FR3138978A1 - Installation de traitement de frass provenant d’un élevage d’insectes - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une installation de traitement de frass provenant d’un élevage d’insectes caractérisée en ce que le flux de frass alimente un aiguillage présentant au moins deux sorties pour diriger le frass vers au moins deux systèmes de traitements différents. Figure de l’abrégé : figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine du traitement du frass qui est un coproduit de l’élevage d’insectes constitué d’un mélange de déjections de larves d’insectes et de restes de substrat non-consommé par les larves d’insectes et de mues larvaires. La présente invention concerne en particulier le frass de la mouche soldat noire Hermetia Illucens.
Depuis quelques années, l’industrie agro-alimentaire s’est intéressée à l’élevage d’insectes, et en particulier de la mouche soldat noir, en raison de leur aptitude à la conversion des déchets organiques, tels que les fruits et légumes (y compris la pulpe de café), la viande et le poisson, le pain et les céréales et les fumiers, en produits de valeur marchande, tels que des aliments pour animaux (terrestre ou aquatique) ou des ingrédients d'aliments pour animaux, aliments pour animaux de compagnie, denrées alimentaires pour la consommation humaine et compléments de croissance pour plantes.
Des installations pour l’élevage en masse d’insectes, et en particulier de mouches soldat noir, ont donc été développées et des solutions ont été cherchées pour valoriser les déjections et déchets résultant de ces élevages industriels.
Il est donc apparu nécessaire de prévoir sur les sites d’élevage industriel d’insectes, et en particulier de mouches soldat noir, des équipements pour collecter automatiquement le frass et le transformer pour permettre sa valorisation sous forme de produits phytosanitaires à valeur ajoutée.
On connaît dans l’état de la technique le brevet américain US9844223 décrivant un appareil et des procédés de production d'excréments insecticides de mouche soldat noires (Hermetia illucens) et d'utilisation des excréments pour une activité nutritionnelle et de lutte contre les insectes nuisibles dans les sols et/ou sur le feuillage. Les procédés comprennent des procédés d'utilisation des excréments de mouches soldat noires pour réduire les dommages causés aux cultures par les taupins (c'est-à-dire les larves de taupin, dans la famille des Elateridae) et/ou d'autres insectes nuisibles coléoptères (c'est-à-dire les coléoptères).
Le brevet US10842138B1 concerne un système et un procédé pour contenir et élever des larves d'insectes pour le traitement de matière organique. Le système comprend un agencement d'étagères contenant des plateaux pour la culture des larves et la collecte des excréments. Les étagères sont maintenues dans un environnement contrôlé et adaptées pour recevoir des applications de matière première préparée pour la conversion en biomasse d'insectes. Un système de récolte de larves et d'excréments est également fourni.
Le brevet CN110961341A décrit une installation de criblage pour séparer les pupes de vers, les larves et les excréments de vers de farine jaune, comprenant un boîtier rectangulaire avec un tamis à larves, un tamis à excréments de vers, et un mécanisme vibrant entraînant le mélange qui contient la pupe de ver, la larve et les excréments de vers vers l'extrémité de sortie de l’installation.
Les solutions proposées dans l’état de la technique ne sont pas adaptées à une valorisation du frass produit par une installation d’élevage d’insecte industrielle avec une production maîtrisée de produits phytosanitaires adaptées à une utilisation comme engrais.
En effet, la composition et les volumes de frass ne sont pas constants et dépendent des conditions de production. De plus, le système de valorisation du frass doit pouvoir fonctionner de manière décolérée des autres zones d’une installation d’élevage d’insectes, et notamment de la zone d’élevage et de la zone de transformation des larves, afin d’avoir une installation globale robuste.
Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale une installation de traitement de frass provenant d’un élevage d’insectes caractérisée en ce que le flux de frass alimente un aiguillage présentant au moins deux sorties pour diriger le frass vers au moins deux systèmes de traitements différents.
Avantageusement, une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de stockage.
Avantageusement, une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de traitement thermique de dévitalisation des matières vivantes résiduelles.
Avantageusement, une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de granulation.
Selon une variante préférée, ledit aiguillage présente trois sorties constituées par :
- une première sortie débouchant vers un système de stockage,
- une deuxième sortie débouchant vers un système de traitement thermique de dévitalisation des matières vivantes résiduelles,
- une troisième sortie vers un système de granulation.
Avantageusement, ledit aiguillage est un aiguillage pilotable grâce à des vérins pneumatiques.
Avantageusement, le frass collecté est transporté vers l’aiguillage par un convoyeur à godets.
Selon une variante préférée, le flux de frass provient d’une séparation granulométrique du frass et des larves d’insectes.
Avantageusement, l’installation comporte une trémie tampon assurant un stockage d’attente permettant d’adapter l’arrivée de la matière à tamiser en fonction de la capacité du tamis, par l’intermédiaire d’une écluse pilotée.
Selon un mode de réalisation particulier, l’installation comporte un sas d’alimentation additionnel pour l’introduction d’un mélange de larves et de frass provenant d’un autre site d’élevage.
Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où :
La présente invention concerne une installation permettant de produire dans des conditions industrielles du frass conditionné en forme de granulés pour permettre son épandage comme produit fertilisant avec des équipements agricoles standards ou l’utilisation par des consommateurs dans leur jardin, potager et plantes d’intérieur ou de balcon.
Le frass sous sa forme brute (non transformée) est un produit pulvérulent, ayant un taux d’humidité variable entre 35% et 65%, une densité d’environ 300 kg/m3et contenant de l’azote, du phosphore, et du potassium ce qui en fait une matière de choix pour la fabrication d’engrais organique. Le frass brut contient également de la chitine aux propriétés biostimulantes.
L’invention concerne la transformation du frass en granulés pour une utilisation agricole ou par des consommateurs (plantes d’intérieur, potager, jardin), sous forme d’épandage de fertilisant. Ces granulés d’un diamètre de 4 à 5 mm sont stables et résistants ; ils présentent une densité de l’ordre de 600 à 700 kg/m3, un taux d’humidité compris entre 7% et 15%, et une bonne résistance à la fragmentation tout en se délitant facilement lorsque mis en contact avec de l’eau.
Typiquement, une installation de production d'insectes comporte trois grandes zones :
- une zone d'élevage dans laquelle les larves d’insectes sont élevées pour arriver à maturité,
- une zone de transformation des larves d'insectes (notamment pour les transformer en farine riche en protéines et en huile),
- une zone de valorisation du frass.
Ainsi, la zone de valorisation du frass offre trois possibilités :
- un stockage en benne du frass brut,
- un traitement thermique du frass brut,
- la granulation du frass.
Les larves fraîches sont produites dans la zone d’élevage. Les larves évoluent et grandissent directement dans leur substrat d’élevage, dans les modules multi-étagés.
Au cours de la croissance des larves, le substrat est consommé par les larves et le milieu d’élevage évolue progressivement vers du frass (mélange de déjections des larves, de restes de substrat et de mues larvaires). Lorsque les larves ont atteint leur taille et leur âge optimaux pour leur profil nutritionnel et lorsque le milieu d’élevage est prêt à être tamisé, les modules multi-étagés sont retournés en zone d’élevage et le contenu des modules est convoyé vers une zone de triage par des convoyeurs à chaîne. Le mélange larves et frass est transféré depuis un retourneur automatique vers une trémie située au-dessus d’un tamis séparateur. Depuis la trémie, l’alimentation du tamis se fait via une écluse positionnée sous la trémie. Le débit du mélange larves et frass envoyé vers le tamis est contrôlé en changeant la vitesse de rotation de l’écluse.
Il est également possible d’injecter du frass brut ou un mélange de frass et de larves en provenance d’un autre site d’élevage ou de bennes de stockage directement dans la ligne de manutention afin de le transformer.
Le mélange frass et larves peut être trié par granulométrie. En effet, le frass est majoritairement constitué d’une poudre humide, de granulométrie inférieure au millimètre. Les larves sont assimilables à des cylindres de diamètre entre 3 et 5 mm et de longueur entre 8 et 12 mm. Une séparation par granulométrie est donc utilisée en mettant en œuvre un tamis de type « trampoline ». La maille du tamis évolue avec un effet trampoline, c’est-à-dire que la maille s’étend puis se détend, créant un effet de rebondissement de la matière. Ce tamis est particulièrement adapté à des matières colmatantes comme le frass qui est une matière poudreuse à humidité variable entre 35 et 65%HR. Le frass passe au travers de la maille progressivement en parcourant la longueur du tamis. Le frass est collecté sous le tamis. Les larves restent au-dessus de la maille et parcourent le tamis sur toute sa longueur.
La largeur et la longueur du tamis sont choisies pour assurer le traitement du débit instantané nominal de matière entrante (mélange larves et frass), et assurer la meilleure séparation entre les larves et le frass, avec un compromis entre pureté et rendement.
Le paramétrage conduit à privilégier soit la pureté de la fraction larves, soit la pureté de la fraction frass.
Plus l’objectif est de purifier la fraction larves, plus il faudra accepter d’avoir des larves qui passe dans le frass. A l’inverse, si l’objectif est de maximiser le rendement, il faut à tout prix éviter que des larves passent dans le frass. Le choix a été fait d’accepter d’avoir du frass dans les larves, afin de réduire à moins de 3% en poids le taux de larves dans le frass.
Cette première étape de tamisage via le tamis trampoline permet de séparer le frass pulvérulent des larves et des autres corps étrangers ayant une taille supérieure ou égale à celle des larves. Les larves sont ensuite séparées des autres corps ayant une taille supérieure via une autre étape de tamisage grâce à un crible circulaire.
Le frass séparé des larves par le tamis trampoline est collecté par un convoyeur à chaîne directement sous ce tamis et dirigé vers un élévateur à godets qui permet la manutention verticale du frass.
En jetée de l’élévateur à godets, un aiguillage trois-voies permet de diriger le frass selon l’une des voies :
Voie 1 - Vers le système de mise en stockage (bennes) via une série de transporteurs à chaines. Cette voie permet de moduler le volume de frass à traiter et d’apporter de la flexibilité aux opérations en désynchronisant le traitement des larves et le traitement du frass. L’opérateur peut choisir de stocker du frass (et donc de ne pas empêcher la transformation de larves) dans un premier temps, puis de le traiter dans un second temps sans avoir à faire tourner deux ateliers de transformation de façon simultanée.
Voie 2 - Vers un système de traitement thermique, ce qui permet de produire du frass brut non-transformé sans larves résiduelles vivantes vers des voies de valorisation extérieure telles que la méthanisation.
Voie 3 - Vers la ligne de transformation complète du frass pour produire des granulés de frass utilisés comme fertilisant.
Les rebus du crible circulaire (frass sous formes de plaques ou de boulettes) peuvent également être injectées dans le convoyeur sous le tamis.
La illustre le schéma fonctionnel de l’installation de valorisation du frass. Le contenu des modules multi-étagés d’élevage provient de la zone d’élevage par l’intermédiaire d’un transporteur à chaine (1). L’installation prévoit optionnellement la possibilité d’introduire également un mélange de larves et de frass provenant d’un autre site d’élevage (3). Les matières collectées sont transférées depuis un transporteur à chaine (2) jusqu’à une trémie tampon (4) assurant un stockage d’attente permettant d’adapter l’arrivée de matière à tamiser en fonction de la capacité du tamis (6), par l’intermédiaire d’une écluse (5) pilotée.
Les larves séparées par le tamis (6) tombent dans une goulotte (7) de récupération et sont dirigées par un transporteur à bande (9) vers un crible circulaire (10) assurant la séparation entre les larves et le frass résiduel et les éventuels corps étrangers de taille supérieure aux larves. Ce frass résiduel est renvoyé après séparation dans le flux de frass s’écoulant dans la goulotte (11) sous le tamis (6).
Ce flux peut aussi recevoir du frass essoré provenant d’une presse à vis (12). Cette presse à vis permet de retirer le frass accumulé dans l’eau chaude utilisée pour dévitaliser les larves sur lesquelles des particules de frass peuvent rester collées.
Ces différents flux sont regroupés dans un élévateur à godets (13) alimentant un aiguillage à trois voies (14).
La première voie alimente un transporteur à chaine (16) transférant le frass brut vers des bennes (20). Ce transporteur à chaine (16) reçoit aussi des flux provenant des deux autres voies. Ces bennes (20) permettent de stocker le frass excédant la capacité de transformation de l’unité de transformation, pour ensuite permettre de réinjecter le contenu dans le circuit de traitement lorsque les capacités le permettent.
La deuxième voie transfère le frass vers un système de traitement thermique permettant d’abattre les larves résiduelles potentiellement présentes dans le frass. Ceci permet de pouvoir valoriser le frass brut directement, par exemple par méthanisation. Dans cet exemple de réalisation, cette deuxième voie est composée d’une trémie tampon (17) et d’un conditionneur thermique (18) permettant de maintenir le frass à la température souhaitée pendant une durée déterminée (typiquement à 90°C pendant 2 minutes). Une fois le frass traité thermiquement, il est envoyé vers des bennes (20) via le transporteur à chaîne (16).
La troisième voie alimente l’unité de transformation et de conditionnement (15) du frass, par exemple une unité de séchage et de granulation pour la formation de granulés de frass. Les excédents sont transférés vers les bennes (20), le frass traité sous forme de granulé est envoyé vers un silo (21) pour être stocké avant expédition.
L’ensemble de bennes (20) comportent des bennes stockant du frass brut et/ou des bennes stockant du frass traité thermiquement.
Claims (10)
- Installation de traitement de frass provenant d’un élevage d’insectes caractérisée en ce que le flux de frass alimente un aiguillage présentant au moins deux sorties pour diriger le frass vers au moins deux systèmes de traitements différents.
- Installation de traitement de frass selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de stockage.
- Installation de traitement de frass selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de traitement thermique de dévitalisation des matières vivantes résiduelles.
- Installation de traitement de frass selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’une des sorties dudit aiguillage débouche vers un système de granulation.
- Installation de traitement de frass selon la revendication 1 caractérisée en ce que le flux de frass alimente un aiguillage présentant trois sorties constituées par :
- une première sortie débouchant vers un système de stockage,
- une deuxième sortie débouchant vers un système de traitement thermique de dévitalisation des matières vivantes résiduelles,
- une troisième sortie vers un système de granulation.
- Installation de traitement de frass selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit aiguillage est un aiguillage pilotable grâce à des vérins pneumatiques.
- Installation de traitement du frass selon la revendication 1 caractérisée en ce que le frass collecté est transporté vers l’aiguillage par un convoyeur à godets.
- Installation de traitement du frass selon la revendication 1 caractérisée en ce que le flux de frass provient d’une séparation granulométrique du frass et des larves d’insectes.
- Installation de traitement du frass selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle comporte une trémie tampon (4) assurant un stockage d’attente permettant d’adapter l’arrivée de la matière à tamiser en fonction de la capacité du tamis (6), par l’intermédiaire d’une écluse (5) pilotée.
- Installation de traitement du frass selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle comporte un sas d’alimentation additionnel pour l’introduction d’un mélange de larves et de frass provenant d’un autre site d’élevage (3).
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