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WO2014027054A2 - Combustible a base de biomasse, sa fabrication et systeme d'alimentation adapte - Google Patents

Combustible a base de biomasse, sa fabrication et systeme d'alimentation adapte Download PDF

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Publication number
WO2014027054A2
WO2014027054A2 PCT/EP2013/067048 EP2013067048W WO2014027054A2 WO 2014027054 A2 WO2014027054 A2 WO 2014027054A2 EP 2013067048 W EP2013067048 W EP 2013067048W WO 2014027054 A2 WO2014027054 A2 WO 2014027054A2
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WO
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fuel
residues
balls
endocarp
fruit
Prior art date
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PCT/EP2013/067048
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WO2014027054A3 (fr
Inventor
Didier Bernard
Original Assignee
Didier Bernard
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Publication date
Application filed by Didier Bernard filed Critical Didier Bernard
Publication of WO2014027054A2 publication Critical patent/WO2014027054A2/fr
Publication of WO2014027054A3 publication Critical patent/WO2014027054A3/fr

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    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • Biomass fuel its manufacture and adapted feeding system.
  • the present invention aims, inter alia, to promote and facilitate the use of biomass fuels by the use of appropriate pellets and the automation of the continuous charging of the heating modules.
  • the invention proposes the use, as fuels, of cores, in particular endocarps, fruits or berries, for example olives.
  • Crushed and dried olive kernels are produced in very large quantities in a form called pomace which happens to be the by-product of the extraction process of olive oil consisting of skins, pulp residues, seeds and fragments of dried nuclei called "endocarps”.
  • patent document FR 2 936 810 discloses a combustible material based on olive pomace and wood residues.
  • the object of the invention is, however, to obtain an even better product, in particular in terms of calorific value, and to produce fuel that can be transported automatically and continuously in supply ducts for modules. such as fireplaces, fireplaces or boilers.
  • the present application also describes the construction of a system for transporting biomass fuels through supply ducts, and the adaptation of these biomass fuels into balls making it possible to constitute a migratory element.
  • the invention has been thoroughly studied to make all elements compatible so as to favor the use of biomass for the purpose of comfort as obtained with most fuels but with an advantageous purchase cost.
  • the invention has highlighted by way of example the shaping of 6 types of balls differentiated by their diameters.
  • Each ball has been dimensioned compared to standard PVC pipe conduits that will be used for the automatic feeding of a combustion point, and in relation to its energy power.
  • the invention described in more detail below is the result of an economic study, and the details are naturally subject to modifications, as well as integration, functions, dimensions, and mechanical or technical characteristics depending on commercial achievement and market requirements.
  • the description which follows is essentially illustrative and in no way limits the scope of the patent application which will be defined only by the claims interpreted in light of the description.
  • FIG. 1 illustrates a molding impression that can be used for the production of spherical balls according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a mechanism for thrusting the balls in a tubular distribution network of the balls according to the invention.
  • the biomass balls consist essentially of three components:
  • endocarps fragments of dried nuclei called "endocarps".
  • endocarps fragments of dried nuclei
  • pomace epicarp, mesocarp and seeds.
  • aggregating agent such as starch in the form of semi-crystalline granules originating from cereals and potatoes, in the form of agar, gelatin or, according to a preferred embodiment of the invention, bone glue (bone meal or fish meal, MBM). It has been observed that the amount of dilution water to obtain a bone meal glue is much lower than that
  • Phase 1 Phase 1:
  • the endocarps are milled to obtain fragments of the desired type of beads, ie from 3 to 9 mm, preferably from 4 to 6 mm.
  • the grignon is dried and calibrated to a diameter of less than 4mm, preferably less than 2mm.
  • an exemplary basic mixture it is assembled at room temperature +/- 62% of endocarps, +/- 31% of pomace prepared in phase 1 and the starch paste which represents 6.2% of starch or bone paste and +/- 31% of water prepared in phase 1.
  • the three ingredients are kneaded to obtain a
  • the basic mixture is transformed into balls
  • the diameter of the ball-sphere is advantageously from 12 to 100 mm.
  • Well round and solid biomass fuel balls can be composed as a standard of +/- 80%
  • fruit and berry endocarp is a by-product of the food industry include: Olive (01), Argan (Ar), Fisheries (Pê) (Prunus persica), Datte (Da) (Phoenix dactylifera ), Plums - Prune (Pr) (Prunus domestica), Apricot (Ab) (Prunus armeniaca) photo n ° 3, Grape (Ra), Cherry (Ce), etc.
  • the endocarp is very weather resistant (more than 15 years) and is not easily degradable.
  • the use of the endocarp as a biomass fuel for heating or for heating must, according to the invention, have the following characteristics.
  • First characteristic the endocarp must be lignified, or cartilaginous.
  • Second obligation the endocarp must be pure that is to say, must not contain pebbles or other impurities, the endocarp must not have been treated with chemicals or contain spores or unsuitable oil residues to combustion and can release gases or substances bad in the air.
  • the endocarp must not have a moisture content greater than 10%.
  • the fourth characteristic the endocarp will have a size in relation to the choice of the balls for which the endocarp has been affected.
  • the refined olive olives (GOR), which can compose more or less 20% of the balls according to the invention is the name that has been given to the solid residues of olives.
  • the olive residues are the solid residues resulting from the extraction of oil, whereas the liquid residues are called margines.
  • the term "grignon” is however the only one used in the regulations, the only difference between the classic pomace and pasty pomace (GOP) being the water content.
  • crankcase can be totally or partially replaced by components based on straw or fodder.
  • the finished balls must have the following characteristics to be compatible with the "ball pusher" which will allow the supply to a combustion device.
  • the first obligation is to be the most perfectly spherical and smooth to move, possibly rolling, and move the other balls easily.
  • the second obligation is to be very resistant to pressure and shocks.
  • the third obligation is to be composed as much as possible of endocarp (up to 95%), which is a slow combustion fuel.
  • the fourth obligation is to ignite quickly, thanks to the skin dust and pulp which are olive residues which constitutes a fast-burning fuel.
  • Phase 1 the preparation of the ball paste or
  • Basis Paste includes the following steps:
  • the starch paste is prepared by mixing it with water, thus obtaining unstable starch in water, one of the starch milk.
  • This starch milk while continuing to mix it is heated in a water bath at a temperature of 70 ° C. By increasing the temperature the mixture will become progressively viscous and translucent.
  • the starch paste (Acolle) can then be cooled. Surprisingly it has been found that the starch can be advantageously replaced by bone glue.
  • Second stage is prepared the refined olive cake (GOR) that has been previously dried, and reduced to a particle size of maximum 1 to 4 millimeters.
  • GOR1 "code 1" represents the largest diameter of the pomace fragment equal to or smaller than 1 millimeter.
  • the purpose of this ingredient is indeed to infiltrate between the interstices that will leave the endocarp component during the formation of the ball in order to make the beads as incompressible as possible.
  • the third step is to treat the third ingredient, the endocarp and crush it to a dimension that will reduce the interstices between the endocarpal fragments so that it is most present and homogeneous in the beads.
  • the endocarp is a very solid product much stronger than wood, and exaggerate the crushing at a significant cost in energy which it is absolutely necessary to avoid, because that would graft the final price of the balls.
  • the code "4" defines the diameter of the endocarp fragment equal to or smaller than 4 millimeters.
  • the "014" represents fragments of endocarps of olives with a maximum diameter of 4 millimeters, this does not necessarily represent a sphere, but rather any fragment.
  • the code "015" represents fragments of endocarps of olives of maximum diameter 5 millimeters.
  • For the code "P6” represents fragments of peach endocarps with a maximum diameter of 6 millimeters, and so on for all endocarps claimed for the practice of the present invention.
  • the GOR "1 to 4" the calibrated olive oil
  • Acolle eg the cooled starch paste
  • glue paste starch or bone meal
  • a sticky agent with a biological base is thus obtained to assemble the endocarp pieces.
  • the fifth step is to carefully mix acolgop "1 to 4" with the endocarp calibrated to obtain a paste that we call "base paste”.
  • the "base dough” can therefore be elaborated from a assortment of various endocarp components with the same or different granulometry and granulomorphy.
  • Phase 2 the shaping of the balls
  • the shaping of the balls according to the invention consists in molding the "base paste" in the form of beads adapted to the supply and pipe system of a combustion device chosen, such as a heating fire.
  • the shaping is obtained by an apparatus to the principle known per se, for example for the manufacture of "coal balls”.
  • Half-ball impression molds are used, attached via a rail, with two drums and running smoothly in front of dough-carrying screws and rotating brushes. The translation screws rotate at a constant speed and push the dough into the molds. Special rotating brushes make it easy to fill and drain excess dough.
  • a drum filled with molds filled with dough is positioned during the rotation against the other drum also filled molds filled with similar half-ball impression.
  • the paste of each half-fingerprint associates by contact so as to form a ball.
  • the drums continue their races and the balls, under the influence of the gravity, and possibly of a light current of air, unhook from the mold and fall on a carrier which will lead them to the drying.
  • an impression particularly suitable for molding the base paste is used.
  • Fig. 1 schematically illustrates in fact an example molding impression shown in section, which can be used for the manufacture of spherical balls according to the invention. It consists essentially of three pieces. 1. The shape of the central piece 1 has the semi-circumference of the ball minus the assembly area. A central perforation 2 is intended to provide stall ventilation of the ball thus avoiding a suction effect and / or allows stall blowing. As for the attachment to the base 5, a clip can be used placed in a groove 3 provided for this purpose.
  • the sleeve 4 of the impression is a piece made of brass with or without Niflor coating.
  • the main features of Niflor are the resistance to corrosion and wear and is uniformly deposited on the part.
  • the purpose of the jacket 4 is to receive the paste throughout the impression during filling, which will determine the quantity of paste to be introduced into the impression.
  • the shirts retract on both sides when merging the two half-spheres.
  • the jacket 4 is subjected to a force produced by belleville springs 6 of +/- 25Nm. After assembly and ejection of the spheres the shirt takes its place. The dimensions are adapted to the size of the desired ball and to the other two elements that make up the imprint.
  • the base 5 of the impression is a piece made of stainless steel with Niflor coating.
  • the base has two functions. The first is to align the Ertacetal or Ertalon centerpiece or a central part assembly to the "coal ball making type” drum rail or "waffle type” forming platform. The second function is to ensure the alignment of the impression and the shirt for a perfect cooperation of the whole.
  • the drying of the beads may be natural or caused in a dryer device.
  • the drying time depends on many parameters: the moisture content of the base paste, the ambient temperature, the type of drying, which can be a predominant energy station and which will influence the price of the balls.
  • the relative humidity of the balls according to the invention before packaging must be less than 15%, preferably less than 10%.
  • a fuel supply system for one or more combustion devices comprising supply ducts in the form of rigid or flexible cylindrical pipes (eg PVC) possibly arranged in a distribution circuit to the path complex.
  • the diameter of conduits for the balls are adapted to the diameters of the balls which are for example 13 mm, 15 mm, 19 mm, 24 mm, 29 mm and 40 mm.
  • the balls are, according to this new device forming part of the invention, pushed by an electric pusher device, itself fed to the storage place of the balls.
  • the "ball pusher” may have a length of 220 mm to 300 mm and comprises a translational spiral fed by lateral holes themselves connected to the storage location via p.e. a hopper.
  • the diameter of the pusher device is 40 to 50 mm; for 24mm balls: the diameter is 75 mm; for 29 mm balls: the diameter is 90 mm; for 40 mm balls: the diameter is 110 mm.
  • the following elements are provided.
  • the "pusher” consists of a cone 20 to guide the balls to the distribution ducts 21, conduits p.e rigid PVC. This cone 21 is fixed by clips
  • the cylinder will be transparent for
  • This cylinder 25 is perforated with 3 or 4 holes 24, on either side, allowing access of the balls to the spiral 22 and advance them in the cylinder 25.
  • the spiral 22 consists of a round 2mm diameter smooth forming 3 turns, and is fixed on either side to an axis 27 8 to 10 mm in diameter which is the axis of rotation coupled to the micromotor-gearbox 30.
  • the spiral 22 is finished on the cone side 20 by a flange 23 for thrusting the balls in the cone 20.
  • the cylinder 25 is equipped on its inner side with longitudinal guides 29, 29 'allowing the balls which are pushed by the spiral 22 to follow an advance parallel to the axis 27.
  • the cylinder 25 is fixed to the gearmotor 30 by
  • the geared motor 30 consists of a low-noise direct current motor, a gear reducer for converting the motor speed at an axis speed of 50 rpm.
  • a spring 31 makes it possible to keep the gearmotor 30 in the operating position without excessive resistance of
  • the choice of linear helical spiral can be made for example according to four criteria.
  • the first criterion is of course the diameter of the balls which must be determined by the diameter of the conduit or standard pipe.
  • the second criterion concerns the management of the balls by the "ball pusher".
  • the "ball pusher” should take charge
  • the third criterion relates to the fact that one is obliged to tolerate in the translation cylinder so that the balls have a comfortable translation advance without being damaged, but also to avoid being hampered by fragments of endocarps to be eliminated. for possible recycling.
  • the fourth criterion is predominant, the spiral
  • Linear Helical 22 is the structural element designed to maintain and accumulate mechanical energy and work on the principle of flexible deformation of material in tension.
  • the linear helical spiral is among the component of the most stressed machine and must be the interceptor of static forces and
  • the reducing micromotor 30 of the industrial type to the epicyclic gear train may have the following technical characteristics:
  • the motor has a power of 3.5 watts, a voltage of 3V and an intensity of 1.17 ampere continuously, or 12 volts continuously and 0.266 amperes. He is able to keep a 100% continuous diet for 2 years ie 730 days of 24 hours.
  • the gearbox output shaft will rotate at a speed of 50 rpm.
  • the thrusting fin 23 is the piece which is placed directly at the end of the helical spiral 22 on the side of the truncated cone.
  • This palm is made of standard steel and will have the shape intended for the manual propulsion of the balls in the pipe.
  • the point of support of the palm to ensure its propulsive force is the end of the spiral after fixing the spiral to the central axis of rotation. This attachment is preferably welded.
  • the invention thus discloses generally a
  • solid fuel in the form of pellets, spherical or not, comprising or consisting essentially of fruit or berry residues (skin, pulp, endocarp, cores) and organic glue, and comprising less than 15% water, preferably less than 10% water.
  • the forming can be carried out by techniques known per se.
  • the fruit can advantageously be the olive.
  • the pellets comprise more than 40% by weight of crushed endocarps with a particle size of between 3 and 9 mm.
  • Organic glue is a glue based on bone meal or starch.
  • the endocarp content is greater than 40%
  • the pellets advantageously have a size ranging from 8 to 50 mm.
  • Olive pomace and glue are mixed and used to form the pellets by filling in the interstices between the endocarp fragments.
  • the grouse is calibrated to less than 2 mm, and the endocarp component is 4-9 mm.
  • the granulometry of the pomace is always smaller than that of the endocarp fragments.
  • pellets are spherical in shape, they can be advantageously used in an automatic heating feed system comprising a feed pipe pellets, the latter being pushed by a suitable push motor system having a helical drive.

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Abstract

Combustible solide de forme sphérique consistant en des résidus de fruit ou baie (peau, pulpe, endocarpe, noyaux) et de colle organique, et comprenant moins de 15% d'eau, de préférence moins de 10% d'eau. Le combustible est de préférence basé sur des résidus d'olives et comporte plus de 40% en poids d'endocarpes broyés. L'invention comprend également un procédé de formage et un procédé d'alimentation d'un foyer adapté au combustible.

Description

Combustible à base de biomasse, sa fabrication et système d'alimentation adapté.
La présente invention a pour objectif, entre autres, de favoriser et de faciliter l'utilisation des combustibles biomasses par l'utilisation de pellets appropriés et l'automatisation du chargement en continu des modules de chauffe .
L'invention propose l'utilisation, à titre de combustibles, de noyaux, en particulier d'endocarpes, de fruits ou de baies, par exemple d'olives.
Les noyaux d'olives broyés et séchés sont produits en très grandes quantités sous une forme appelée grignon qui se trouvent être le sous-produit du processus d'extraction de l'huile d'olive composé des peaux, des résidus de la pulpe, de graines et des fragments des noyaux séchés appelés "endocarpes".
L'utilisation de noyaux d'olive traités en tant que combustible est connue. Il se présente généralement sous la forme de granulés, pellets, briquettes ou bûches.
Ainsi le document de brevet FR 2 936 810 divulgue un matériau combustible à base grignons d'olive et de résidus de bois.
Par ailleurs d'autres documents de brevet traitent également de l'utilisation d'endocarpes de fruits, en particulier d'olives, pour la préparation de combustibles tels que les documents EP 1852495, DE 10200703277, WO200905363.
L'invention vise cependant, entre autres, à l'obtention d'un produit encore amélioré, en particulier en terme de pouvoir calorifique, et à la production de combustible apte à être transporté automatiquement et en continu dans des conduits d'alimentation pour modules de chauffe tels que cheminées, foyers ou chaudières.
La présente demande décrit également la construction d'un système de transport des combustibles biomasses à travers des conduits d'alimentation, et l'adaptation de ces combustibles biomasses en billes permettant de constituer un élément migratoire.
L'invention a fait l'objet d'une étude approfondie pour rendre compatibles tous les éléments de manière à favoriser l'utilisation de la biomasse dans un objectif de confort comme obtenu avec la plupart des combustibles mais avec un coût d'achat avantageux.
L'invention a mis en évidence à titre d'exemple le façonnage de 6 types de billes différenciés par leur diamètres. Chaque bille a été dimensionnée par rapport aux conduits du tuyau PVC du type standard qui seront utilisés pour l'alimentation automatique d'un point de combustion, et en rapport avec son pouvoir énergétique. L'invention décrite plus en détail ci-après est le résultat d'une étude économique, et les détails sont bien entendu sujets à modifications, aussi bien d'intégration, de fonctions, de dimensions, et de caractéristiques mécaniques ou techniques en fonction de la réalisation commerciale et les exigences du marché. La description qui suit est essentiellement exemplative et ne limite en rien la portée de la demande de brevet qui ne sera définie que par les revendications interprétées à la lumière de la description.
Certains aspects de l'invention sont par ailleurs illustrés de manière exemplative dans les dessins annexés, dans lequels ; la Fig. 1 illustre une empreinte de moulage pouvant être utilisée pour la fabrication de billes sphériques selon 1 ' invention, la Fig. 2 illustre un mécanisme de poussée des billes dans un réseau tubulaire de distribution des billes selon 1 ' invention .
Selon l'invention, les billes de biomasse se composent essentiellement de trois composants :
- d'endocarpes de fruit ou de baie qui sont lignifiés, scléreux ou cartilagineux formant la paroi du noyau contenant la graine de fruit ou de baie.
Exemples de fruit : cerises, abricots, pêches, noix, amandes, pacane, olives, argan, dattes, noix de coco, raisins . - de grignon d'olives qui se trouvent être le sous- produit du processus d'extraction de l'huile d'olive composé des peaux, des résidus de la pulpe et des
fragments des noyaux séchés appelés "endocarpes". Gnéralement, le pourcentage de fragments d'endocarpes est de +/- 50% en poids du reste du grignon (épicarpes, mésocarpes et graines) . - d'agent d'agrégation tel de l'amidon sous forme de granules semi-cristallins provenant des céréales et de la pomme de terre, sous forme d'agar, de gélatine ou encore, selon un mode préféré de l'invention, de la colle d'os (farine d'os ou de poisson, MBM) . On a en effet observé que la quantité d'eau de dilution pour obtenir une colle à base de farine d'os est bien inférieure à celle
nécessaire pour l'obtention de colle à base d'amidon (jusqu'à 4 fois moins) . Le procédé pour la fabrication d'une bille implique :
une phase de broyage et/ou calibration des trois composants,
une phase de mélange,
une phase de mise en forme de la bille,
- une phase de séchage.
A titre d'exemple ces phases sont davantage décrites ci- après : Phase 1 :
Les endocarpes sont broyés de manière à obtenir des fragments au type des billes souhaité, soit p.e. de 3 à 9mm, de préférence de 4 à 6mm. Le grignon est séché et calibré en un diamètre de moins de 4mm, de préférence moins de 2mm.
L'amidon et/ou la farine d'os est mélangé à un
pourcentage d'eau défini dans le mélange ci-après pour obtenir une colle d'os ou d'amidon. L'amidon doivent être chauffé à 70°C pour devenir visqueux et translucide. On le nommera ci-après xpâte d' amidon' . Phase 2 :
Pour la réalisation d'un mélange de base exemplatif , il est assemblé à température ambiante +/- 62% d'endocarpes, +/- 31% de grignons préparés en phase 1 et de la pâte d'amidon qui représente 6,2% d'amidon ou de coller d'os et +/- 31% d'eau préparé en phase 1.
Les trois ingrédients sont malaxés pour obtenir un
mélange de base comprenant de manière homogène les morceaux d'endocarpe broyés .
Phase 3 :
Le mélange de base est transformé en billes
essentiellement lisse et sphériques, comme décrit
davantage ci-après. Le diamètre de la sphère-bille est avantageusement de 12 à 100 mm.
Les billes de combustible biomasse bien rondes et solides peuvent être composées en standard de +/- 80%
d'endocarpes, combustibles à hauts pouvoirs calorifiques à combustion lente et de 20% d' épicarpes et de
mésocarpes, et graines, parfaitement secs à hauts
pouvoirs calorifiques à combustion rapide.
I . Matières premières Comme mentionné, les fragments de noyaux ou d'endocarpe, constitués de bois très dur à haut pouvoir calorifique peuvent composer plus de 80% des billes. Au plus les billes sont riches en endocarpe, plus cela permet d'obtenir un rendement de meilleure qualité.
A titre d'exemples de fruit et baie dons l'endocarpe est un sous produit de industrie agroalimentaire on peut citer: Olive (01), Argan (Ar) , Pêches (Pê) (Prunus persica) , Datte (Da) (Phoenix dactylifera) , Prunes - Pruneau (Pr) (Prunus domestica) , Abricot (Ab) (Prunus armeniaca) photo n°3, Raisin (Ra) , Cerise (Ce), etc.. L'endocarpe résiste très bien aux intempéries (plus de 15 ans) et n'est pas facilement dégradable.
L'utilisation de l'endocarpe comme combustible biomasse, pour se chauffer ou pour chauffer, doit obligatoirement selon l'invention avoir les caractéristiques suivantes. Première caractéristique, l'endocarpe doit être lignifié, ou cartilagineux. Deuxième obligation, l'endocarpe doit être pur c'est à dire, ne doit pas contenir des cailloux ou d'autres impuretés, l'endocarpe ne doit pas avoir été traité avec des produits chimiques ou contenir des spores ou restes d'huile impropres à la combustion et pouvant dégager des gaz ou substances mauvaises dans l'air. Selon la troisième caractéristique, l'endocarpe ne doit pas avoir un taux d'humidité supérieur à 10 %. La quatrième caractéristique, l'endocarpe aura un calibre en rapport au choix des billes pour lequel l'endocarpe aura été affecté. Le grignon d'olives raffiné (GOR) , qui peut composer plus ou moins 20% des billes selon l'invention est le nom qui à été donné aux résidus solides d'olives. Les grignons sont les résidus solides résultant de l'extraction d'huile, alors que les résidus liquides sont dénommés margines. Le terme « grignon » est cependant le seul utilisé dans les textes réglementaires, la seule différence entre les grignons classiques et les grignons pâteux (GOP) étant la teneur en eau.
On notera que selon d'autres modes de mise en oeuvre de l'invention, le grignon peut être totalement ou partiellement remplacé par des composants à base de paille ou de fourrage.
II. Fabrication des billes
Pour son utilisation selon un aspect de l'invention, les billes finies doivent avoir les caractéristiques suivantes pour être compatibles avec le "poussoir de billes" qui permettra l'alimentation vers un dispositif de combustion. La première obligation est celle d'être le plus parfaitement sphérique et lisse pour pouvoir se mouvoir, éventuellement en roulant, et faire bouger les autres billes aisément. La deuxième obligation est d'être très résistante à la pression et aux chocs. La troisième obligation est d'être composée le plus possible d'endocarpe (jusqu'à 95%), qui est un carburant à combustion lente. La quatrième obligation est celle de s'enflammer rapidement, grâce à la poussière de peau et de pulpe qui sont des résidus d'olives qui constitue un carburant à combustion rapide.
Dans la littérature interne au demandeur il a été créé une nomenclature définissant les différents éléments pouvant intervenir dans le processus de fabrication : Olive (01), Argan (Ar) , Pêches (Pê) (Prunus persica) , Datte (Da) (Phoenix dactylifera) , Prunes - Pruneau (Pr) (Prunus domestica) , Abricot (Ab) (Prunus armeniaca) , Raisin (Ra) , Cerise (Ce) noix (No) , Noix de Coco (NC) Pacane (Pa) . le Grignons d'Olives Brut (GOB) , Le Grignons d'Olives Raffinés (GOR) , le Grignons d'Olives Pâteux (GOP) . La pâte d'amidon (Acolle) Le Grignons d'Olive Raffiné calibré (GOR2) . La pâte de grignon d'olives raffinée mélangée avec l'amidon (acolgop2) . Le pourcentage d'un composant est exprimé en poids.
III. Phase 1, la préparation de la pate à billes ou
"pâte de base" comprend les étapes suivantes :
Première étape, on prépare la pâte d'amidon en le mélangeant à de l'eau, on obtient ainsi de l'amidon en suspension instable dans l'eau, soit un du lait d'amidon. Ce lait d' amidon tout en continuant à le mélanger est chauffé en bain marie à une température de 70 °C. En augmentant de température le mélange deviendra progressivement visqueux et translucide. La pate d'amidon (Acolle) peut ensuite être refroidie. De manière surprenante il a été constaté que l'amidon peut être avantageusement remplacé par de la colle d'os.
Deuxième étape on prépare le grignon d'olives raffinés (GOR) que aura été préalablement séché, et réduit à une granulométrie de maximum 1 à 4 millimètres. (GOR1) "code 1" représente le diamètre le plus grand du fragment de grignon, égal ou plus petit que 1 millimètre. Le but de cet ingrédient est en effet de s'infiltrer entre les interstices que laissera le composant endocarpe lors de la formation de la bille dans le but de rendre les billes les plus incompressibles possible.
La troisième étape consiste à traiter le troisième ingrédient, l'endocarpe et de le concasser à une dimension qui permettra de diminuer les interstices entre les fragments d'endocarpes pour qu'il soit le plus présent et homogène dans les billes. Il faut noter que l'endocarpe est un produit très solide beaucoup plus solide que le bois, et que exagérer le concassage à un coût important en énergie ce qu' il faut absolument éviter, car cela grefferait le prix final des billes. Après une analyse granulométrique et granulomorphique le code « 4 » définit le diamètre du fragment d'endocarpe égal ou plus petit que 4 millimètres. Par exemple le « 014 » représente des fragments d'endocarpes d'olives de diamètre maximum 4 millimètres, cela ne représente pas forcément une sphère, mais bien un fragment quelconque. Pour le code « 015 » représente des fragments d'endocarpes d'olives de diamètre maximum 5 millimètres. Pour le code « Pê6 » représente des fragments d'endocarpes de pêche d'un diamètre maximum de 6 millimètres, et ainsi de suite pour tous les endocarpes revendiqués pour la mise en pratique de la présente invention .
Dans la quatrième étape, on mélange à température ambiante le GOR « 1 à 4 » (le grignon d'olive calibré) et Acolle (p.e. la pâte d'amidon refroidie) ce qui donne une pâte de couleur vert foncé, homogène de grignon d'olives calibré totalement imbibé de pâte de colle (amidon ou farine d'os) que l'on nommera l'acolgop « 1 à 4 ». On obtient ainsi, un agent collant à base biologique pour assembler les morceaux d'endocarpes. La cinquième étape, consiste à mélanger soigneusement l'acolgop « 1 à 4 » avec l'endocarpe calibré de manière à obtenir une pâte que nous dénommerons "pâte de base". La "pâte de base" peut donc être élaborée à partir d'un assortiment de divers composants endocarpes à granulométrie et granulomorphie identiques ou différents.
On notera cependant que de manière moins préférentielle l'addition de l'endocarpe peut aussi être effectuée avant le mélange avec la colle.
IV. Phase 2, la mise en forme des billes La mise en forme des billes selon l'invention consiste à mouler la "pâte de base" en forme de billes adaptées au système d'alimentation et de canalisation d'un dispositif de combustion choisi, tel un foyer de chauffage. La mise en forme est obtenue par un appareillage au principe connu en soi, par exemple pour la fabrication des "boulets de charbon" . On utilise des moules à empreinte de demi-bille fixés, p.e. via un rail, à deux tambours et défilant régulièrement devant des vis de transport de la pâte et des brosses rotatives. Les vis de translation tournent à une vitese constante et poussent la pâte dans les moules. Des brosses rotatives spécifiques facilitent le remplissage et l'évacuation de l'excédent de pâte. Un tambour garni de moules remplis de pâte vient se positionner pendant la rotation face à l'autre tambour garni lui aussi des moules remplis à empreinte de demi-bille similaires. La pâte de chaque demi-empreinte s'associe par contact de manière à former une bille.
Les tambours poursuivent leurs courses et les billes, sous l'influence de la gravité, et éventuellement d'un léger courant d'air, se décrochent du moule et tombent sur un transporteur qui les conduira au séchage. Selon l'invention, une empreinte particulièrement adaptée au moulage de la pâte de base est utilisée.
La Fig. 1 illustre schématiquement en effet un exemple d'empreinte de moulage représentée en section, pouvant être utilisée pour la fabrication de billes sphériques selon l'invention. Elle est constituée essentiellement de trois pièces. 1. La forme de la pièce centrale 1 présente la demi- circonférence de la bille moins la zone d'assemblage. Une perforation centrale 2 a pour but d'assurer la ventilation de décrochage de la bille évitant ainsi un effet de ventouse et/ou permet un soufflage de décrochage. Quant à la fixation au culot 5, un clip peut être utilisé placé dans une rainure 3 prévue à cet effet.
2. La chemise 4 de l'empreinte, est une pièce réalisée en laiton avec ou sans recouvrement de Niflor. Les principales caractéristiques du Niflor sont la résistance à la corrosion et à l'usure et est déposé uniformément sur la pièce. La chemise 4 a pour but d'acueillir la pâte dans l'ensemble de l'empreinte lors du remplissage, ce qui déterminera la quantité de pâte à introduire dans l'empreinte. Les chemises se rétractent de part et d'autre lors de la fusion des deux demi sphères. La chemise 4 est soumise à une force produite par des ressorts bellevilles 6 de +/-25Nm. Après l'assemblage et éjection des sphères la chemise reprend sa place. Les dimensions son adaptées à la dimension de la bille désirée et aux deux autres éléments qui constituent 1 ' empreinte . 3. Le culot 5 de l'empreinte, est une pièce réalisée en acier inoxydable avec recouvrement de Niflor. Le culot a deux fonctions. La première consiste à assurer l'alignement de la pièce centrale en Ertacetal ou en Ertalon ou d'un ensemble de pièce central au rail du tambour "type fabrication de boulets de charbon", ou du plateau de formation "type gaufrier". La deuxième fonction est d'assurer l'alignement de l'empreinte et de la chemise pour une parfaite coopération de l'ensemble.
V. Phase 3, séchage des billes
Le séchage des billes peut être naturel ou être provoqué dans un dispositif séchoir. Le temps de séchage dépend de nombreux paramètres : le degré d'humidité de la pâte de base, la température ambiante, le type de séchage, qui peut être un poste énergétique prépondérant et qui influencera le prix des billes. Cependant l'humidité relative des billes selon l'invention avant l'emballage doit être inférieure à 15 %, de préférence inférieure à 10%.
Selon l'invention on prévoit également un système d'alimentation du combustible à un ou plusieurs dispositifs de combustion comprenant des conduits d'amenée sous la forme de tuyau cylindrique rigides ou flexibles (p.e. en PVC) éventuellement disposés en un circuit de distribution au trajet complexe. Le diamètre de conduits pour les billes sont adaptés aux diamètres des billes qui sont par exemple de 13 mm, 15 mm, 19 mm, 24 mm, 29mm et 40 mm.
Les billes sont, selon ce dispositif nouveau faisant partie de l'invention, poussées par un dispositif de poussoir électrique, lui-même alimenté au lieu de stockage des billes. A titre d'exemple le "poussoir de billes" peut présenter une longueur de 220mm à 300 mm et comporte une spirale de translation alimentée par des trous latéraux eux-mêmes connecté au lieu de stockage via p.e. une trémie. Pour des billes de 13 mm, le diamètre du dispositif poussoir est de 40 à 50mm; pour les billes de 24mm : le diamètre est de 75 mm; pour les billes de 29 mm: le diamètre est de 90 mm; pour les billes de 40 mm : le diamètre est de 110 mm. Comme indiqué à la Fig. 2 dans un exemple de réalisation particulier on prévoit les éléments suivants.
Le "poussoir" se compose d'un cône 20 pour guider les billes vers les conduits 21 de distribution, conduits p.e en PVC rigide. Ce cône 21 est fixé par des clips
sur un cylindre 25 qui est l'enveloppe permettant
d'utiliser le poussoir dans n'importe quelle position. Avantageusement le cylindre sera transparent pour
permettre un contrôle visuel. Ce cylindre 25 est perforé de 3 ou 4 trous 24, de part et d'autre, permettant l'accès des billes vers la spirale 22 et d'avancer celles-ci dans le cylindre 25. La spirale 22 est constituée d'un rond de diamètre de 2mm lisse formant 3 spires, et est fixée de part et d'autre à un axe 27 de 8 à 10 mm de diamètre qui se trouve être l'axe de rotation accouplé au micromoteur-réducteur 30.
La spirale 22 est terminée côté cône 20 par une palme 23 de poussage des billes dans le cône 20.
Le cylindre 25 est équipé sur sa face intérieure de guides longitudinaux 29, 29' permettant aux billes qui sont poussés par la spirale 22 de suivre une avance parallèle à l'axe 27. Le cylindre 25 est fixé au motoréducteur 30 par
accrochage mécanique, au même niveau que des ouvertures 28 d'évacuation des billes endommagées ou des résidus de billets (p.e. par gravité) .
Le motoréducteur 30 se compose d'un moteur à courant continu à faible bruit, d'un réducteur à engrenages permettant de convertir la vitesse du moteur à une vitesse d'axe de 50 tours par minute. Un ressort 31 permet de garder le motoréducteur 30 en position de fonctionnement sans résistance excessive de
fonctionnement. Si une bille ou tout autre élément provoque une telle résistance à la spirale 22, cette résistance se répercutera sur le motoréducteur 30 grâce au ressort 31. Celui-ci accusera un déplacement du module de force permettant d'agir sur un interrupteur 33 coupant ou rétablissant automatiquement l'alimentation électrique du moteur .
Le choix de la spirale hélicoïdale linéaire peut être effectué par exemple suivant quatre critères. Le premier critère est bien entendu le diamètre des billes qui doit être déterminé par le diamètre du conduit ou tuyau standard.
Le deuxième critère concerne la prise en charge des billes par le "poussoir de billes". Avantageusement, le "poussoir de billes" devrait prendre en charge
successivement un minimum de trois billes pour provoquer des déséquilibres dans la formation de voûte des billes dans un silo d'alimentation. L'obligation pour le
"poussoir de billes" de prendre en charge plus d'une bille à la fois permet d'éviter le plus possible
l'absence de billes dans la spirale, qui induirait un risque d'interruption de distribution en amont.
Le troisième critère concerne le eu que l'on est obligé de tolérer dans le cylindre de translation pour que les billes aient une avance de translation confortable sans s'abimer, mais également pour éviter d'être gêné par des fragment d'endocarpes à éliminer pour recyclage éventuel.
Le quatrième critère est prédominant, la spirale
hélicoïdale linéaire 22 est l'élément de construction conçu pour maintenir et accumuler l'énergie mécanique et de travail sur le principe de la déformation flexible du matériel en tension. La spirale hélicoïdale linéaire est parmi le composant de la machine le plus sollicité et doit être 1 ' intercepteur des forces statiques et
dynamiques, tout en assurant le déplacement des billes avec le plus de précaution et le moins de friction. Pour ce faire la fonction secondaire de la spirale est
d'évaluer, selon le cours et l'ampleur de sa déformation, sa charge en translation, de manière à assurer par exemple l'enclenchement d'un micro-switch pour arrêter le micromoteur réducteur. Le micromoteur réducteur 30 du type industriel au train épicycloïdal peut posséder les caractéristiques techniques suivantes :
A titre d'exemple, le moteur a une puissance de 3,5 watts une tension de 3V et une intensité de 1,17 ampère en continu, ou 12 volts en continu et 0,266 ampères. Il est capable de tenir un régime continu 100% pendant 2 ans soit 730 jours de 24 heures. L'axe de sortie de réducteur tournera à une vitesse de 50 tours par minute. La palme de poussage 23 est la pièce qui se place directement en bout de la spirale hélicoïdale 22 du coté du tronc de cône. Cette palme est en acier standard et aura la forme destinée à la propulsion manuelle des billes dans le conduit. Le point d'appui de la palme pour assurer sa force de propulsion est le bout de la spirale après la fixation de la spirale à l'axe centrale de rotation. Cette fixation est de préférence soudée.
~k ~k ~k
L'invention divulgue ainsi de manière générale un
combustible solide sous forme de pellets, sphériques ou non, comprenant ou consistant essentiellement en des résidus de fruit ou baie (peau, pulpe, endocarpe, noyaux) et de colle organique, et comprenant moins de 15% d'eau, de préférence moins de 10% d'eau. Pour des combustible sous forme de bûches, granulés, ou briquettes, le formage peut être effectués par des techniques connues en soi.
Le fruit peut avantageusement être l'olive.
Les pellets comportent plus de 40% en poids d'endocarpes broyés à une granulométrie comprise entre 3 et 9 mm. La colle organique est est une colle à base de farine d'os ou d'amidon.
Le contenu en endocarpe est supérieur à 40%, de
préférence à 75 % encore préférentiellement à 90 %. Les pellets ont avantageusement une dimension variant de 8 à 50 mm.
Du grignon d'olive et de la colle sont mélangés et utilisés pour former les pellets en remplissant les interstices entre les fragments d'endocarpe. Le grignon est calibré à moins de 2 mm, et le composant endocarpe à 4-9 mm.
La granulométrie du grignon est toujours inférieure à celle des fragments d'endocarpe.
Si les pellets sont de forme sphérique, ils peuvent être avantageusement utilisés dans un système d'alimentation automatique de chauffe comportant un tuyau d'arrivée des pellets, ceux-ci étant poussés par un système de moteur poussoir adapté comportant un entraînement hélicoïdal.

Claims

REVENDICATIONS
1. Combustible solide sous forme de pellets consistant essentiellement en des résidus de fruit ou baie (peau, pulpe, endocarpe, noyaux) et de colle organique, et comprenant moins de 15% d'eau, de préférence moins de 10% d'eau caractérisé en ce qu'il est de forme sphérique et comporte plus de 40% en poids d'endocarpes broyés à une granulométrie comprise entre 3 et 9 mm.
2. Combustible selon la revendication 1 dans lequel la colle est une colle à base de farine d'os.
3. Combustible selon la revendication 2 dans lequel la colle est à base d'amidon.
4. Combustible solide de forme sphérique selon n'importe laquelle des revendications précédentes composé de plus de 60% en poids d'endocarpes de fruit ou de baie.
5. Combustible solide de forme sphérique selon la
revendication précédente composé de plus de 90% en poids d'endocarpes de fruit ou de baie.
6. Combustible sphérique selon n'importe laquelle des revendications précédentes dont le diamètre est de 8 à 50 mm.
7. Combustible sphérique selon n'importe laquelle des revendications précédentes dont lesdits résidus
comprennent du grignon d'olives séché et calibré à un diamètre de moins de 2 mm.
8. Combustible selon n'importe laquelle des
revendications précédentes dans lequel le fruit ou la baie est l'olive.
9. Combustible selon n'importe laquelle des
revendications 1-8 dans lequel le fruit ou la baie est l'argan, la pêche, la datte, la noix, la prune, le pruneau, l'abricot, le raisin ou la cerise.
10. Combustible selon n'importe laquelle des
revendications précédentes dans lequel les fragments d'endocarpes présents sont de dimensions supérieures à la granulométrie desdits résidus-grignons .
11. Combustible selon n'importe laquelle des
revendications précédentes dans lequel les fragments d'endocarpes présents sont de composition essentiellement homogène et les résidus proviennent de fruits ou baies ayant été compressés et broyés pour l'extraction de leur huile.
12. Combustible selon n'importe laquelle des
revendications précédentes provenant de différents fruits ou baies.
13. Procédé d'obtention d'un combustible selon n'importe laquelle des revendications précédentes comprenant les étapes de
- broyage desdits résidus et/ou endocarpes
- mélange avec de l'amidon ou de la farine d'os aqueux sous forme de pâte, - mise en forme,
- séchage.
14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel le broyage des résidus se fait jusqu'à une calibration de 1 à 4 mm.
15. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 13 ou 14 comprenant, après le mélange, une phase
d'addition de fragments d'endocarpes de dimensions variant de 3 à 9mm, de préférence de 4 à 6 mm, avant le mélange avec l'amidon aqueux, pour produire une pâte d'amidon et de résidus de fruit ou de baie.
16. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 13 à 15 dans lequel la mise en forme est obtenue dans un moule recevant une quantité précise de pâte qui est compressée entre 2 et 8 bars de préférence environ 5 bars, durant moins de 2 secondes, de préférence moins d'une seconde.
17. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la compression est accompagnée d'une légère rotation de d'une empreinte de moulage.
18. Procédé selon la revendication 14 ou 15 dans lequel le démoulage se fait par soufflage pour produire une bille .
19. Procédé selon n'importe laquelle des revendications 13 à 18 dans lequel la bille obtenue est roulée avant l'opération de séchage.
20. Système d'alimentation de modules de chauffe
comprenant au moins un tuyau ou conduit d'amenée (21) d'un combustible, ledit système étant adapté au
combustible selon n'importe laquelle des revendications précédentes, les tuyaux étant d'un diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre du combustible sphérique à transporter, une sphère à la suite de l'autre, et povant varier ainsi p.e. de 9 à 55 mmm, ledit système comprenant en outre un poste d'introduction des billes de combustible sous la forme d'un moteur poussoir (30) accouplé à un cylindre (25) recevant via des ouvertures latérales (28) les dites billes avec entraînement
hélicoïdal de celles-ci vers un cône (20) connecté auxdit tuyau (21) .
21. Système d'alimentation selon la revendication
précédente dans lequel le cône (21) sert à guider les billes vers le ou les tuyaux, et le cylindre est un cylindre perforé de 3 ou 4 trous (24) permettant l'accès des billes audit système via la spirale poussoir (22) actionnée par le moteur (30), de préférence un
micromoteur-réducteur .
22. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications dans lequel la spirale (22) est
constitué d'un rond formant 3 spires et étant fixée de part et d'autre à un axe (27) de rotation accouplé audit moteur (30) .
23. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications 20 à 22 dans lequel la spirale (22) est terminée côté cône par une palme (23) de poussage.
24. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications dans lequel il est prévu en aval de la spirale-poussoir des ouvertures d'évacuation (28) des billes endommagée ou des résidus de billes.
25. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications 20 à 24 dans lequel le motoréducteur (30) présente une vitesse d'axe de 30 à 60 tours par minutes.
26. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications 11 à 23 dans lequel le motoréducteur (30) présente un switch (33) coupant ou rétablissant
automatiquement l'alimentation électrique du moteur si une résistance anormale apparaît au niveau de la rotation de la spirale.
27. Système d'alimentation selon n'importe laquelle des revendications dans lequel il y a plusieurs tuyaux, rigides ou flexibles, droits ou courbés, formant un réseau avec bifurcation apte à alimenter plusieurs modules de chauffe.
28. Pâte de base pour la fabrication d'éléments combustibles sphériques selon n'importe laquelle des revendications 1 à 12.
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