Titre : Procédé de fabrication d’un matériau à partir de résidus de raisin et de la vigne pour la réalisation d’objets

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un matériau pour la réalisation d’objets par une mise en forme telle que moulage, injection, extrusion, impression, compression, soufflage ce matériau résultant de résidus de raisin.

L’invention se rapporte également au produit réalisé avec un tel matériau.

L’invention utilise comme matière première, des résidus de raisin tels que les rafles de raisins, le marc de raisin et les résidus de marc de raisin et de la vigne tels les sarments et ceps par exemple.

ETAT DE LA TECHNIQUE

La rafle de raisin est un co-produit/ sous-produit (déchet) issu de l’industrie viti-vinicole et obtenue après égrappage du raisin. Usuellement, ces rafles de raisins sont soit :

- brûlées,

- compostées,

- réintégrées dans le sol ou bien,

- distillées pour obtenir de l’alcool

La rafle de raisins est composée de cellulose (30,3%), d’hémicelluloses (21,0%), de lignine (17,4%), de tannins (15,9%) et de protéines (6,1%) 1.

Le marc de raisin est issu du pressage des raisins, ou du foulage des raisins ainsi que de la cuvaison. Il est actuellement principalement valorisé dans les distilleries pour la fabrication d’alcool.

Les résidus de marc de raisin obtenus après sa distillation sont composés de pépins, de peaux, de pulpes et de rafles.

Les pépins de raisins permettent par pressage de faire de l’huile valorisée dans l’industrie alimentaire et cosmétique. D’autres valorisations plus anecdotiques des pépins de raisin sont sa transformation en combustible grâce à son fort pouvoir calorifique. Les peaux et pulpes de raisin sont aujourd’hui principalement valorisées en tant qu’alimenta- tion animale (lapins, moutons...) ou bien en tant qu ’engrais.

BUT DE L’INVENTION

La présente invention a pour but d’utiliser les rafles de raisin, les marcs et les résidus de marc et de façon générale, les résidus de raisins et de la vigne pour fabriquer des produits.

EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION

A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un matériau pour la réalisation d’objets par une mise en forme, procédé consistant à : collecter des résidus de raisins ou de vigne, sécher les résidus pour obtenir des résidus séchés, broyer les résidus séchés par un broyage fin et obtenir une poudre, tamiser la poudre obtenue par le broyage pour séparer : les microfibres, et la farine, mélanger les microfibres et la farine selon un rapport pondéral donné entre 2 et 50 % et de préférence entre 2 et 40 % et de manière encore plus préférentielle, entre 5 et 30 % de fibres, ajouter au mélange une résine, mettre le mélange sous forme de granulés ou de filaments constituant le matériau destiné à la réalisation du produit notamment pour l’injection, l’extrusion, le soufflage ou l’impression 3D.

Les résidus de raisins sont choisis dans le groupe comprenant : des rafles de raisins, du marc de raisin, des pépins de raisins, de la pulpe, les peaux et les résidus de vigne (RV) sont choisis dans le groupe comprenant : les sarments et les ceps de vigne.

Suivant une autre caractéristique, pour obtenir des résidus de raisins on collecte du marc de raisin épuisé, humide de distillation, on trie ce marc de raisin pour en séparer un marc épuisé, épépiné et dépulpé et un mélange de pépins, de pulpe de peaux et on sèche le mélange de pépins, de pulpe et de peaux et on trie pour séparer les pulpes, les peaux et les pépins séchés, on obtient des résidus de raisins comprenant d’une part le marc de raisin et d’autre part, les pulpes, peaux et pépins séchés.

Les produits obtenus, c’est-à-dire le marc de raisin, les peaux, les pulpes et les pépins sont utilisés séparément ou dans certaines combinaisons pondérales dans le procédé de fabrication du matériau comme indiqué ci-dessus.

Suivant une autre caractéristique, les résines sont des résines polyesters comme les acides polylactiques, des polyhydroxyalcanoates, les poly-β-hydroxybutyrates, les polybutylènes succinates, les polytéréphta- lates d’éthylène, de butylène par exemple, des résines prolypropylènes ou bien des résines polystyrènes, des résines polyéthylènes mélangés dans des proportions pondérales de fibres allant de 2 à 50% pour former les granulés ou les filaments.

La matière première est utilisée selon l’invention pour réaliser des objets, notamment des bouchons et/ou des têtes de bouchon par injection, extrusion, compression, soufflage ou impression 3D.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de schémas du procédé de fabrication du matériau à partir de résidus de raisins et de vigne représentés dans les dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] schéma général du procédé de fabrication d’un matériau à partir de résidus de raisins et de vigne,

[Fig. 2] schéma du procédé de traitement du marc épuisé, humide résultant d’une distillation.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION

Le procédé selon l’invention de préparation d’une matière première pour l’injection ou l’impression 3D à partir de résidus de raisins RR et de résidus de vigne RV sera décrit à l’aide de la figure 1.

Selon le procédé, on collecte des résidus de raisin qui sont des rafles de raisins, du marc de raisin, des pépins ou des peaux et des pulpes de raisins. On collecte aussi des résidus de la vigne RV qui peuvent être des sarments ou des ceps. Ces différents résidus sont traités séparément. Et à l’intérieur de chaque catégorie, la nature et les caractéristiques des produits peuvent être très variables.

Selon la figure 1, le procédé consiste à collecter (1) les résidus de raisins RR ou les résidus de vigne RV. Puis, à soumettre ces résidus RR ou RV à un séchage (2) jusqu’à une teneur en humidité de 10%.

Les résidus séchés RRS ou RVS sont ensuite broyés, puis tamisés avec des tamis de différentes granulométrie pour récupérer différentes fractions allant de 50μm à quelques millimètres.

Les produits broyés sont des microfibres MF et de la farine FF. Les caractéristiques des microfibres et de la farine étant différentes, il est prévu, selon l’invention, de trier les résidus broyés RB en une phase de triage 4 pour séparer les microfibres MF et la farine FF. Les microfibres séparées se caractérisent par des longueurs de fibres allant de 250 pm à 1-2 mm.

La farine FF se caractérise par une granulométrie inférieure à 250 pm.

Les microfibres MF et la farine FF séparées sont stockées de façon intermédiaire 4a, 4b pour être ensuite utilisées selon des proportions précises, variables selon la nature de la matière première à obtenir.

Cette séparation par le tamisage 4 est aussi nécessaire parce que la composition des résidus est variable et les résidus d’une même collecte, donc d’une même origine, peuvent avoir une composition non homogène qui, par broyage (3) donnent une composition de microfibres MF et de farine FF qui peut varier.

La séparation des deux composants par tamisage 4 permet de constituer une réserve 4a de microfibres MF et une réserve 4b de farine FF.

L’étape suivante est la phase de mélange 6 selon des proportions pondérales de microfibres et de farine FF selon la matière première à obtenir.

La composition de la matière issue de résidus de raisins pour la fabrication d’objets comprend selon l’invention :

- une proportion pondérale de microfibres comprise entre 0 et 50% de préférence entre 2 et 40% et de manière encore plus préférentielle entre 5 et 30%,

- une proportion pondérale de farine comprise entre 0 et 50%, de préférence entre 2 et 40% et de manière encore plus préférentielle entre 5 et 30%,

- une proportion de résine comprise entre 50 et 98%,

Une proportion de colorant comprise entre 0 et 10%, de préférence entre 0 et 5% et de manière encore plus préférentielle entre 0 et 3%,

- une proportion d’adjuvant (pouvant être un démoulant, ou un plastifiant) comprise entre 0 et 30%, de préférence entre 0 et 20% et de manière encore plus préférentielle entre 0 et 10%

La résine RES, ajoutée est en particulier une résine liée ou sourcée telle que des résines polyesters comme les acides polylactiques, les polyté- réphtalate d’éthylène, de butylène par exemple, des résines polypropy- lènes ou bien des résines polystyrènes, des résines polyéthylènes ou encore une résine combinée de ces deux ou trois composants. La résine est ajoutée dans des proportions pondérales allant de 50 à 98% si la proportion de fibres dans le mélange est comprise entre 2 et 50%.

Le mélange obtenu MG ou MF, selon la destination, alimente une phase de mise en forme de granulés 6A ou une mise en forme 6b de filaments.

Les granulés GR sont destinés à l’injection 7 pour obtenir les objets 9. Les filaments FI sont destinés à l’impression 3D pour obtenir d’autres types d’objets 10 car les granulés sont de façon préférentielle utilisés pour l’injection alors que les filaments conviennent mieux pour l’impression en 3D.

La figure 2 montre le détail du procédé d’obtention de résidus RR à partir de marc épuisé, humide MEH collecte (20)

Le marc de raisin est distillé dans des colonnes de distillation pour séparer les anthocyanes et l’alcool. Le résidu de cette distillation est un marc épuisé, humide MEH

Ce marc MEH est trié (21) pour séparer, d’une part, les pépins PE et les peaux PX et les pulpes PU, et obtenir, d’autre part, le marc épuisé, épé- piné et dépulpé MEED comme résidu RR.

Les pépins PE, les peaux PX et les pulpes PU sont séchés 22 puis triés 23 pour séparer, d’une part, les pulpes PUS et peaux PX et, d’autre part, les pépins PES.

Ces produits PUS, PES, MEED sont utilisés comme résidus RR dans le procédé de fabrication selon la figure 1.

De façon plus détaillée, les objets obtenus à partir de la matière première constituée par les granulés GR ou les filaments FI, par injection ou par impression 3D sont, par exemple, des bouchons, des têtes de bouchon ou des capsules.

Par injection 7 on peut fabriquer un bouchon cylindrique procédant par extrusion en continu et découpe à la longueur voulue.

On peut également fabriquer des têtes de bouchon pour spiritueux. A cette tête on fixe des bouchons traditionnels en liège, par exemple, par collage. On peut également et à la place des bouchons en liège, fixer des bouchons fabriqués à partir de matières premières renouvelables comme des polymères pouvant être issus de la canne à sucre.

On peut également fabriquer avec cette matière première, des bouchons pour spiritueux comprenant à la fois la tête de bouchon et le corps de bouchon fabriqués par injection. Dans ce cas, il n’y a pas de collage de la tête au corps de bouchon.

Par injection, on peut également fabriquer des bouchons à vis pour gourde surmontés, par exemple, d’un anneau pour une meilleure prise en main ou encore comprenant un goulot pour favoriser la prise de liquide.

Ces objets ont la particularité de pouvoir être biosourcés. Par soufflage, on peut également fabriquer des contenants pour conditionner des boissons, des produits cosmétiques, des parfums...

Selon la combinaison polymère / résine utilisée, les objets pourront être compostables dans un composteur industriel ou biodégradables dans des conditions spécifiques et suivant la granulométrie, les composés se dégraderont plus ou moins lentement.