EP2494012A1 - Procede de fabrication d'un combustible par torrefaction de grignon d'olive - Google Patents

Procede de fabrication d'un combustible par torrefaction de grignon d'olive

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Publication number
EP2494012A1
EP2494012A1 EP10798579A EP10798579A EP2494012A1 EP 2494012 A1 EP2494012 A1 EP 2494012A1 EP 10798579 A EP10798579 A EP 10798579A EP 10798579 A EP10798579 A EP 10798579A EP 2494012 A1 EP2494012 A1 EP 2494012A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roasting
pomace
olive
temperature
fuel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10798579A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric ISANTE
Bernard Enjolric
Fabrice Mendez
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Olivecoal Concept
Original Assignee
Olivecoal Concept
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Filing date
Publication date
Application filed by Olivecoal Concept filed Critical Olivecoal Concept
Publication of EP2494012A1 publication Critical patent/EP2494012A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention is in the field of fuel fabrication, particularly in the production of a fuel from vegetable material, based on olive pomace.
  • the invention is intended to obtain a solid fuel, similar to coal.
  • the invention will find a preferential but in no way limiting application in the production of a fuel for domestic use, such as coal for cooking and heating, but also an industrial application in fuels in the form of powder, pelleta, pellets, sticks or similar.
  • the charcoal is made from wood by carbonization in a controlled atmosphere, causing a slow calcination and thus removing its moisture, any plant or volatile organic matter to leave only carbon and minerals.
  • This carbonization step is optimal for temperatures between 350 and 400 degrees Celsius (° C).
  • the charcoal thus obtained has many disadvantages at the time of its combustion. Indeed, the latter is carried out quickly and partially, necessarily creating flames and a large amount of smoke.
  • olive pomace is a by-product constituting the solid residues resulting from the extraction of olive oil. It consists of skins, residues of the pulp and fragments of the nuclei.
  • the pomace is then a substitute for pelletized firewood for boilers and stoves.
  • a method is described briefly in the document FR 2882368 relating to the manufacture of a type of coal-based olive-pomace fuel, in the form of crushed olive kernels, for use in cooking and for heating.
  • the olive cake is purified from its oily residues and then burned in an oven, in particular by roasting, until a dark matter is obtained.
  • the latter when crushed in powder form, is mixed with a binder, such as water, to obtain a homogeneous paste which is compressed and then dried to obtain a solid coal.
  • Such charcoal is then easier to ignite for a constant calorific value and longer than charcoal. Moreover, its combustion does not emit flame, without emission of smoke, for a very small amount of residual ash.
  • Such solutions envisage the roasting of the olive cake or residues of olive extraction, without specifying a temperature or a temperature range.
  • the roasting takes place between 150 and 350 degrees Celsius, a very wide range which greatly influences the heating treatment experienced by the product and which alters its final composition after treatment.
  • the present invention particularly in this context of roasting olive pomace for the manufacture of a fuel.
  • the invention aims at roasting olive pomace in a temperature range between 200 and 320 ° C, for obtaining a fuel with optimum energy efficiency, in particular between 320 ° C or 220 ° C. ° C, depending on the intended uses.
  • the subject of the invention is a process for manufacturing a fuel based on olive pomace, in which said olive pomace is roasted, characterized in that the roasting takes place at a temperature between 200 and 320 degrees Celsius, especially close to 300 ° C, preferably 320 ° C, said roasting is carried out by introducing heated gas at the bottom of a column receiving an olive pomace load, so as to obtain a gradient thermal upward of said column.
  • This treatment ensures optimum heating of the product at the bottom of the column and a decreasing warming upwards, preparing the pomace as it descends along the column.
  • a roasting close to 300 degrees Celsius, preferably 320 ° C, will limit the smoke emissions during the burning of the fuel and will preferably be suitable for personal use, especially at home as a fuel for barbecue.
  • the invention also relates to the fuel resulting from such a manufacturing process, as well as the specific equipment used for this production.
  • such equipment makes it possible to obtain stable operating parameters, although the morphology of the olive pomace is atypical.
  • the present invention thus relates to the manufacture of a fuel from olive pomace.
  • the object of the invention is to efficientlyze enormously the olive cake as a "green charcoal” type fuel.
  • the olive cake used consists of pulp and olive stone, with a variable proportion of about 35% and 65% respectively. It has been found that the moisture content of such a mixture is about 17%. This is why the invention relates to the important step of roasting, during which the hobby will be heated to rid it of moisture, as well as other volatile odor molecules.
  • the subject of the invention is a process for manufacturing olive-pomace-based fuel, in which said olive pomace is roasted at a temperature of between 200 and 320 degrees Celsius, in particular around 220.degree. or 320 ° C depending on the desired use of the fuel.
  • This specific temperature range achieves high energy efficiency without odor and fuel stability, particularly protection against biological degradation over time.
  • the invention has been to study the influence of the roasting temperature on the loss of mass of the pomace.
  • the temperature rise was carried out at 100 to 350 ° C.
  • thermogravimetric analysis consisting of the measurement of the mass variation as a function of temperature.
  • the calculation of the mass yield is calculated according to the following rules:
  • the optimum yield is therefore in this temperature range between 200 and 250 ° C, for which a more precise study was conducted.
  • Such equipment comprises a heating column 2 for setting up a thermal gradient from bottom to top.
  • a heating column 2 for setting up a thermal gradient from bottom to top.
  • a basket 3 surrounded by a refractory casing 4, limiting heat exchange to the outside, to transfer the maximum heat and as quickly as possible to the load 5 of material located within said basket 3.
  • heating means 6 make it possible to apply a heat treatment to said load 5, passing through the basket 3 by means of heated gases.
  • the temperature of these gases can be controlled by a thermocouple located under said basket 3.
  • said column 2 is filled above the basket 3 by a load 7, not thermally insulated, then serving as a filter to form said gradient vertically.
  • a second device allows to feed pomposed from above a similar column for the roasting of the said pomace. This supply is continuous, from the top by means of a hopper provided with two airlock.
  • said column comprises a roasting system of the roasted product consisting of a movable grate, an extractor and three without sealing.
  • Heating is effected by a roasting gas introduced in the lower part of said column, against current of the solid stream.
  • the gas heats the pomace and spring cooled in the upper part of the column.
  • Such a column makes it possible to obtain a thermal gradient from the bottom to the top of said column, the solid charge of the column ensuring the filter effect of the gas.
  • the gas can be a mixture of nitrogen, water vapor and a small percentage of oxygen.
  • a gaseous mixture is representative of those used in the industrial setting.
  • the yields are significantly lower than those obtained during the overall study, in particular because of the degradation of the pomace due to the consumption of carbon and organic materials by the roasting gases.
  • the roasted samples obtained were then characterized physico-chemically to observe the influence of the temperature on the properties of the roasted pomace.
  • the level of volatile matter namely the amount of material volatilized during heating at 900 ° C. under asot;
  • the fixed carbon content equal to 100 minus the remaining moisture content, the volatile matter content and the ash content.
  • the roasted pomace obtained has a very high level of combustible materials, of the order of 94%, for a low humidity, less than 1%.
  • the thus roasted pomace, at temperatures between 200 and 240 ° C, is therefore an improved fuel of high energy value.
  • the invention has pushed the study of roasted pomace to verify its behavior in grinding and sieving.
  • a first "light” grinding is carried out for ten minutes with the aid of a mechanical pile crusher, with a pressure adjustment of the pressure.
  • a second grinding called “hard” is carried out for thirty minutes on the same mill, but with a higher pressure, set to 4.
  • the ground product obtained by one or the other grindings is sieved through a stack of vibrating sieves of different sizes, ranging from 1400 to 75 micrometers.
  • the increase in the roasting temperature makes it easier to grind the pomace.
  • the roasting temperature directly influences the structure of the pomace, in particular the nuclei initially present at 70%. More particularly, the rise in the roasting temperature weakens the internal structure of the biomass.
  • the loss of energy efficiency at a higher temperature can be partially offset by the gain in grinding the roasted peats obtained at this temperature.
  • the roasted pomace has a low moisture recovery, ie the amount of water that the product will reabsorb after roasting.
  • the samples rapidly recover about 1% moisture in 12 hours and the humidity level stabilizes at 1.3% after 48 hours.
  • This low humidity recovery Observed * reveals that the hygroscopic character of roasted pomace is very low. Roasting has degraded the structure of the bioaasse polymers, making it hydrophobic and only the periphery of the seed, on the surface, takes up a little water. Thus, the roasted peats can be stored ⁇ in the open air for long periods.
  • the invention has been to study the heating value of roasted pomace at different temperatures, by measuring the Higher Calorific Value (PCS) and the calculation of the Lower Calorific Value (PCI) from the PCS and the content of hydrogen content in the material, namely the dry product.
  • PCS Higher Calorific Value
  • PCI Lower Calorific Value
  • the mass energy yield for one kilogram each of the samples is grouped in the following table.
  • said roasting according to the invention can be carried out at 220 degrees Celsius. This temperature makes it possible to recover up to 65% of the initial mass of pomace, while increasing by 10.4% the energy density.
  • the volatile content indicates the ease with which the fuel will ignite.
  • the moisture content negatively affects the energy efficiency of the combustion. While the rate of centers makes it possible to determine the quantity of incombustible elements which will thus have no energy supply at the moment of the combustion.
  • This roasting at a temperature of 320 ° C has improved the energy quality of olive cake, while significantly reducing the yield.
  • the rate of combustible materials is very high for low moisture content.
  • roasting at a temperature of 320 ° C makes it possible to obtain a fuel that is particularly suitable for use at home.
  • the process according to the invention therefore makes it possible to obtain fuels from olive pomace, through a step of roasting at precise temperatures which eliminates almost all the water contained, which increases the proportion of fixed carbon, which facilitates grinding and increases the calorific value.
  • the fuels thus obtained therefore have a greater power output.
  • such fuels emit fewer odors and fumes.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un combustible à base de grignon d'olive, dans lequel on torréfie ledit grignon d'olive, caractérisé en ce que la torréfaction s'effectue à une température comprise entre 200 et 320 degrés Celsius (°C), notamment proche de 300 °C, préférentielletnent 320 °C, ladite torréfaction s' effectuant par introduction de gaz chauffés en partie basse d'une colonne recevant une charge de grignon d'olive, de manière à obtenir un gradient thermique du bas vers le haut de ladite colonne.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UΝ COMBUSTIBLE PAR TORREFACTION DE
GRIGNON D'OLIVE
La présentE invention entre dans le domaine de la fabrication de combustible, en particulier dans la réalisation d'un csombustible à partir de matière végétale, à base de grignon d'olive.
Spécifiquement, l'invention se veut à même d'obtenir un combustible solide, similaire au charbon.
L'invention trouvera une application préférentielle mais aucunement limitative dans la réalisation d'un combustible à usage domestique, tel du charbon pour la cuisine et le chauffage, mais aussi une application industrielle dans des combustibles sous forme de poudre, pelleta, granulés, bûchettes ou analogue.
De manière connue, le charbon est réalisé à base de bois par carbonisation en atmosphère contrôlée, provoquant une calcination lente et permettant ainsi de retirer son humidité, toute matière végétale ou organique volatile afin de ne laisser que du carbone et des minéraux. Cette étape de carbonisation est optimale pour des températures comprises entre 350 et 400 degrés Celsius (°C) .
Toutefois, le charbon de bois ainsi obtenu présente de nombreux inconvénients au moment de sa combustion. En effet, cette dernière s'effectue rapidement et partiellement, créant nécessairement des flammes et une quantité importante de fumée.
C'est pourquoi il a été imaginé de remplacer le bois par du grignon d'olive dans l'obtention d'un combustible similaire.
On notera que le grignon d'olive est un sous-produit constituant les résidus solides résultant de l'extraction d'huile d'olive. Il se compose des peaux, des résidus de la pulpe et des fragments des noyaux.
Il est déjè connu d'utiliser le grignon comme combustible, en particulier les fragments des noyaux en bois très dur 2 haut pouvoir calorifique. Le grignon constitue alors un substitut au bois de chauffage en granulés pour les chaudières et les poêles.
Il est toutefois nécessaire de traiter le grignon car il est constitué d'une importante quantité d'eau, pénalisant sa combustion. De plus, la vaporisation de l'humidité aide a la volatilisation de molécules odorantes, rendant problématique l'utilisation du grignon comme combustible à usage domestique.
Une méthode est décrite succinctement dans le document FR 2882368 relatif à la fabrication d'un combustible de type charbon à base de grignon d'olive, sous forme de noyaux d'olives concassés, pour une utilisation en cuisine et pour le chauffage.
Pour ce faire, le grignon est purifié de ses résidus huileux pour ensuite être brûlé dans un four, notamment par torréfaction, jusqu'à l'obtention d'une matière noire. Cette dernière, une fois concassée sous forme de poudre, est mélangée à un liant, tel de l'eau, pour obtenir une pâte homogène qui est comprimée puis séchée pour obtenir un charbon solide.
Un tel charbon est alors plus facile A allumer pour un pouvoir calorifique constant et plus long que le charbon de bois. De plus, sa combustion n'émet pas de flamme, sans émission de fumée, pour une quantité de cendres résiduelles très faibles.
Une autre solution similaire est décrite dans le document FR 2928933, mentionnant la torréfaction de résidus d'extraction d'olives.
Des telles solutions envisagent la torréfaction du grignon ou des résidus de l'extraction d'olives, sans spécifier de température ou plage de température. De manière connue, la torréfaction intervient entre 150 et 350 degrés Celsius, plage très large qui influence énormément le traitement par chauffage subit par le produit et qui altère sa composition finale après traitement.
Dans le document US 3436314, il a été imaginé de chauffer une autre partie de l'olive, la pulpe, pour obtenir un combustible. Ce traitement s'effectue par émission d'un gax de chauffage au sein de la pulpe à une température comprise entre 200 et 450 °C.
Encore une foie, le résultat d'une telle plage de température ne permet pas d'assurer un produit fini de qualité optimale.
La présente invention entre tout particulièrement dans ce cadre de torréfaction du grignon d'olive pour la fabrication d'un combustible.
Plus spécifiquement, l'invention vise une torréfaction de grignon d'olive dans une plage de températures située entre 200 et 320°C, pour l'obtention d'un combustible ayant un rendement énergétique optimal, en particulier entre à 320 °C ou 220°C, selon les utilisations envisagées.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un combustible à base de grignon d'olive, dans lequel on torréfie ledit grignon d'olive, caractérisé en ce que la torréfaction s'effectue A une température comprise entre 200 et 320 degrés Celsius, notamment proche de 300 °C, préférentiellement 320°C, ladite torréfaction s'effectuent par introduction de gaz chauffée en partie basse d'une colonne recevant une charge de grignon d'olive, de manière à obtenir un gradient thermique du bas vers le haut de ladite colonne.
Ce traitement assure un chauffage optimal du produit en bas de la colonne et un réchauffement décroissant vers le haut, préparant le grignon au fur et à mesure de sa descente le long de la colonne.
En particulier, une torréfaction proche de 300 degrés Celsius, préférentiellement 320°C, limitera les dégagements de fumées lors du brûlage du combustible et sera préférentiellement adaptée à une utilisation personnelle, notamment à domicile comme combustible pour barbecue.
L'invention concerne aussi le combustible issu d'un tel procédé de fabrication, ainsi que l'équipement spécifique utilisé pour cette fabrication. En particulier, un tel équipement permet d'obtenir des paramètres opératoires stables, bien que la morphologie des grignons d'olives soit atypique.
D*autres caractéristiques et avantages de l'invention rassortiront de la description détaillé* qui va suivra daa modes da réalisation non limitatifs da l'invention.
La présenta invention concerne donc la fabrication d'un combustible à partir da grignon d'olive. La but de l' invention est de valoriser énargétiquament la grignon d'olive an tant que combustible de type « charbon vert ».
Le grignon utilisé est composé de pulpes et de noyaux d'olives, selon une proportion variable respectivement d'environ 35 t et 65 %. On constata que le taux d'humidité d'un tel mélange est d'environ 17 %. C'est pourquoi l'invention concerne l'étape importante de torréfaction, durant laquelle le grignon sera chauffé pour le débarrasser de son humidité, ainsi que d'autres molécules volatiles odorantes.
Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de fabrication da combustible à base de grignon d'olive, dans lequel on torréfie ledit grignon d'olive à une température comprise entre 200 et 320 degrés Celsius, en particulier vers 220 °C ou 320 "C suivant l'utilisation souhaitée du combustible.
Cette plage de températures spécifique permet d'obtenir un pouvoir énergétique élevé, sans dégagement d'odeur et offrant une stabilité au combustible, en particulier une protection contre la dégradation biologique au fil du temps.
Kn particulier, l'invention a consisté à étudier l'influence da la température de torréfaction sur la perte de masse du grignon. La haussa de température a été effectuée de 100 à 350°C.
Un échantillon de grignon a donc été soumis à une analyse thermogravimétrique consistant en la mesure de la variation de masse en fonction de la température.
Le calcul du rendement massique est calculé selon la régie suivante :
Nous avons obtenu le tableau de valeurs suivantes :
On constate une perte signification de la nasse de l'échantillon entre 200 et 250°C, réciproquement de 75 ft 57 %. Dans cette plage de températures, les grignons sont séchés et perdent leur humidité, ft savoir près des 17 % du taux initial. De plus, certaines molécules sont dégasées. A une température supérieure ft 250°C, on constate que les grignons commencent ft se dégrader. En effet, on constate une dévolatilisation des composés organiques par la forte diminution de la masse volumique des grignons torréfiés entre 220°C (masse volumique : 0,55 kg/m*) et 320°C (masse volumique : 0,38 kg/m3).
Le rendement optimum est donc situé dans cet intervalle de températures situé entre 200 et 250 °C, pour lequel une étude plus précise a été menée.
Cette étude a été réalisée au travers d'un premier dispositif 1 de torréfaction particulier. Un tel équipement comprend une colonne 2 de chauffage permettant de mettre en place un gradient thermique du bas vers le haut. En partie basse de ladite colonne 2 est disposé un panier 3 entouré d'une enveloppe réfractaire 4, limitant les échanges thermiques vers l'extérieur, pour transférer le maximum de chaleur et le plus rapidement possible ft la charge 5 de matière située au sein dudit panier 3.
Pour ce faire, des moyens de chauffe 6 permettent d'appliquer un traitement thermique à ladite charge 5, traversant le panier 3 par l'intermédiaire de gaz chauffés. La température de ces gas peut être contrôlée par un thermocouple situé sous ledit panier 3.
De plus, ladite colonne 2 est remplie au-dessus du panier 3 par une charge 7, non isolée thermiquement, servant alors de filtre pour former verticalement ledit gradient. Un second dispositif, non représenté, permet d'alimenter an grignons par le haut une colonne similaire pour la torréfaction desdite grignons. Cet approvisionnement s'effectue en continu, par le haut au moyen d'une trémie pourvue de deux sas d'étanchéité.
De plus, ladite colonne comprend un système de soutirage du produit torréfié composé d'une grille mobile, d'un extracteur et des trois sans d'étanchéité.
Le chauffage s'effectue par un gaz de torréfaction introduit en partie basse de ladite colonne, & contre courant du flux solide. Le gas chauffe les grignons et ressort refroidi en partie haute de la colonne.
Une telle colonne permet d'obtenir un gradient thermique du bas vers le haut de ladite colonne, la charge solide de la colonne assurant l'effet filtre du gas.
A ce titre, le gaz peut être un mélange d'azote, de vapeur d'eau et d'un faible pourcentage d'oxygène. Un tel mélange gazeux est représentatif de ceux utilisés dans le cadre industriel.
Au sein d'un tel dispositif, l'étude menée a permis de détecter trois rendements massiques distincts pour trois températures, regroupés dans le tableau suivant.
On notera que les rendements sont sensiblement inférieurs à ceux obtenus lors de l'étude globale, notamment en raison de la dégradation des grignons due à la consommation du carbone et des matières organiques par les gaz de torréfaction.
Les échantillons étudiés révèlent une modification signification de leur coloration en fonction de la hausse de température. Plus la température est élevée, plus la couleur •at sombre, allant jusqu'au noir, an raison de la dégradation «tibia at da la transformation an carbona.
On constat* aussi qua la température maximala da 240°C apparaît comme trop élevée par rapport au rendement massique, diminuant la rendement énergétique massique.
Las échantillons torréfiés obtenus ont ensuite été caractérisée da manière physico-chimique afin d'observer l'influença da chacune des températures sur les propriétés des grignons torréfiés.
Cette analyse a porté sur la quantification :
- du taux d'humidité restant, à savoir la quantité d'eau pouvant être extraite par un chauffage à 105°C jusqu'à massa constante ;
- du taux de matières volatiles, à savoir la quantité de matière volatilisée lors d'un chauffage i 900°C sous asote ;
- du taux da cendres, à savoir la quantité de résidu restant après un chauffage sous air à 815°C ; et
- le taux da carbone fixe égal à 100 moins le taux d'humidité restant, le taux de matières volatiles at la taux de cendres.
Cette analysa a été réalisée au sein d'un four tubulaire à haute température.
La tableau suivant récapitule les résultats da cette analyse, en gardant comme référence le grignon brut, à savoir n'ayant subit aucune torréfaction
constate que lorsque la température de torréfaction augmenta, la rendement et la taux de matières volatiles diminuent, le taux de carbone fixe augmentant alors.
Le grignon torréfié obtenu présente un taux de matières combustibles très élevé, de l'ordre de 94%, pour un taux d'humidité faible, inférieur à 1%. Le grignon ainsi torréfié, à des températures entre 200 et 240°C, constitue donc un combustible amélioré de grande valeur énergétique.
De plus, l'invention a poussé l'étude du grignon torréfié pour vérifier son comportement au broyage puis tamisage.
Dans ce but, deux types de broyage ont été appliquée. Un premier broyage dit « léger » est réalisé pendant dix minutes à l'aide d'un broyeur à pilon mécanique, avec un réglage à séro de la pression. Un second broyage dit « dur » est réalisé pendant trente minutes sur le même broyeur, mais avec une pression supérieure, réglée à 4.
Ensuite, le produit broyé obtenu par l'un ou l'autre des broyages est tamisé au travers d'un empilement de tamis vibrants de différents calibres, allant de 1400 à 75 micromètres.
Dans un cas comme dans l'autre, on constate que l'augmentation de la température de torréfaction permet de faciliter le broyage du grignon. La température de torréfaction influence directement la structure du grignon, en particulier des noyaux présents initialement à 70%. Plus particulièrement, l'élévation de la température de torréfaction fragilise la structure interne de la biomasse.
Par conséquent, la perte de rendement énergétique ft une température plus élevée, peut être compensée en partie par le gain concernant le broyage des grignons torréfiés obtenus à cette température.
On constate aussi que le grignon torréfié possède une faible reprise en humidité, à savoir la quantité d'eau que le produit va réabsorber après torréfaction.
De manière générale, les échantillons reprennent rapidement environ 1 % d'humidité en 12 h et le taux d'humidité se stabilise à 1,3 % après 48 h. Cette faible reprise en humidité observé* révèle que 1« caractère hygroscopique des grignons torréfiée eat trèa faible. La torréfaction a dégradé la structure des polymères de la bioaasse, la rendant hydrophobe et seule la périphérie des graine, en surface, reprend un peu d'eau. Ainsi, les grignons torréfiés peuvent être stockés λ l'air libre sur de longues périodes.
Par ailleurs, l'invention a consisté à étudier le pouvoir calorifique des grignons torréfiée à différentes températures, en mesurant le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) et le calcul du Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) à partir du PCS et du taux d'hydrogène contenu dans le matériau, à savoir le produit sec.
Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau suivant.
Le rendement énergétique massique pour un kilogramme chacun des échantillons est regroupé dans le tableau suivant.
Ces résultats ont servi de base au calcul du rendement énergétique massique qui permet d'évaluer un compromis entre, d'une part, une densité d'énergie disponible qui augmente avec la température de torréfaction et, d'autre part, une perte de masse qui augmente aussi en fonction de ladite température.
Lea différente rendements énergétiques massiques ont été calculée et regroupés dans le tableau suivant, avec comme base le grignon brut.
On constate que le meilleur compromis est de torréfier à une température de 220°C. En effet, l'augmentation de 20°C de 200° jusqu'à 220°C n'a altéré que de 1% le rendement énergétique, tandis que la masse est plus faible. Par contre, entre 220°C et 240°C, la perte de rendement énergétique est trop élevée, diminuant de 11%.
Par conséquent, ladite torréfaction selon l'invention peut s'effectuer à 220 degrés Celsius. Cette température permet de récupérer jusqu'à 65% de la masse initiale de grignon, tout en augmentant de 10,4% la densité d'énergie.
Toutefois, on constate qu'à ces températures basses de torréfaction, entre 220 et 240 °C, des émanations de fumées et d'odeurs persistent, notamment en raison des matières volatiles en quantité plus importante. Si de telles émanations ne posent aucun inconvénient dans un cadre d'utilisation industrielle, elles peuvent occasionner une gêne auprès des particuliers, notamment comme combustible pour barbecue ou chauffage.
L'étude menée a donc introduit une valeur supérieure, à 320 °C, pour laquelle on constate que la torréfaction du grignon élimine les émanations, tout en apportant un rendement énergétique satisfaisant. En effet, cette température de 320 °C représente une limite au-delà de laquelle l'énergie dégagée par la combustion du grignon torréfié, chute. On constat* qu'entre 220 °C at 320 °C, l'énergie dégagée passa uniquement de 83 A 79% par rapport à la combustion d'un échantillon da grignon brut.
La tableau suivant regroupa plusieurs facteurs quantifiée, à savoir le taux da matières volatiles, le taux d'humidité et le taux de cendres. Les essais sur ces facteurs ont été réalisés sur base brut. Des résultats similaires ont été obtenus sur base sèche.
Tout d'abord, le taux de matières volatiles indique la facilité qu'aura le combustible à s'enflammer. Le taux d'humidité conditionne quant A lui de manière négative le rendement énergétique de la combustion. Tandis que le taux de centres permet de déterminer la quantité d'éléments incombustibles qui n'auront donc aucun apport énergétique au moment de la combustion.
L'augmentation de la température de 220 °C A 320 °C permet donc d'obtenir un produit ayant un taux de matières volatiles beaucoup plus faible et par extension un taux de carbone fixe beaucoup plus important.
On remarque également que le tau de cendres augmente avec la température puisque la quantité d'organique diminue.
Cette torréfaction A une température de 320 °C a permis d'améliorer la qualité énergétique des grignons, tout en diminuant sensiblement le rendement. Le taux de matières combustibles est très élevé pour taux d'humidité trie faible. Ces propriétés pb sico-chimiqpies en font un combustible de grande valeur.
Dès lors, la torréfaction A une température de 320 °C permet d'obtenir un combustible partiouiièrement adapté à une utilisation à domicile.
Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir des combustibles à partir de grignon d'olive, au travers d'une étape de torréfaction à des températures précises qui élimine la quasi-totalité de l'eau contenue, qui augmente la proportion de carbone fixe, qui facilite le broyage et augmente le pouvoir calorifique.
Les combustibles ainsi obtenus possèdent donc un pouvoir énergétique plus important. De plus, des tels combustibles dégagent moins d'odeurs et de fumées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un combustible à basa de grignon d'olive, dans laquai on torréfia ladit grignon d'olive, caractérisé an ca qua la torréfaction s'effectua à una température comprise antre 200 et 320 degrés Celsius (°C), notamment proche de 300 degrés Celsius* ladite torréfaction s'effectuant par introduction de gas chauffés an partie basse d'une colonne recevant une charge de grignon d'olive, de manière à obtenir un gradient thermique du bas vers le haut de ladite colonne.
2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite torréfaction s'effectue à 320 degrés Celsius.
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