EP0987089A1 - Method for making shaped objects from a vegetable raw material by pressing - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé de fabrication d'objets à partir de matière première végétale. Elle vise à permettre de fabriquer des objets tels que conteneurs, emballages, panneaux ou plaques, notamment pour la construction ou l'ameublement, qui, tout en bénéficiant de caractéristiques de durabilité et de stabilité compatibles avec leur fonction, soient biodégradables, compostables et recyclables. Par "biodégradable", on entend que ledit objet est susceptible d'être dégradé au moins dans sa majeure partie par des micro-organismes naturels lorsqu'il est mis dans les conditions appropriées, et ce, sans libération de produits toxiques pour l'écosystème, et à l'échelle de quelques semaines à quelques mois. Par "compostable", on entend un objet qui, divisé, homogénéisé et mélangé à de la matière organique et/ou un sol, fournit un substrat non toxique nutritif pour les plantes. Par "recyclable", on entend un objet dont la matière peut être réutilisée pour former un objet de la même gamme.The invention relates to a method for manufacturing objects from vegetable raw material. It aims to allow the manufacture of objects such as containers, packaging, panels or plates, in particular for the construction or furnishings, which, while benefiting from durability and stability compatible with their function, are biodegradable, compostable and recyclable. By "biodegradable" is meant that said object is likely to be degraded at least for the most part by microorganisms natural when put in the right conditions, without release of toxic products for the ecosystem, and at the scale of a few weeks to months. By "compostable" is meant an object which, divided, homogenized and mixed with organic matter and / or soil, provides a nutritious non-toxic substrate for plants. By "recyclable" is meant an object whose material can be reused to form an object of the same range.
Les contraintes environnementales sont de plus en plus sévères, en particulier pour les produits jetables (notamment les emballages) et conditionnements, et on cherche à fabriquer ces produits en leur conférant un caractère biodégradable et/ou compostable et/ou recyclable afin d'éviter qu'ils deviennent une pollution ou nécessitent des traitements onéreux d'élimination. Les matières plastiques synthétiques satisfont généralement à la dernière exigence mais leur recyclage est d'un coût élevé et nécessite des tris préalables pour séparer les divers types de matériaux, tris qui sont peu compatibles avec le mode de vie actuel.Environmental constraints are increasing severe, in particular for disposable products (in particular packaging) and packaging, and we are trying to manufacture these products by giving them a biodegradable and / or compostable and / or recyclable in order to prevent them become pollution or require expensive disposal treatments. Synthetic plastics generally meet the latter requirement but their recycling is expensive and requires prior sorting to separate the various types of materials, sorting which are not very compatible with the current lifestyle.
Pour limiter ces inconvénients, de nombreuses études ont proposé de fabriquer des objets en utilisant diverses matières végétales telles que fibre de bois, coque de tournesol, pâtc à papier et en associant à ces matières des liants, texturants, colles synthétiques ou réactifs chimiques pour obtenir des objets de bonne cohésion (US-5 593 625, US-5 663 221, Pat. Abstracts of Japan vol. 098 N004 ; JP 09327684). Cette solution ne résout pas entièrement le problème de la destruction des objets après utilisation, en raison de la préscnce des additifs synthétiques ou autres. En outre, les liants et colles synthétiques les plus courants ont le défaut de libérer des produits toxiques, soit progressivement au cours du temps (urée-formol, phénol-formol), soit lors de la fabrication ou du recyclage (isocyanates). Dans certains cas, il est possible de fabriquer de petits objets courants mais les propriétés de résistance obtenues ne permettent pas de fabriquer de gros objets ou des objets appelés à subir des contraintes notables.To limit these drawbacks, numerous studies have proposed to make objects using various plant materials such as wood fiber, sunflower hull, paper pulp and by combining these materials with binders, texturizers, synthetic glues or chemical reagents to obtain objects of good cohesion (US-5,593,625, US-5,663,221, Pat. Abstracts of Japan flight. 098 N004; JP 09327684). This solution does not fully resolve the problem of destruction of objects after use, due to the prescnce synthetic or other additives. In addition, synthetic binders and glues most common fail to release toxic products, or gradually over time (urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde), either during manufacture or recycling (isocyanates). In some cases it is possible to make small common objects but the resistance properties obtained do not allow manufacture large objects or objects called to undergo significant constraints.
Par ailleurs, quelques publications ont proposé de remplacer les liants synthétiques par des liants naturels, notamment gélatine (WO-96/14361). Ce type de procédé consiste à mélanger une charge végétale (essentiellement fibreuse) et le liant naturel pour constituer une pâte, et à chauffcr celle-ci afin d'assurer la diffusion du liant dans la masse et la mise en forme du produit. Le défaut essentiel de cette technique réside dans son coût provenant essentiellement du coût des matières premières, lesquelles constituent des produits extraits, finis ou semi-finis. De plus, les performances mécaniques des matériaux réalisés jusqu'à présent par ce type de technique sont médiocres (résistance mécanique comparable à celle du carton).In addition, some publications have proposed replace synthetic binders with natural binders, especially gelatin (WO-96/14361). This type of process consists in mixing a vegetable load (essentially fibrous) and the natural binder to form a paste, and to be heated this in order to ensure the diffusion of the binder in the mass and the shaping of the product. The main shortcoming of this technique is its cost from essentially the cost of raw materials, which constitute extracted, finished or semi-finished products. In addition, the mechanical performance of materials made so far by this type of technique are poor (mechanical resistance comparable to that of cardboard).
En outre, certains résidus ligno-cellulosiques issus de procédés d'extraction d'huiles ont été thermopressés pour leur conférer une cohésion et une certaine résistance mécanique, mais celle-ci demeure médiocre, en particulier la résistance à la flexion des produits obtenus.In addition, certain lignocellulosic residues from oil extraction processes have been heat pressed to give them cohesion and a certain mechanical resistance, but this remains poor, in particular the flexural strength of the products obtained.
La présente invention se propose de pallier les inconvénients des procédés connus et d'indiquer un nouveau procédé permettant de fabriquer un objet biodégradable, compostable et recyclable dans de remarquables conditions d'économie.The present invention proposes to overcome the disadvantages of known methods and to indicate a new method allowing to make a biodegradable, compostable and recyclable object in remarkable saving conditions.
Un autre objectif de l'invention est de fabriquer un objet qui bénéficie d'une bonne résistance à la flexion compatible avec des utilisations dans la construction, l'ameublement, l'emballage, le conditionnemcnt...Another object of the invention is to manufacture an object which has good flexural strength compatible with uses in construction, furniture, packaging, packaging ...
A cet effet, le procédé de fabrication conforme à l'invention consiste (a) à utiliser un tourteau de tournesol ou de colza ayant une teneur pondérale en huile inférieure à 20% et une teneur pondérale en protéines supérieure à 15 %, hydraté de façon à présenter un taux pondéral d'hydratation sensiblement compris entre 5% et 55%, (b) à opérer un formage par pressage dudit tourteau dans une forme adaptée à celle de l'objet désiré et (c) à réaliser un traitement thermique ou un traitement de séchage en vue d'assurer une rigidification de l'objet en forme.To this end, the manufacturing process according to the invention consists in (a) using a sunflower or rapeseed meal having a content weight by oil of less than 20% and a protein content by weight greater than 15%, hydrated so as to have a weight rate of hydration substantially between 5% and 55%, (b) press forming said cake in a shape adapted to that of the desired object and (c) to produce a heat treatment or drying treatment to ensure stiffening of the shaped object.
Par "tourteau de tournesol ou de colza", on entend de la façon habituelle le résidu solide d'extraction d'huile de graines de tournesol ou de colza entières ou décortiquées, quel que soit le moyen d'extraction (pressage, extraction au solvant...), cette extraction d'huile pouvant être totale ou partielle mais abaissant la teneur pondérale en huile du produit au-dessous d'un seuil généralement de l'ordre de 20% ; le tourteau peut ou non avoir fait l'objet d'une extraction partielle préalable de protéine, sa teneur pondérale en protéines demeurant toutefois supérieure à 15 %. (Toutes les teneurs pondérales sont exprimées en pourcentage par rapport au poids de matière sèche ; le taux d'hydratation est exprimé par rapport à la matière totale)."Sunflower or rapeseed meal" means usual way the solid residue from the extraction of sunflower seed oil or whole or shelled rapeseed, whatever the means of extraction (pressing, solvent extraction ...), this oil extraction can be total or partial but lowering the oil content by weight of the product below a threshold generally around 20%; the meal may or may not have been the subject of a preliminary partial protein extraction, its protein content by weight however, remaining above 15%. (All weight contents are expressed as a percentage relative to the weight of dry matter; the rate of hydration is expressed in relation to the total matter).
Les expérimentations ont permis de constater qu'à partir d'une matière première constituée par du tourteau de tournesol ou du tourteau de colza, préparé de façon appropriée pour satisfaire aux conditions précédemment définies, il était possible de réaliser, par un processus classique de formage ou thermoformage, des produits en forme, bénéficiant d'une excellente cohésion et de qualité de résistance remarquables, et ce, sans la nécessité d'ajouter un quelconque adjuvant. Ainsi, le procédé de l'invention est très économique puisqu'il est mis en oeuvre à partir d'une matière première brute naturelle, très abondante, sans addition de produits finis ou semi-finis, synthétiques ou naturels. Il est totalement inattendu qu'un tel résidu végétal de tournesol ou de colza, très hétérogène et considéré actuellement comme un sous-produit de peu de valeur (utilisé uniquement dans l'alimentation animale pour assurer un apport de faible valeur énergétique), permette de mettre en oeuvre dans des conditions satisfaisantes un procédé de formage ou thermoformage pour fabriquer un objct de qualité équivalente à celle des objets thermoformés en matière plastique synthétique. Ce résultat remarquable est expliqué a posteriori par les inventeurs par la composition des tourteaux de tournesol ou de colza, lesquels contiennent des fibres et des protéines, ces dernières ayant une nature et une teneur adaptées pour diffuser et associer les fibres jusqu'à constituer avec celles-ci une matrice se prêtant au formage. L'eau d'hydratation du tourteau utilisé possède une action de solvatation de ces protéines dont les chaínes se déployent pour interagir avec les fibres.Experiments have shown that from of a raw material consisting of sunflower meal or brown crab rapeseed, suitably prepared to meet the above conditions defined, it was possible to achieve, by a conventional forming process or thermoforming, shaped products, with excellent cohesion and remarkable resistance quality without the need to add a any adjuvant. Thus, the process of the invention is very economical since it is implemented from a natural raw raw material, very abundant, without the addition of finished or semi-finished, synthetic or natural products. It is completely unexpected that such a vegetable residue from sunflower or rapeseed, very heterogeneous and currently considered a low-value by-product (used only in animal feed to ensure a low intake energy value), allows to implement under conditions satisfactory a forming or thermoforming process to manufacture an object of equivalent quality to that of thermoformed plastic objects synthetic. This remarkable result is explained a posteriori by the inventors by the composition of sunflower or rapeseed meal, which contains fibers and proteins, the latter having a suitable nature and content to diffuse and associate the fibers until constituting with them a matrix ready for forming. The hydration water of the oil cake used has a solvation of these proteins, the chains of which deploy to interact with fibers.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en opérant un thermoformage du tourteau, consistant à porter celui-ci, lors du pressage, à une température sensiblement comprise entre 130°C et 200°C. Dans ce cas, on ajuste préalablement le taux d'hydratation du tourteau à une valeur comprise entre 5% et 25%. Cette plage de valeur permet de bons transferts thermiques, un déploiement satisfaisant des chaínes protéiques, sans dégazage excessif susceptible de fragiliser localement le matériau. De préférence, le thermoformage est réalisé à une pression sensiblement comprise entre 15 et 25 mégapascals. Un tel procédé de thermoformage est de mise en oeuvre plus rapide qu'un formage à froid (évoqué plus loin) et conduit à de meilleures résistances mécaniques.The method of the invention can be implemented by operating thermoforming of the cake, consisting of bringing it, during pressing, to a temperature substantially between 130 ° C and 200 ° C. In this case, we pre-adjust the hydration rate of the meal to a value between 5% and 25%. This value range allows good thermal transfers, a satisfactory deployment of protein chains, without excessive degassing likely to locally weaken the material. Preferably thermoforming is carried out at a pressure substantially between 15 and 25 megapascals. A such thermoforming process is faster than forming cold (discussed later) and leads to better mechanical resistance.
Pour améliorer encore la cohésion et la résistance des objets thermoformés et faciliter la mise en oeuvre du thermoformage, le tourteau de tournesol ou de colza est de préférence préalablement soumis à un traitement mécanique de division et d'homogénéisation pour lui conférer une répartition granulométrique telle que le diamètre médian des particules D50 soit sensiblement compris entre 0,1 mm et 1 mm. Par "diamètre médian D50", on entend un diamètre tel que 50% des particules en poids traversent un tamis vibrant ayant une maille de côté égal audit diamètre. (Toutes les mesures granulométriques sont effectuées sur la matière sèche).To further improve the cohesion and resistance of thermoformed objects and facilitate the implementation of thermoforming, oil cake sunflower or rapeseed is preferably subjected to a treatment mechanics of division and homogenization to give it a distribution particle size such that the median diameter of the particles D50 is substantially between 0.1 mm and 1 mm. By "median diameter D50", we means a diameter such that 50% of the particles by weight pass through a sieve vibrating with a mesh side equal to said diameter. (All measures particle size are carried out on the dry matter).
Il est ainsi possible de réaliser, par thermoformage de tourteau de tournesol ou tourteau de colza, des panneaux utilisables dans la construction, essentiellement constitués de fibres végétales liées par des protéines, présentant une résistance à la flexion sensiblement comprise entre 10 et 25 mégapascals.It is thus possible to produce, by thermoforming of sunflower meal or rapeseed meal, panels usable in the construction, mainly consisting of plant fibers linked by proteins, having a flexural strength substantially between 10 and 25 megapascals.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, le tourteau, préalablement soumis à un traitement mécanique de division et d'homogénéisation pour lui conférer une répartition granulométrique telle que le diamètre médian des particules D50 soit inférieur à 1mm, est hydraté, par une addition d'eau, à un taux d'hydratation sensiblement compris entre 25% et 50% en vue d'obtenir une pâte plastique qui est ensuite formée à froid par pressage avant d'être séchée jusqu'au durcissement. La pression de formage peut avantageusement être ajustée entre 1 et 5 mégapascals. Une telle mise en oeuvre conduit à une pâte se prêtant à un modelage très aisé (qualités de modelage équivalentes à celles d'une pâte à modeler) et permet de réaliser à très bas prix des objets de formes très variées. Toutefois, la résistance mécanique des objets obtenus est plus basse que dans le cas d'une mise en oeuvre par thermoformage telle que précédemment évoquée.According to another mode of implementation, the meal, previously subjected to a mechanical division treatment and homogenization to give it a particle size distribution such as median particle diameter D50 is less than 1mm, is hydrated, by a addition of water, at a hydration rate substantially between 25% and 50% in order to obtain a plastic paste which is then cold formed by pressing before being dried until hardening. The forming pressure can advantageously be adjusted between 1 and 5 megapascals. Such an implementation leads to a dough suitable for very easy modeling (modeling qualities equivalent to that of a plasticine) and allows to realize at very low price objects of very varied forms. However, the mechanical resistance of the objects obtained is lower than in the case of an implementation by thermoforming as previously mentioned.
Par ailleurs, il a pu être constaté que l'huile résiduelle du tourteau possède un effet défavorable sur le formage et les qualités des objets obtenus, et on utilise avantageusement un tourteau au moins partiellement déshuilé, ayant une teneur pondérale en huile inférieure à 10%. On peut, le cas échéant, utiliser un tourteau épuisé en huile, issu de la trituration de graines de tournesol ou de graines de colza. (On entend généralement par "tourteau épuisé en huile" un tourteau contenant au plus 2 % d'huile). On limite ou on supprime ainsi les forces de répulsion hydrophobes qui ont tendance à s'opposer à l'association fibres/protéines.Furthermore, it could be noted that the residual oil from oil cake has an unfavorable effect on the forming and qualities of objects obtained, and an oil cake is advantageously used at least partially deoiled, with an oil content by weight of less than 10%. We can, the case if necessary, use an oil-depleted oil cake obtained from the crushing of sunflower or rapeseed. (We generally mean by "exhausted cake in oil "a cake containing at most 2% oil). We limit or delete thus the hydrophobic repulsive forces which tend to oppose fiber / protein association.
Le tourteau peut en particulier être divisé et homogénéisé, et éventuellement déshuilé au moins en partie, par passage dans un dispositif bi-vis comprenant, d'amont en aval, des moyens de cisaillement, des moyens d'écrasement, des moyens de soutirage de la phase liquide, au moins un module à pas inversés pour réaliser une compression axiale des matières solides, et une sortie des matières solides, ledit dispositif bi-vis étant en outre équipé de moyens d'injection d'eau en vue d'ajuster le taux d'hydratation du tourteau. Un tel traitement affine la texture du tourteau et permet à l'association des fibres et des protéines d'être engendrée dans des conditions optimales lors du formage. En outre, il permet le cas échéant d'assurer un déshuilage complémentaire du tourteau.The meal can in particular be divided and homogenized, and possibly at least partially de-oiled, by passing through a twin-screw device comprising, from upstream to downstream, shearing means, means crushing, means for drawing off the liquid phase, at least one module not inverted to achieve axial compression of the solid materials, and a solids outlet, said twin-screw device being furthermore equipped with means water injection to adjust the hydration rate of the meal. Such treatment refines the texture of the meal and allows the association of fibers and proteins to be generated under optimal conditions during forming. In in addition, it makes it possible, if necessary, to provide additional deoiling of the brown crab.
Le tourteau de tournesol ou de colza peut le cas échéant être enrichi en fibres végétales en vue d'abaisser encore le prix de revient des objets obtenus. Ce mode de mise en oeuvre qui permet de valoriser des stocks existants de fibres végétales de faible valeur (paille, coque de tournesol) sera notamment utilisé lorsqu'on utilise un tourteau contenant toutes ses protéines originelles (sans extraction partielle) ou lorsque l'objet recherché n'est pas soumis à des exigences sévères de résistance mécanique.Sunflower or rapeseed meal may if necessary be enriched with vegetable fibers in order to further lower the cost price of objects obtained. This method of implementation which makes it possible to value stocks existing low-value vegetable fibers (straw, sunflower shell) will be especially used when using a meal containing all its proteins original (without partial extraction) or when the object sought is not submitted to severe mechanical strength requirements.
Le procédé de l'invention permet de fabriquer des objets de type très divers : objets plats tels que panneaux, plaques, supports, intercalaires..., objets creux tels que conteneurs, emballages....The method of the invention makes it possible to manufacture objects of very diverse type: flat objects such as panels, plates, supports, spacers ..., hollow objects such as containers, packaging ...
Les exemples qui suivent sont destinés à illustrer le procédé de l'invention.The following examples are intended to illustrate the process of the invention.
Dans l'exemple 1, le tourteau après déshuilage par pressage de type traditionnel est soumis à un traitement de préparation préalable dans un dispositif bi-vis ; ce dispositif bi-vis et les dispositifs de moulage pour réaliser le formage ou le thermoformage dans les exemples sont schématisés aux dessins annexés ; sur ces dessins :
- la figure 1 est une représentation longitudinale symbolique dudit dispositif bi-vis,
- la figure 2 en est une coupe transversale par un plan A,
- les figures 3, 4 et 5 sont des coupes verticales des
dispositifs de moulage utilisés respectivement dans les
exemples 1, 2 et 3.
- FIG. 1 is a symbolic longitudinal representation of said twin-screw device,
- FIG. 2 is a cross section thereof through a plane A,
- FIGS. 3, 4 and 5 are vertical sections of the molding devices used respectively in Examples 1, 2 and 3.
Le dispositif bi-vis schématisé aux figures 1 et 2 est utilisé
pour effectuer la préparation préalable des tourteaux à l'exemple 1 ; ce dispositif
est obtenu à partir de modules commercialisés par la Société "CLEXTRAL"
(marque déposée) sous la référence générale "BC45". Chaque module comprend
une enceinte tubulaire à double paroi 1 et 2 qui permet une régulation thermique
du coeur de l'enceinte où sont logés les organes actifs. Certains modules sont du
type comprenant deux vis identiques copénétrantes, d'autres du type comprenant
des malaxeurs de cisaillement composés de disques bilobes. Les divers modules
sont entraínés en rotation en synchronisme par un moteur électrique 3 permettant
d'obtenir une vitesse de rotation de son arbre de sortie pouvant atteindre
700tr/min. Dans les exemples, la vitesse de rotation choisie est de 100tr/min.The twin-screw device shown diagrammatically in Figures 1 and 2 is used
to prepare the oil cakes in Example 1 beforehand; these measures
is obtained from modules sold by the company "CLEXTRAL"
(registered trademark) under the general reference "BC45". Each module includes
a double-walled
Le dispositif comprend essentiellement les zones fonctionnelles suivantes (d'amont en aval) :
- une zone de convoyage et mise en pression Z1,
comprenant une trémie 4 d'alimentation en tourteaux, des modules de bi-vis à pas
direct décroissants tels que 5, et un
conduit 6 doté d'une pompe 7 pour l'injection d'eau, - une zone de cisaillement Z2, comprenant un ou des malaxeurs à disques bilobes tels que 8,
- une zone d'écrasement et mise en pression Z3, combinant des modules d'écrasement constitués par des modules de bi-vis à pas direct tels que 9 avec un pas décroissant d'amont vers l'aval, et un module de bi-vis à pas inversé 10 pour réaliser une compression axiale des matières,
- des moyens de soutirage de la phase liquide situés au niveau de la zone Z3 et combinant un filtre 11 et une sortie de liquide 12 (mis en service dans le cas où un déshuilage complémentaire des tourteaux est recherché),
- et une zone terminale de recueil des matières solides Z4,
comprenant un module de bi-vis à pas direct 13
et une sortie 14 des matières (tourteaux prêts au formage).
- a conveying and pressurizing zone Z 1 , comprising a hopper 4 for supplying cake, decreasing twin-screw modules with direct pitch such as 5, and a
conduit 6 provided with a pump 7 for the injection of 'water, - a shear zone Z 2, comprising one or more two-lobe disc mixers such as 8,
- a crushing and pressurizing zone Z 3 , combining crushing modules constituted by twin-screw modules with direct pitch such as 9 with a decreasing pitch from upstream to downstream, and a bi-module
inverted pitch screw 10 to achieve axial compression of the materials, - means for withdrawing the liquid phase situated at the level of zone Z 3 and combining a
filter 11 and a liquid outlet 12 (put into service in the case where additional oil removal from the oil cakes is sought), - and a terminal zone for collecting the solid materials Z 4 , comprising a twin-screw module with
direct pitch 13 and anoutlet 14 for the materials (cake ready for forming).
Le moule de type classique schématisé à la figure 3 est
destiné à réaliser un formage à froid tel que décrit à l'exemple 1. Ce moule
comprend, d'une part, une forme creuse 17, en l'exemple tronconique, fixée sur
un plateau de presse 18 et possédant un fond 19 amovible pour faciliter le
démoulage, d'autre part, une contre-forme conjuguée 20 fixée sur l'autre plateau
21 de la presse. Le positionnement correct des forme et contre-forme est assuré
par un pion de centrage 22. Moulage et démoulage sont réalisés à froid.The conventional type mold shown diagrammatically in FIG. 3 is
intended to carry out a cold forming as described in Example 1. This mold
comprises, on the one hand, a
Le moule de type classique schématisé à la figure 4 est
destiné à réaliser un thermoformage tel que décrit à l'exemple 2, en vue d'obtenir
un objet creux de même forme qu'à l'exemple 1. Ce moule est similaire à celui de
la figure 3, si ce n'est que la paroi interne de la formc crcuse est équipée d'une
grille 23 d'évacuation de vapeur et le fond d'un fritté 24 relié à un conduit 25
d'évacuation de vapeur. Ces forme et contre-forme sont disposées dans une
presse chauffante (non représentée). Au cours du thermoformage, un faiblc jeu
d'environ 1 mm est préservé au-dessus de la forme creuse pour permettre
l'évacuation de vapeur. The conventional type mold shown diagrammatically in FIG. 4 is
intended to carry out thermoforming as described in Example 2, in order to obtain
a hollow object of the same shape as in Example 1. This mold is similar to that of
Figure 3, except that the inner wall of the formc crcuse is equipped with a
Le moule de type classique schématisé à la figure 5 est
destiné à réaliser un thermoformage de panneau tel que décrit à l'exemple 3. Ce
moule comprend, en premier lieu, une forme 26 conjuguée de celle des panneaux
désirés, dont le fond est constitué par un socle amovible 27 équipé d'un fritté 28
relié à un conduit d'évacuation de vapeur d'eau 29. Le moule comprend
également une contre-forme 30 pour obturer la forme 26, cette contre-forme étant
équipée d'un fritté 31 relié à un conduit d'évacuation de vapeur 32. Ces forme et
contre-forme sont placées dans une presse chauffante.The conventional type mold shown diagrammatically in FIG. 5 is
intended to carry out thermoforming of a panel as described in Example 3. This
mold comprises, first of all, a
Dans cet exemple, on utilise du tourteau de tournesol
épuisé en huile, issu de la trituration de graines de tournesol ; l'extraction d'huile
a été réalisée par pressage et une extraction à l'hexane. Après extraction, la
composition du tourteau est la suivante :
Le diamètre médian D50 des particules de la matière brute est égal à 0,65 mm (mesure à sec).The median diameter D50 of the particles of the raw material is equal to 0.65 mm (dry measurement).
L'hydratation, l'homogénéisation et la division de la matière sont réalisées à l'aide du dispositif bi-vis des figures 1 et 2 déjà décrit. (Le tourteau étant totalement déshuilé, la sortie liquide n'est pas utilisée).Hydration, homogenization and division of matter are made using the twin-screw device of Figures 1 and 2 already described. (The oil cake being completely de-oiled, the liquid outlet is not used).
La vitesse de rotation des vis est égale à 100 tours par minute et la température du dispositif est régulée et maintenue à 30°C. Le débit de tourteau injecté en tête est voisin de 32 kg/h. Environ 32 l/h d'eau sont injectés.The screw rotation speed is equal to 100 revolutions per minute and the device temperature is regulated and maintained at 30 ° C. The flow of cake injected at the head is close to 32 kg / h. About 32 l / h of water are injected.
La matière hydraté produite a un taux pondéral final d'hydratation de 47% et un diamètre médian D50 de 0,4 mm (mesure à sec). Elle se présente sous la forme d'une pâte plastique homogène et facilement modelable.The hydrated matter produced has a final weight rate hydration of 47% and a median diameter D50 of 0.4 mm (dry measurement). She comes in the form of a homogeneous plastic paste and easily moldable.
100 g de pâte sont placés dans le moule de la figure 3. Une pression de 4 mégapascals est exercée entre forme et contre-forme. Le démoulage s'effectue à froid. Après démoulage, la pièce conserve sa forme.100 g of dough are placed in the mold of Figure 3. A pressure of 4 megapascals is exerted between form and counter-form. The demoulding is carried out cold. After demolding, the part retains its shape.
Dans cet exemple, le séchage de la pièce a été réalisé dans une étuve ventilée à 60°C pendant une nuit. La pièce durcit et un retrait d'environ 1% peut être constaté. La pièce creuse obtenue peut être remplie de terre ou de gravier sans déformation.In this example, the part was dried in an oven ventilated at 60 ° C overnight. The part hardens and a shrinkage of approximately 1% can be seen. The hollow part obtained can be filled with soil or gravel without deformation.
Un broyage et une réhydratation de la pièce permettent de reformer une pâte plastique propre à subir un nouveau formage.Grinding and rehydration of the part allows reform a clean plastic paste to undergo a new forming.
Dans cet exemple, on utilise du tourteau épuisé en huile issu de la trituration de graines de tournesol, dont la composition et la granulométrie à l'état brut sont identiques au tourteau utilisé à l'exemple 1.In this example, we use oil-exhausted cake from the crushing of sunflower seeds, the composition and granulometry in the raw state are identical to the cake used in Example 1.
Le tourteau est d'abord homogénéisé par broyage (broyeur à marteaux muni d'une grille de 0,5 mm). Le D50 est ramené à 0,35 mm.The cake is first homogenized by grinding (grinder hammer fitted with a 0.5 mm grid). The D50 is reduced to 0.35 mm.
Le tourteau est alors mélangé à de l'eau dans des proportions permettant l'obtention d'un taux d'hydratation pondéral égal à 38%. Le mélange est réalisé dans un malaxeur "Perrier" pendant 10 min, à température ambiante.The cake is then mixed with water in proportions allowing a weight hydration rate equal to 38% to be obtained. The mixing is carried out in a "Perrier" mixer for 10 min, at temperature ambient.
100 g de matière sont placés dans le moule de la figure 4. La presse est chauffée à 160°C. Une pression de 5 mégapascals cst exercée pour ajuster forme et contre-forme.100 g of material are placed in the mold of FIG. 4. The press is heated to 160 ° C. A pressure of 5 megapascals is exerted for adjust form and counter-form.
Le moule est maintenu à 160°C pendant 1 min environ après la fin du dégagement de vapeur d'eau. La pièce est alors démoulée. Elle est sèche et rigide. On n'observe aucun retrait mesurable. La pièce ne nécessite pas de conditionnement ultérieur. Broyée et mise en terre, la pièce se dégrade puis disparaít en quelques semaines.The mold is maintained at 160 ° C for about 1 min after the release of water vapor. The part is then removed from the mold. She is dry and rigid. No measurable shrinkage is observed. The room does not require further conditioning. Crushed and buried, the part degrades then disappears in a few weeks.
Dans cet exemple, on utilise du tourteau épuisé en huile issu de la trituration de graines de tournesol, dont la composition et la granulométrie à l'état brut sont identiques au tourteau des exemples précédents.In this example, we use oil-exhausted cake from the crushing of sunflower seeds, the composition and granulometry in the raw state are identical to the cake of the previous examples.
La matière première est homogénéisée par broyage (broyeur à marteau muni d'une grille de 0,5mm). Le D50 est ramené à 0,35mm.The raw material is homogenized by grinding (hammer mill fitted with a 0.5mm grid). The D50 is reduced to 0.35mm.
Le taux d'hydratation initial du tourteau est conservé (10%).The initial hydration rate of the meal is retained (10%).
30g de matière sont placés dans le moule de la figure 5. Les frittés ont été préalablement enduits d'un agent de démoulage. La température du plateau inférieur de la presse est fixée à 150°C, celle du plateau supérieur à 180°C. Une pression de 20.4 mégapascals est appliquée et maintenue une minute après le rééquilibrage de la température des plateaux de la presse.30g of material are placed in the mold of Figure 5. The sintered were previously coated with a release agent. The temperature of the press lower plate is fixed at 150 ° C, that of the upper plate at 180 ° C. A pressure of 20.4 megapascals is applied and maintained for one minute after rebalancing the temperature of the press platens.
La pièce peut alors être démoulée. Elle est sèche, plate et
rigide. Une fois refroidie, elle ne nécessite pas de conditionnement particulier.
Ses caractéristiques mécaniques sont présentées dans le tableau ci-dessous. Elles
ont été mesurées sur texturomètre XTRAD selon la norme NF EN 310.
Rf: résistance à la rupture en flexion
Em : module d'élasticité
Rf: resistance to breaking in bending
Em: modulus of elasticity
Placée en milieu saturé en humidité, la pièce se couvre de moisissures et commence à se dégrader au terme de quelques semaines.Placed in a saturated humidity environment, the room is covered with mold and begins to degrade after a few weeks.
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