toute la majorité du résidu végétal si la méthode de préparation exécutée à l’étape (I) ne comprend pas l’étape (v), et elle consiste en la première portion de la majorité du résidu végétal si la méthode de préparation exécutée à l’étape (I) comprend l’étape (v). Plus préférentiellement, lorsque la méthode de préparation exécutée à l’étape
BE2018/5721 (I) comprend l’étape (v), la méthode de conception et de cuisson comprend en outre l’étape suivante après l’étape (I) et avant l’étape (III) :
(II) mélanger la deuxième portion de la majorité du résidu végétal avec l’argile ;
et les briques sont façonnées à l’étape (III) de l’argile mélangé avec la deuxième portion de la majorité du résidu végétal à l’étape (II).
En outre, l’invention propose également une brique obtenue par la méthode de conception et de cuisson selon l’invention.
Lorsque cette méthode comprend l’étape (II), ces briques sont préparées à partir d’argile mais aussi au moyen de la deuxième portion plus fibreuse de la majorité du résidu végétal. Avantageusement, les briques en terre cuite qui sont obtenues par le mélange proposé à l’étape (II) sont plus légères et cuites dans le four de façon plus homogène, plus écologique, et plus efficace. Préférentiellement, chaque brique comprend une proportion en volume de la deuxième portion plus fibreuse de la majorité du résidu végétal d’au plus 5%. Les briques se composant ainsi principalement d’argile sont d’une très grande solidité tout en étant plus légères. La proportion d’au plus 5% est déterminée pour obtenir cet effet technique sans détériorer la solidité des briques obtenues par la méthode de conception et de cuisson selon l’invention.
Les modes de réalisation préférés et les avantages de la méthode de conception et de cuisson selon l’invention se transposent mutatis mutandis à la présente brique.
Un autre objet de l’invention consiste à fournir un système de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four, de façon à réaliser une cuisson plus homogène et plus efficace dans le four.
À cet effet, la présente invention propose un système de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four comprenant :
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- 9 une unité de séchage comprenant :
• une chaudière pour brûler une minorité du résidu végétal de façon à produire un air chaud ;
• des premiers moyens de transport couplés mécaniquement à la chaudière pour transporter la minorité du résidu végétal dans la chaudière ;
• un sécheur ;
• des deuxièmes moyens de transport couplés mécaniquement au sécheur pour transporter une majorité du résidu végétal dans le sécheur ;
• un transporteur de chaleur couplé de façon fluidique à la chaudière et au sécheur pour acheminer l’air chaud de la chaudière vers le sécheur ;
le sécheur étant configuré pour sécher la majorité du résidu végétal au moyen de l’air chaud acheminé par le transporteur de chaleur ; un broyeur pour broyer la majorité du résidu végétal ;
des troisièmes moyens de transport couplés mécaniquement à l’unité de séchage et au broyeur pour transporter la majorité du résidu végétal de l’unité de séchage dans le broyeur.
L’ensemble des modes de réalisation particulier et l’ensemble des avantages de la méthode de préparation selon la présente invention se transposent mutatis mutandis audit système de préparation. En particulier, le système de préparation selon l’invention permet de préparer un résidu végétal pour un usage comme combustible dans un four, une cuisson à la fois plus homogène et plus efficace étant obtenue dans le four lorsque le résidu végétal ainsi préparé est utilisé comme combustible dans le four.
Le système de préparation est préférentiellement configuré pour permettre une réalisation de la méthode de préparation. De façon plus préférentielle et plus précise, le système de préparation est configuré pour que :
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- 10 l’étape (ii) soit réalisée par les premiers moyens de transport et la chaudière ; préférentiellement, dans ce cas, les premiers moyens de transport accueillent et transportent la minorité du résidu végétal dans la chaudière où cette minorité du résidu végétal est brûlée ;
l’étape (iii) soit réalisée par les deuxièmes moyens de transport, le transporteur de chaleur et le sécheur ; préférentiellement, dans ce cas, les deuxièmes moyens de transport accueillent et transportent la majorité du résidu végétal dans le sécheur où cette majorité du résidu végétal est séché au moyen de la chaleur de l’air chaud acheminé par le transporteur de chaleur ;
l’étape (iv) soit réalisée par les troisièmes moyens de transport et le broyeur ; préférentiellement, dans ce cas, les troisièmes moyens de transport accueillent la majorité du résidu végétal séchée dans le sécheur à une sortie du sécheur, et transporteur cette majorité du résidu végétal séchée de cette sortie du sécheur jusqu’au broyeur où cette majorité du résidu végétal séchée est broyée.
L’unité de séchage constitue le cœur innovant du système de préparation car il permet d’acheminer le résidu végétal selon deux entrées distinctes, par deux moyens de transport, la minorité passant par l’entrée donnant sur la chaudière, la majorité passant par l’entrée vers le sécheur, une chaleur dégagée sous la forme d’un air chaud par le brûlage de la minorité dans la chaudière étant transportée jusqu’au sécheur pour sécher avantageusement la majorité et préférentiellement de réduire de 80 à 90% la contenance en humidité en poids de la majorité du résidu végétal. De façon très avantageuse, la majorité du résidu végétal séchés et broyés permet d’optimiser la température nécessaire à une cuisson efficace et homogène dans un four, par exemple, un four Hoffmann pour la cuisson de briques en terre cuite.
Tel qu’explicité précédemment dans ce document, le résidu végétal consiste de façon préférentielle en une bagasse, celle-ci étant
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- 11 particulièrement adaptée au système de préparation et aux méthodes selon l’invention susmentionnées. De même, tel qu’il a été détaillé précédemment et préférentiellement dans ce document, la majorité du résidu végétal consiste entre quatre et huit fois en poids à la minorité du résidu végétal. Plus préférentiellement, la majorité du résidu végétal consiste environ en cinq fois en poids à la minorité du résidu végétal. Avantageusement, une petite minorité du résidu végétal est nécessaire pour sécher la majorité du résidu végétal au sein de l’unité de séchage selon l’invention.
Selon un mode de réalisation du système de préparation selon l’invention, au moins un des premiers, deuxièmes et troisième moyens de transport comprend au moins une bande transporteuse. De préférence, chacun des premiers, deuxièmes et troisième moyens de transport comprend au moins une bande transporteuse. Un tapis roulant est, dans le cadre de ce document, considérée comme une bande transporteuse. Chaque bande transporteuse est préférentiellement connectée à des moyens mécaniques pour la mouvoir.
Avantageusement, la conception, l’installation et l’utilisation de bandes transporteuses sont particulièrement aisées. Elles permettent un transport sûr et efficace du résidu végétal d’un élément du système de préparation à un autre. Préférentiellement, les premiers et deuxièmes moyens de transport consiste en au moins une bande transporteuse.
Selon un mode de réalisation du système de préparation selon l’invention, le transporteur de chaleur comprend un hydrocyclone, un premier tuyau couplant de façon fluidique et mécanique l’hydrocyclone à la chaudière, un deuxième tuyau couplant de façon fluidique et mécanique l’hydrocyclone au sécheur.
Un hydrocyclone est connu d’un homme du métier. De façon avantageuse, son introduction dans une tuyauterie connectant de façon fluidique et mécanique la chaudière et le sécheur permet de séparer des
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- 12 particules issue de la chaudière de l’air chaud, garantissant ainsi l’intégrité de la majorité du résidu végétal à sécher dans le sécheur.
Préférentiellement, le sécheur est un sécheur à tambour rotatif alimenté par une unité mécanique et électrique, l’air chaud circulant de la chaudière au sécheur par le transporteur de chaleur. Préférentiellement, cet air chaud consiste essentiellement en de la vapeur d’eau.
Selon un mode de réalisation du système de préparation selon l’invention, l’unité de séchage comprend un dispositif de séparation comprenant un tube, celui-ci étant préférentiellement localement d’une forme de « Y >> ou de « T >>, le tube étant d’une section principale unique se divisant en une première et une deuxième sections secondaires ;
la section principale unique étant couplée mécaniquement à une sortie du sécheur ; la première section secondaire étant couplée mécaniquement à un conteneur et configurée pour recevoir une eau et/ou une vapeur d’eau du séchoir ; la deuxième section secondaire étant configurée pour recevoir la majorité du résidu végétal du séchoir.
Avantageusement, ce dispositif de séparation constitue un moyen de séchage complémentaire de la majorité du résidu végétal. La première section secondaire joue un rôle de canal d’évacuation de l’air chaud comprenant, de préférence consistant essentiellement en, de la vapeur d’eau qui est utilisée pour le séchage et potentiellement au moins partiellement condensée sous forme d’eau. Quant à la deuxième section secondaire, elle permet d’évacuer la majorité du résidu végétal séché et séparée d’eau et/ou de vapeur d’eau du sécheur.
Préférentiellement, selon le mode de réalisation précédent, les troisièmes moyens de transport comprennent un transporteur à vis couplé mécaniquement à une extrémité de la deuxième section secondaire. Un tel transporteur à vis est simple à concevoir, facile à utiliser et peu coûteux. Il est connu d’un homme du métier. De cette façon, la majorité du résidu végétal séchée peut être acheminée de façon simple et rapide à partir de
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- 13 l’extrémité de la deuxième section secondaire, celle-ci consistant en la seule extrémité de sortie de la deuxième section secondaire, la seule autre extrémité de cette section étant fixée à la section principale unique.
Plus préférentiellement, les troisièmes moyens de transport consistent en ce transporteur à vis et en une bande transporteuse, une extrémité du transporteur à vis étant agencée à l’extrémité de la deuxième section secondaire de façon à permettre une transition directe de la majorité du résidu végétal séché dans le sécheur du dispositif de séparation sur le transporteur à vis. Une autre extrémité du transporteur à vis est alors préférentiellement adjacente et/ou en surplomb relativement à une portion extrémale de la bande transporteuse de sorte qu’une transition directe de la majorité du résidu végétal séché du transporteur à vis sur la bande transporteuse est assurée de façon simple et rapide, sans intervention humaine.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le broyeur du système de préparation comprend au moins deux lames agencées perpendiculairement.
Le broyeur selon ce mode de réalisation est un broyeur de végétaux standard d’un homme du métier modifié en positionnant deux lames perpendiculairement pour faciliter le broyage de certains types de résidus végétaux tels qu’une bagasse, et faciliter ainsi une partition entre une portion de résidu végétal fibreux et une portion de résidu végétal moins fibreux. En particulier, le broyeur selon ce mode de réalisation permet avantageusement une exécution facile de l’étape (v) de la méthode de préparation susmentionnée.
De façon général, le broyeur du système de préparation selon l’invention permet de réduire la granulométrie de la majorité du résidu végétal, facilitant ainsi sa combustion ultérieure dans un four.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le système de préparation comprend en outre :
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- 14 une plateforme de réception de la majorité du résidu végétal ;
des moyens d’acheminement de la majorité du résidu végétal d’une sortie du broyeur à la plateforme de réception.
Avantageusement, la plateforme de réception est positionné à proximité du four, de sorte que le système de préparation sèche et broie la majorité du résidu végétal et l’achemine à proximité du four via les moyens d’acheminement pour minimiser la distance de transport a posteriori de la majorité du résidu végétal préparée jusqu’à des emplacements pour une introduction dans le four. Avantageusement, la plateforme de réception et des sections extrémales initiales de bandes transporteuses des premiers et deuxièmes moyens de transport constituent préférentiellement des accès sécurisés et prédéterminés respectivement pour la récupération et l’introduction du résidu végétal dans le système de préparation. Cette introduction et cette récupération se font optionnellement manuellement respectivement aux sections extrémales initiales et à la plateforme de réception, par des opérateurs habilités.
Préférentiellement, selon le mode de réalisation précédent, les moyens d’acheminement comprennent :
au moins un tube d’acheminement de la majorité du résidu végétal connectant mécaniquement la sortie du broyeur à la plateforme de réception ;
un ventilateur couplé mécaniquement au au moins un tube pour propulser la majorité du résidu végétal dans le tube à partir de la sortie du broyeur.
Avantageusement, le au moins un tube permet de guider et de limiter le mouvement de la majorité du résidu végétal dans un espace intérieur du au moins un tube, et le ventilateur propulse la majorité du résidu végétal dans cet espace en soufflant dessus, dirigeant ainsi cette majorité du résidu végétal vers la plateforme de réception. Le au moins un
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- 15 tube et le ventilateur constituent des moyens simples et peut coûteux d’acheminement de la majorité du résidu végétal.
Préférentiellement, le système de préparation selon l’invention est complètement automatisé. Plus préférentiellement, il comprend en outre une unité de contrôle des premiers, deuxièmes et troisième moyens de transport, de la chaudière, du sécheur, et/ou du broyeur. L’unité de contrôle permet avantageusement de piloter le système de préparation selon l’invention par un seul opérateur. De préférence, elle est connectée au moins une unité mécaniques d’actionnement des moyens de transport, de la chaudière, du sécheur, et/ou du broyeur.
La présente invention propose également une unité de cuisson de briques comprenant :
un four ; et le système de préparation d’un résidu végétal pour un usage comme combustible dans le four selon l’invention.
L’ensemble des modes de réalisation ainsi que l’ensemble des avantages du système de préparation selon l’invention se transposent mutatis mutandis à la présente unité de cuisson.
Avantageusement, cette unité de cuisson est particulièrement efficace et écologique. Elle constitue une solution neutre en dioxyde de carbone car le four ne nécessite pas de carburant ou de charbon pour son fonctionnement. Le système de préparation du résidu végétal permet de préparer adéquatement la majorité du résidu végétal pour sa combustion efficace et écologique dans le four. En particulier, le sécheur selon l’invention permet d’augmenter le pouvoir calorifique de la majorité du résidu végétal et d’atteindre plus rapidement une bonne température de cuisson dans le four (d’environ 1000°C) lors de la combustion. La qualité de cette dernière est grande et les cendres produites sont réduites par l’usage du broyeur.
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- 16 Préférentiellement, le four est à feu continu, préférentiellement, un four Hoffmann. De préférence, le four à feu continu occupe un espace compris entre 1000 et 2000 mètres carrés, plus préférentiellement entre 1400 et 1500 mètres carrés. Le four comprend préférentiellement à la fois des brûleurs qui sont disposés de préférence de part et d’autre du four, et des distributeurs pour distribuer la majorité du résidu végétal dans le four, vers les brûleurs. La majorité de résidu végétal séchée et broyée peut ainsi être distribuée dans des pots de chauffe et dispersée par l’intermédiaire des distributeurs. Cette distribution est optionnellement effectué par à la main par un homme de métier. Cette distribution peut optionnellement être effectué mécaniquement par un système de distribution automatisé.
Préférentiellement, les distributeurs sont à pâles rotatives.
Avantageusement, de tels distributeurs permettent d’une part d’optimiser la distribution de la majorité du résidu végétal dans le four, mais aussi, d’autre part, d’éviter des effets de voûte grâce au mouvement des pâles rotatives. Les distributeurs sont de façon préférentielle mobiles afin de garantir une distribution uniforme de la majorité du résidu végétal vers les différents brûleurs. Ainsi, couplé au séchage et au broyage de la majorité du résidu végétal, une excellente alimentation du four en combustible est assurée, celle-ci permettant de réaliser une cuisson homogène et efficace dans le four.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles la figure 1 illustre une vue schématique planaire d’une unité de cuisson selon un mode de réalisation préféré de l’invention.
Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments
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- 17 identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention
La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.
La figure 1 illustre une unité de cuisson de briques B en terre cuite, comprenant un four 9 à feu continu et un système de préparation 1 de bagasse 2 pour une utilisation comme combustible dans ledit four 9 selon un mode de réalisation préféré de l’invention.
La bagasse 2 est acheminée d’une usine sucrière produisant utilisant de la canne à sucre pour produire du sucre. Il s’agit donc d’un déchet qui est écologiquement et efficacement utilisé comme combustible dans le four 9 après une préparation par le système de préparation 1. Préalablement à cette préparation, la bagasse 2 comprend environ 47% d’humidité en poids. Une combustion efficace et homogène de la bagasse 2 dans le four 9 requiert une baisse de cette proportion. Le système de préparation 1 permet d’obtenir une bagasse 2 plus sèche, avec 5 à 10% seulement d’humidité en poids. Pour cela, la bagasse 2 est partitionnée en deux sous-ensembles : une minorité 21 de bagasse 2 et une majorité 22 de bagasse 2. La quantité en poids de la minorité 21 est plus petite que celle de la majorité 22. Plus précisément, la minorité 21 comprend une quantité en poids d’environ un sixième du poids total de la bagasse 2 à préparer, et la majorité 22 comprend une quantité en poids d’environ cinq sixièmes de ce poids total. En d’autres termes, la minorité 21 comprend une dose de bagasse 2 et la majorité 22 comprend cinq doses de bagasse
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2. Des proportions différant sensiblement de cette proportion 1/6 - 5/6 ne se départiraient pas pour autant du cadre de l’invention.
Le système de préparation 1 comprend, entre autre, une unité de séchage 3 de la bagasse 2. Cette unité de séchage 3 comprend une chaudière 31, des bandes transporteuses 11, 12 et 12’, un sécheur 33, et un transporteur de chaleur 32. Les bandes transporteuses 11 et 12 sont séparées par une distance et ne sont pas destinées à interagir l’une avec l’autre. Une section extrémale initiale de la bande transporteuse 11 est agencée pour accueillir la minorité 21 de bagasse 2, alors qu’une section extrémale initiale de la bande transporteuse 12 est agencée pour accueillir la majorité 22 de bagasse 2. La minorité 21 et la majorité 22 avancent alors sur leur bande transporteuse 11, 12 respective jusqu’à une destination adjacente à une section extrémale terminale de chacune des bandes transporteuses 11 et 12. Ainsi la destination de la minorité 21 est la chaudière 3, alors que celle de la majorité 22 est un point de chute sur un autre bande transporteuse 12’ perpendiculaire à la bande transporteuse 12, pour amener la majorité 22 à une entrée du sécheur 33. La minorité 21 est alors brûlée dans la chaudière 31, et l’air chaud, préférentiellement chargé de vapeur d’eau, produit par la chaudière 31 consécutivement au brûlage de la minorité, est acheminée par le transporteur de chaleur 32 vers le sécheur 33. Ce transporteur de chaleur 32 comprend un hydrocyclone et une tuyauterie pour coupler mécaniquement et de façon fluidique la chaudière 31 au sécheur 33. Le sécheur 33 consiste en un sécheur à tambour rotatif et permet de sécher la majorité 22 au moyen de l’air chaud produit par la chaudière 31. Il est particulièrement avantageux de procéder ainsi car la bagasse 2 reste dans l’absolu un déchet, et en brûler une minorité 21 pour sécher une majorité 22 permet de rentabiliser d’autant plus l’usage de cette majorité 22. En outre, la proportion susmentionnée de 1/6 - 5/6 permet un brûlage avantageux d’une faible minorité 21 de la bagasse 2 pour un séchage d’une grande majorité 22 de la bagasse 2.
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- 19 L’unité de séchage 3 comprend un dispositif de séparation 34 couplé mécaniquement et de façon fluidique à une sortie du sécheur 33 pour permettre d’évacuer de l’eau et/ou de la vapeur d’eau du sécheur 33 selon une sortie, et d’évacuer la majorité 22 séchée par une autre sortie, permettant ainsi à la majorité 22 d’être bien sèche. Ce dispositif de séparation 34 comprend un tube essentiellement en forme de « Y >> d’une section principale couplée mécaniquement à la sortie du sécheur 33 se divisant en une première section secondaire couplée mécaniquement à un conteneur et agencée pour recevoir l’eau et/ou la vapeur d’eau ; et en une deuxième section secondaire agencée pour recevoir la majorité 22. Une extrémité de sortie de la deuxième section secondaire est couplée à un transporteur à vis 35 amenant la majorité 22 séchée sur une nouvelle bande transporteuse 13, elle-même transportant la majorité 22 jusqu’à un broyeur 4 où la majorité 22 séchée est broyée. Un ventilateur de soufflage 5 propulse alors la majorité 22 de bagasse 2 séchée et broyée dans un tube 6 d’acheminement connectant d’une part une sortie du broyeur 4, et d’autre part une plateforme de réception 7 permettant la réception de la majorité 22 ainsi préparée à l’extérieur du système de préparation 1, en sécurité, et par un opérateur habilité. L’ensemble du broyeur 4, du ventilateur 5, du tube 6 et de la plateforme 7 sont compris dans l’unité de préparation 1. Une unité de contrôle 8 permet de piloter automatiquement l’unité de préparation via différent systèmes mécaniques d’actionnement alimentés électriquement.
La majorité 22 de bagasse 2 peut alors être introduite dans le four 9, dans des pots de chauffe, et distribuée par des distributeurs 92 à pâles rotatives mobiles. Ces derniers comprennent des dizaines de conduits connectés à des brûleurs du four 9 pour distribuer de façon homogène la majorité 22 de bagasse 2 séchée et broyée en tant que combustible dans le four 9. Les pâles rotatives permettent d’éviter un effet de voûte lors de la distribution de la bagasse 2 vu que celle-ci est
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- 20 susceptible de s’accumuler et/ou d’obturer certains des conduits, et donc de nuire à une homogénéité de cuisson dans le four 9. L’incorporation de pâles rotatives pour les distributeurs 92 constituent un élément important de l’invention, contribuant, tout comme le séchage de la majorité 22 par l’unité de séchage 3, à optimiser la température interne du four 9, et à permettre ainsi une cuisson efficace et homogène des briques B. Par ailleurs, le four 9 comprend aussi un exhausteur de fumées 91 incluant au moins un ventilateur pour évacuer une fumée d’une entrée du four 9 vers une sortie du four 9 et ainsi s’assurer d’un bon transfert de chaleur dans le four 9.
En résumé, l’invention concerne une méthode et un système de préparation 1 d’un résidu végétal 2 pour un usage comme combustible dans un four 9. La méthode propose une étape de séchage d’une majorité 22 du résidu végétal 2 au moyen d’une chaleur produite par le brûlage d’une minorité 21 du résidu végétal 2. Le système de préparation 1 comprend une chaudière 31 pour brûler la minorité 21 et un sécheur 33 pour sécher la majorité 22 au moyen d’un air chaud acheminé de la chaudière 31 vers le sécheur 33 par un transporteur de chaleur 32.
La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limités aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’invention comprend chacune des caractéristiques nouvelles ainsi que toutes leurs combinaisons.

Claims (19)

  1. Revendications
    1. Méthode de préparation d’un résidu végétal (2) pour un usage comme combustible dans un four (9), la méthode comprenant les étapes suivantes :
    (i) fournir ledit résidu végétal (2) ;
    (ii) brûler une minorité (21 ) dudit résidu végétal (2) ;
    (iii) sécher une majorité (22) dudit résidu végétal (2) au moyen d’une chaleur produite par le brûlage de ladite minorité (21) dudit résidu végétal (2) à l’étape (ii) ;
    (iv) broyer ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) séchée à l’étape (iii).
  2. 2. Méthode de préparation selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre l’étape suivante après l’étape (iv) :
    (v) partitionner ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) broyée à l’étape (iv) en une première et une deuxième portion, cette dernière comprenant une proportion en poids en fibres végétales plus grande qu’une proportion en poids en fibres végétales de ladite première portion.
  3. 3. Méthode de préparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre l’étape suivante après l’étape (iii) :
    (a) tamiser ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) séchée à l’étape (iii).
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  4. 4. Méthode de préparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre l’étape suivante après l’étape (iii) :
    (b) mélanger ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) séchée à l’étape (iii) avec une quantité d’une poudre de noyaux de fruits de palmiers à huile.
  5. 5. Méthode de préparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit résidu végétal (2) consiste en une bagasse.
  6. 6. Méthode de préparation selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) consiste entre quatre et huit fois en poids à ladite minorité (21) dudit résidu végétal (2).
  7. 7. Méthode de conception et de cuisson de briques (B) dans un four (9) comprenant les étapes suivantes :
    (I) exécuter la méthode de préparation d’un résidu végétal (2) pour un usage comme combustible dans ledit four (9) selon l’une quelconque des revendications précédentes ;
    (III) façonner des briques (B) au moins partiellement d’un argile ;
    (IV) placer lesdites briques (B) façonnée à l’étape (III) dans ledit four (9) ;
    (V) activer des brûleurs dudit four (9) ;
    (VI) transporter et/ou distribuer une portion de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) broyée à l’étape (iv) dans ledit four (9), vers lesdits brûleurs dudit four (9).
  8. 8. Méthode de conception et de cuisson selon la revendication précédente, caractérisée en ce que :
    B E2018/5721 la méthode de préparation exécutée à l’étape (I) est selon la revendication 2 ;
    la méthode de conception et de cuisson comprend en outre l’étape suivante après l’étape (I) et avant l’étape (III) :
    (II) mélanger ladite deuxième portion de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) avec ledit argile ;
    lesdites briques (B) sont façonnée à l’étape (III) dudit argile mélangé avec ladite deuxième portion de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) à l’étape (II) ;
    ladite portion de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) consiste en ladite première portion de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2).
  9. 9. Système de préparation (1) d’un résidu végétal (2) pour un usage comme combustible dans un four (9), comprenant :
    une unité de séchage (3) comprenant :
    • une chaudière (31) pour brûler une minorité (21) dudit résidu végétal (2) de façon à produire un air chaud ;
    • des premiers moyens de transport (11) couplés mécaniquement à ladite chaudière (31) pour transporter ladite minorité (21) dudit résidu végétal (2) dans ladite chaudière (31) ;
    • un sécheur(33);
    • des deuxièmes moyens de transport (12, 12’) couplés mécaniquement audit sécheur (33) pour transporter une majorité (22) dudit résidu végétal (2) dans ledit sécheur (33);
    • un transporteur de chaleur (32) couplé de façon fluidique à ladite chaudière (31) et audit sécheur (33) pour acheminer ledit air chaud de ladite chaudière (31) vers ledit sécheur (33);
    B E2018/5721 ledit sécheur (33) étant configuré pour sécher ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) au moyen dudit air chaud acheminé par ledit transporteur de chaleur (32) ;
    un broyeur (4) pour broyer ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) ;
    des troisièmes moyens de transport (13) couplés mécaniquement à ladite unité de séchage (3) et audit broyeur (4) pour transporter ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) de ladite unité de séchage (3) dans ledit broyeur (4).
  10. 10. Système de préparation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacun desdits premiers (11), deuxièmes (12, 12’) et troisième (13) moyens de transport comprennent au moins une bande transporteuse.
  11. 11. Système de préparation (1) selon d’une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisé en ce que ledit transporteur de chaleur (32) comprend un hydrocyclone, un premier tuyau couplant de façon fluidique et mécanique ledit hydrocyclone à ladite chaudière (31), un deuxième tuyau couplant de façon fluidique et mécanique ledit hydrocyclone audit sécheur (33).
  12. 12. Système de préparation (1) selon d’une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ladite unité de séchage (3) comprend un dispositif de séparation (34) comprenant un tube d’une section principale unique se divisant en une première et une deuxième sections secondaires ; ladite section principale unique étant couplée mécaniquement à une sortie dudit sécheur (33) ; ladite première section secondaire étant couplée mécaniquement à un conteneur et configurée pour recevoir une eau et/ou une vapeur d’eau dudit séchoir (33) ; ladite deuxième section secondaire étant
    B E2018/5721 configurée pour recevoir ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) dudit séchoir (33).
  13. 13. Système de préparation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits troisièmes moyens de transport (13) comprennent un transporteur à vis (35) couplé mécaniquement à une extrémité de ladite deuxième section secondaire.
  14. 14. Système de préparation (1) selon d’une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que ledit broyeur (4) comprend au moins deux lames agencées perpendiculairement.
  15. 15. Système de préparation (1) selon d’une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
    une plateforme de réception (7) de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) ;
    des moyens d’acheminement (5, 6) de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) d’une sortie dudit broyeur (4) à ladite plateforme de réception (7).
  16. 16. Système de préparation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d’acheminement (5, 6) comprennent :
    au moins un tube (6) d’acheminement de ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) connectant mécaniquement ladite sortie dudit broyeur (4) à ladite plateforme de réception (7) ;
    un ventilateur (5) couplé mécaniquement audit au moins un tube (6) pour propulser ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) dans ledit tube (6) à partir de ladite sortie dudit broyeur (4).
    B E2018/5721
  17. 17. Système de préparation (1) selon d’une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une unité de contrôle (8) desdits premiers (11), deuxièmes (12, 12’) et troisième (13) moyens de transport, de ladite chaudière (31), dudit
    5 sécheur (33), et/ou dudit broyeur (4).
  18. 18. Unité de cuisson de briques (B) comprenant :
    un four (9) ; et le système de préparation (1) d’un résidu végétal (2) pour un
    10 usage comme combustible dans ledit four (9) selon d’une quelconque des revendications 9 à 17.
  19. 19. Unité de cuisson de briques (B) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit four (4) comprend :
    15 - des brûleurs ; et des distributeurs (92) à pâles rotatives pour distribuer ladite majorité (22) dudit résidu végétal (2) dans ledit four (9), vers lesdits brûleurs.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2491491A1 (fr) * 1980-10-03 1982-04-09 Alsa Meca Sarl Installation de transformation de dechets ligneux, en particulier de dechets de bois, en granules combustibles de faible diametre, et granules obtenus au moyen de cette installation
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DE10052498A1 (de) * 2000-10-23 2002-05-02 Balcke Duerr Service Gmbh Verfahren zur Herstellung von Zucker aus Zuckerrohr
EP2017327A1 (fr) * 2007-07-18 2009-01-21 Ziegelei Hilti, Mettauer GmbH Source d'énergie et procédé de brûlage de céramique

Patent Citations (5)

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