OA20347A

OA20347A - Process for manufacturing aluminum household utensils from waste beverage cans

Info

Publication number: OA20347A
Application number: OA1202000434
Authority: OA
Inventors: ODEN Gervais Martial BELLA; BASSINGHA Danielle Vanessa NKOMO; HEUNGA Esther Judith Laula TCHANA
Original assignee: BELLA ODEN Gervais Martia; BASSINGHA Danielle Vanessa NKOMO; HEUNGA Esther Judith Laula TCHANA
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-06-02

Abstract

La fabrication des marmites et ustensiles ménagers en aluminium à partir des cannettes de bière (DCB) est un procédé amélioré qui permet d’obtenir des marmites et ustensiles 100% en aluminium purifié. Ces ustensiles sont adaptés pour la cuisine ou de tout autre usage ménager. Les marmites issues de ce procédé permettent une diffusion lente et harmonieuse de la chaleur. Elles sont résistantes, durables et légères, ce qui rend leur manipulation aisée. Bien plus, elles présentent la caractéristique de limiter les sources d’intoxication par rapport aux marmites fabriquées à partir des ferrailles. Par ailleurs, il est à noter que ce procédé est assez simple à mettre en œuvre en termes de coût et de technique à déployer. Toutefois, les revenus générés sont potentiellement importants, en raison de la disponibilité de la matière première. La chaine de valeur de la fabrication desdites marmites et ustensiles met en exergue les opportunités réelles en termes d’emplois, de recyclage des déchets, de préservation de l’environnement et de l’entrepreneuriat dans les pays en voie de développement. /-The manufacturing of aluminum pots and household utensils from beer cans (BC) is an improved process that produces pots and utensils made from 100% purified aluminum. These utensils are suitable for cooking or any other household use. The pots produced using this process allow for a slow and even diffusion of heat. They are strong, durable, and lightweight, making them easy to handle. Moreover, they have the characteristic of limiting sources of poisoning compared to pots made from scrap metal. Furthermore, it should be noted that this process is fairly simple to implement in terms of cost and the technology to be deployed. However, the revenue generated is potentially significant, due to the availability of the raw material. The value chain for the manufacturing of these pots and utensils highlights real opportunities in terms of employment, waste recycling, environmental preservation, and entrepreneurship in developing countries. /-

Description

INTRODUCTIONINTRODUCTION

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication des ustensiles ménagers en aluminium à partir du recyclage des déchets de cannettes de boisson. Il s’agit notamment des marmites, des assiettes, des cuillères, gobelets. L’invention trouve une application particulière dans la valoriser les déchets de canettes de boisson pour la production des ustensiles ménagers de façon artisanale. Les déchets de canettes de boisson ont longtemps été considérés comme des résidus sans valeur des activités de production et de consommations industrielles. Pourtant, elles sont 100 % recyclables et donc, peuvent servir de matières premières pour la production de nouveaux produits.The present invention relates to a process for manufacturing aluminum household utensils from the recycling of beverage can waste. These include pots, plates, spoons, cups. The invention finds a particular application in the recovery of beverage can waste for the production of household utensils in an artisanal way. Beverage can waste has long been considered a worthless residue of industrial production and consumption activities. However, they are 100% recyclable and therefore can be used as raw materials for the production of new products.

Les ustensiles ménagers, notamment les marmites obtenues grâce à ce procédé trouveront une application dans les ménages dans la cuisson des aliments ainsi qu’au chauffage de l’eau. Réputé pour son excellente conductivité thermique, les marmites en aluminium sont habituellement équipées de deux poignées latérales sur le modèle des cocottes classiques en fonte de fer ou d’acier. Les cuisiniers restent souvent attachés à cet ustensile et à sa robustesse, bien adaptée à la cuisson au feu de bois qui a largement participé à sa popularité et reste un argument de vente.Household utensils, in particular the pots obtained through this process, will find an application in households for cooking food as well as for heating water. Renowned for its excellent thermal conductivity, aluminum pots are usually equipped with two side handles on the model of classic cast iron or steel casserole dishes. Cooks often remain attached to this utensil and its robustness, well suited to cooking over a wood fire, which has largely contributed to its popularity and remains a selling point.

Bien souvent fabriquées à partir des ferrailles recyclées issues de pièces automobiles de boites de conserve de déchets d’ordinateur ou industrielles, ces marmites artisanales peuvent cependant constituer un risque sanitaire important en raison d’une teneur en plomb trop élevée.Very often made from recycled scrap metal from car parts, computer or industrial waste cans, these artisanal pots can however constitute a significant health risk due to an excessively high lead content.

La particularité de notre procédé de fabrication des ustensiles ménagers, notamment des marmites, est le fait que la matière première provient des matériaux 100 % recyclables, à savoir les déchets de canettes de boisson. Il s’agit donc des marmite 100 % en aluminium, fabriqués à partir des déchets de canettes, ce qui permet d’apporter une solution en matière de gestion des déchets qui sont pour la plupart des cas, générés dans les espaces commerciaux à l’instar des snack-bars ; hôtels ; restaurants ; supermarchés ; boulangeries ; bars ; ménages.The particularity of our manufacturing process for household utensils, particularly cooking pots, is the fact that the raw material comes from 100% recyclable materials, namely beverage can waste. These are therefore 100% aluminum cooking pots, made from can waste, which provides a solution for managing waste which is, in most cases, generated in commercial spaces at the like snack bars; hotels; restaurants; supermarkets; bakeries; bars; households.

La fabrication de ces marmites est favorisée par une disponibilité quasi permanente de la matière première tout au long de l’année et peu importe la saison. En outre, cette activité apporte une solution importante dans la préservation de l’environnement urbain et périurbain à partir de la valorisation des déchets de la filière boisson.The manufacture of these pots is favored by an almost permanent availability of the raw material throughout the year and regardless of the season. In addition, this activity provides an important solution in the preservation of the urban and peri-urban environment from the recovery of waste from the beverage industry.

I. ETAT DE LA TECHNIQUEI. STATE OF THE ART

L’aluminium est un métal très léger et solide à la fois. Ce sont ces propriétés qui rendent très pratique la marmite en aluminium. Elle ne possède sans doute pas les qualités des cocottes en cuivre, en fonte ou en inox, mais la cocotte en aluminium peut se montrer plus facilement et est simple à entretenir. Elle présente des vertus bien plus importantes en termes de cuisson. La marmite en aluminium chauffe facilement, absorbe bien la chaleur du feu et la répartit de façon homogène sur toute la zone de cuisson. Pour avoir une cocotte aluminium très solide et durable, il est important d’opter pour une marmite en fonte d’aluminium. Elle a la particularité d’être ultrasolide avec un revêtement antiadhésif, donc moins de travail durant le nettoyage.Aluminum is a very light and strong metal at the same time. It is these properties that make the aluminum pot very practical. It probably does not have the qualities of copper, cast iron or stainless steel casseroles, but the aluminum casserole can be seen more easily and is simple to maintain. It has much more important virtues in terms of cooking. The aluminum pot heats up easily, absorbs the heat from the fire well and distributes it evenly over the entire cooking area. To have a very solid and durable aluminum casserole, it is important to opt for a cast aluminum pot. It has the particularity of being ultra-solid with a non-stick coating, so less work during cleaning.

Ce modèle de marmite a été spécialement fabriqué pour garantir une répartition correcte de la chaleur qu’elle reçoit sur toute la surface de cuisson. Pour ce qui est de la forme, il faut juste choisir le moule convenable. Il doit prendre en compte : la préparation du sable ; le dimensionnement du châssis et la forme du model. La production des marmites est souvent effectuée à l’aide d’un four à charbon. La durée de fusion est fonction de la quantité de matière à faire fondre. Puis la coulée du métal en fusion est versée dans un moule préfabriqué. Le refroidissement se fait par destruction du moule et en laissant refroidir la marmite à l’air libre et enfin le polissage par grattage manuel de la marmite.This model of stockpot has been specially manufactured to guarantee correct distribution of the heat it receives over the entire cooking surface. As for the shape, you just have to choose the right mold. It must take into account: the preparation of the sand; the dimensioning of the chassis and the shape of the model. The production of cooking pots is often carried out using a charcoal oven. The melting time depends on the amount of material to be melted. Then the casting of the molten metal is poured into a prefabricated mould. Cooling is done by destroying the mold and leaving the pot to cool in the open air and finally polishing by manual scraping of the pot.

II. DESCRIPTION DE L’INVENTIONII. DESCRIPTION OF THE INVENTION

Le procédé de fabrication des marmites et des autres ustensiles de cuisine objets de la présente invention respecte un certain nombre d’étapes. Tout d’abord il est question de faire une collecte et le triage des déchets des canettes de bière (DCB) dans les zones de la ville afin de différencier celles qui sont en aluminium et celles qui sont en acier. La deuxième étape consiste à la préparation du moule en sable comportant un liant, le liant est l’argile auquel on ajoute un peu d’eau. L’obtention de la marmite se fait par la fusion des déchets de canettes de boisson en aluminium dans un four à charbon de bois à une température de 750°C. La coulée du métal en fusion est orientée dans des moules apprêtées à cet effet. Le procédé est le même lorsque que l’on souhaite fabriquer d’autres ustensiles. Ce qui change, c’est le moule.The process for manufacturing the pots and other kitchen utensils that are the subject of the present invention respects a certain number of steps. First of all, it is a question of collecting and sorting waste beer cans (DCB) in the areas of the city in order to differentiate between those which are made of aluminum and those which are made of steel. The second step consists in the preparation of the sand mold comprising a binder, the binder is the clay to which we add a little water. The marmite is obtained by melting the waste aluminum beverage cans in a charcoal oven at a temperature of 750°C. The casting of the molten metal is oriented in molds prepared for this purpose. The process is the same when you want to make other utensils. What changes is the mould.

1) Description détaillée du procédé • Les opérations préliminaires1) Detailed description of the process • Preliminary operations

La transformation des déchets de cannettes de bières en marmite prend en compte les opérations préliminaires que sont:The transformation of waste beer cans into pots takes into account the preliminary operations which are:

La collecte des matières premières : Elle consiste en la collecte déchets de cannettes de bières dans les différentes zones cibles ;The collection of raw materials: This consists of collecting waste beer cans in the various target areas;

- Le stockage des matières premières : Il s'agit de stocker les déchets de cannettes de bières dans la salle de stockage ;- Storage of raw materials: This involves storing waste beer cans in the storage room;

Le triage : les déchets collectés contiennent le plus souvent d’autres déchets, cette opération consiste donc à la fois à attirer à l’aide d’un aimant les déchets de cannettes de bières en acier et à l’aide des courants de Foucauld les déchets de cannettes de bières en aluminium ;Sorting: the waste collected most often contains other waste, so this operation consists both of attracting waste steel beer cans using a magnet and using eddy currents to waste aluminum beer cans;

• La préparation du sable : le sable utilisé doit avoir une quantité d’eau nécessaire grâce à un test manuel. Ce test consiste à prendre une poignée de sable préparé, la serrer dans la main. A l’ouverture, on doit observer l’empreinte des doigts sur le sable et une absence de collage sur la peau.• Preparation of the sand: the sand used must have the necessary amount of water through a manual test. This test involves taking a handful of prepared sand, squeezing it in your hand. At the opening, we must observe the imprint of the fingers on the sand and an absence of sticking on the skin.

• La préparation du moule illustratif : le châssis réalisé a été celui de taille 24, de longueur 35 cm de largeur 16 cm et de hauteur 7 cm. Ce châssis a été réalisé à l’aide des planches collectées au laboratoire. En effet pour la réalisation de ce moule, un lit de sable a été réalisé avec une épaisseur de 4 cm suivi du remplissage du modèle ainsi que son décrochage.• Preparation of the illustrative mould: the frame produced was that of size 24, length 35 cm, width 16 cm and height 7 cm. This frame was made using boards collected in the laboratory. Indeed for the realization of this mold, a bed of sand was made with a thickness of 4 cm followed by the filling of the model as well as its unhooking.

• La fabrication de la marmite et les autres ustensiles ménagers proprement dite passe par les phases suivantes :• The manufacture of the pot and the other household utensils itself goes through the following phases:

La fusion: les déchets de canettes de boisson sont introduites dans le four spécialisé, sans aucun traitement préalable muni d'un capteur de fumé bois à une température de 750°C.Melting: waste beverage cans are introduced into the specialized oven, without any prior treatment fitted with a wood smoke sensor at a temperature of 750°C.

Le dégazage à rotor : cette opération consiste à introduire dans le bain le dégazeur afin d’essorer le gaz qui s’y trouve, ici il s’agit du dihydrogène (H2).Rotor degassing: this operation consists of introducing the degasser into the bath in order to extract the gas that is there, here it is dihydrogen (H2).

- L’affinage : cette opération consiste à ajouter aux bains en fusion certains éléments ayant des propriétés affinantes, ici il s’agit du chlorate de potassium afin d’avoir des grains fins puis retirer les impuretés qui se forment à la surface du bain.- Refining: this operation consists of adding to the molten baths certain elements with refining properties, here it is potassium chlorate in order to have fine grains and then removing the impurities which form on the surface of the bath.

Le moulage: cette opération consiste à verser le liquide en fusion dans les moules en sableMolding: this operation consists of pouring the molten liquid into the sand molds

Le refroidissement et démoulage: ces opérations consistent à démouler la marmite déjà moulé et la laisser refroidir à l’air libreCooling and unmoulding: these operations consist of unmolding the already molded pot and letting it cool in the open air

Le polissage: cette opération consiste à polir la marmite et en ressortir les ébavures qui s’y trouvent. Les ébavures sont les imperfections présents sur la marmite.Polishing: this operation consists of polishing the pot and removing the burrs that are there. Burrs are imperfections present on the pot.

Pour la fabrication d’une marmite pesant 2Kg, l’on a besoin de la fusion de 3kg de déchets de canettes de boisson.For the manufacture of a pot weighing 2Kg, one needs the melting of 3kg of waste beverage cans.

2) Caractéristiques du produit obtenu2) Characteristics of the product obtained

Il en ressort des analyses que les pourcentages en masse maximum des éléments contenus dans la marmite sont inférieur au seuil établi par la norme française NF 601 de juillet 2004 selon le tableau 1/1. Ceci pourrait être justifié par la composition chimique de la canette de boisson. Ainsi cet échantillon respecte la norme et pourrait être utilisé à des fins culinaires. Toutefois, les éléments présents dans le produit obtenu tels que : le cuivre, le fer et le zinc solidifie les alliages à la corrosion.The analyzes show that the maximum mass percentages of the elements contained in the pot are lower than the threshold established by the French standard NF 601 of July 2004 according to table 1/1. This could be justified by the chemical composition of the beverage can. This sample thus complies with the standard and could be used for culinary purposes. However, the elements present in the product obtained such as: copper, iron and zinc solidify the alloys to corrosion.

Claims

i. Process for the manufacture of aluminum household utensils, in particular cooking pots, from waste beverage cans, characterized in that it comprises the following various steps: collecting the waste beverage cans, sorting, melting, degassing, refining, pouring into sand moulds, cooling, unhooking, polishing;

ii. Process for manufacturing aluminum household utensils, in particular cooking pots, from beverage can waste according to Claim 1, characterized in that the melting takes place at 750°C and the cooking pot is 100% aluminum;

iii. Aluminum cooking pots and utensils obtained from beverage can waste according to claim 1 and 2, characterized by the use of dihydrogen for degassing and potassium chlorate for refining;

iv. Aluminum cooking pots and utensils obtained from beverage can waste according to claim 3, characterized in that the crucible is opened regularly to add the raw material;

v. Aluminum pots obtained from waste beverage cans according to claim 4, characterized in that the manufacture takes place in sand moulds;

vi. Pots and household utensils made of aluminum obtained from waste beverage cans according to claim 1 to 4, characterized in that it is used as a kitchen utensil.