FR2932188A1 - PROCESS FOR METHANIZATION FROM PLANT BIOMASS - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne l'utilisation d'un marc d'algues comme activateur d'un procédé de méthanisation d'un substrat, ledit marc d'algues présentant notamment un taux de matières sèches compris de 10 à 50% en poids.The present invention relates to the use of a marc of algae as an activator of a methanization process of a substrate, said algae marc having in particular a solids content of 10 to 50% by weight.
Description
PROCÉDÉ DE MÉTHANISATION À PARTIR DE BIOMASSE VÉGÉTALE PROCESS FOR METHANIZATION FROM PLANT BIOMASS
La présente invention a pour objet un procédé de méthanisation à partir 5 de biomasse végétale. La méthanisation est une suite de réactions de fermentation anaérobie de la matière organique, à l'issue de laquelle on obtient du biogaz. Le biogaz est le mélange gazeux récolté qui contient principalement du méthane (50 à 70%), du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau et du sulfure d'hydrogène. io En raison de sa haute teneur en méthane, le biogaz est un précieux porteur d'énergie qui peut être utilisé comme combustible produisant de la chaleur ou comme carburant permettant entre autre de faire fonctionner des moteurs thermiques ou capable de produire de l'énergie sous d'autres formes comme l'énergie électrique. Industriellement, le biogaz s'obtient à partir de la 15 dégradation microbienne des substances organiques en l'absence d'oxygène dans des installations appelées digesteur . Dans la nature, ce processus se déroule par exemple dans le fond des marais. La quantité de biogaz produite à l'issue de ce processus dépend essentiellement de la nature de la matière organique. Toutes les matières 20 organiques fermentescibles sont a priori susceptibles de libérer du biogaz lors du processus de méthanisation. Cependant, certaines matières organiques sont beaucoup plus méthanogènes que d'autres. Les matières grasses, et en particulier les graisses, ont le potentiel de rendement le plus élevé, les autres matières organiques de type biopolymères glucidiques, 25 comme la cellulose ou l'hémicellulose, ont une vitesse de dégradation plus lente avec un rendement en biogaz beaucoup plus faible (au moins la moitié). En pratique, les matières premières les plus utilisées dans le procédé de méthanisation sont surtout les déjections animales (lisier bovins et porcins notamment) pour les unités dites de méthanisation à la ferme. 30 Les unités de méthanisation de type industriel utilisent quant à elles préférentiellement des mélanges de déchets alimentaires, boues de station d'épuration, graisses de flottation, graisses et déchets issus de l'industrie agro-alimentaire, déchets verts. The present invention relates to an anaerobic digestion process from plant biomass. Methanation is a series of anaerobic fermentation reactions of organic matter, after which biogas is obtained. Biogas is the collected gas mixture that contains mainly methane (50 to 70%), carbon dioxide, water vapor and hydrogen sulphide. Because of its high methane content, biogas is a valuable energy carrier that can be used as a heat-producing fuel or as a fuel for, among other things, operating thermal engines or capable of producing power from the engine. other forms like electrical energy. Industrially, biogas is obtained from the microbial degradation of organic substances in the absence of oxygen in so-called digester plants. In nature, this process takes place for example in the bottom of swamps. The amount of biogas produced at the end of this process depends essentially on the nature of the organic matter. All fermentable organic materials are a priori likely to release biogas during the process of methanation. However, some organic materials are much more methanogenic than others. Fats, and in particular fats, have the highest yield potential, other organic carbohydrate biopolymers, such as cellulose or hemicellulose, have a slower rate of degradation with much higher biogas yield. weaker (at least half). In practice, the most commonly used raw materials in the anaerobic digestion process are animal manure (especially cattle and pig slurry) for so-called on-farm biogas units. The methanation units of industrial type preferentially use mixtures of food waste, sewage sludge, flotation fat, grease and waste from the food industry, green waste.
Aujourd'hui, la valorisation de la biomasse organique par méthanisation n'est pas encore courante en France. En Allemagne on compte aujourd'hui plus de 4000 unités de méthanisation de type industrielle ou méthanisation à la ferme . Today, the valorization of organic biomass by anaerobic digestion is not yet common in France. In Germany today there are more than 4000 units of methanization of industrial type or methanization on the farm.
Le mélange de ces différentes matières premières a pour inconvénient de fournir fréquemment un substrat dont la vitesse et le rendement de méthanisation sont faibles car ce mélange est pauvre en éléments carbonés fermentescibles. Pour pallier à cet inconvénient majeur et son impact pour ce qui io concerne l'intérêt économique du procédé de méthanisation, beaucoup de pays développent aujourd'hui l'utilisation de la biomasse végétale agricole. Grâce à certains types de biomasse végétale, on peut apporter au mélange de méthanisation des éléments carbonés fermentescibles issus en particulier de certaines cultures de matières premières énergétiques. C'est en 15 particulier le cas du maïs qui est une matière première à fort rendement méthanogène. En Allemagne la majorité des unités de méthanisation fonctionnent avec de l'ensilage de maïs comme complément indispensable à la rentabilité économique de la méthanisation des déjections animales. Il se trouve cependant que ces matières premières, sources de carbone 20 nécessaire à la méthanisation, devraient normalement trouver leur utilité première en nutrition humaine et animale et que, dans le contexte démographique et économique actuel, leur utilisation comme agent méthanogène est devenue une aberration économique et un scandale sur le plan sociétal. 25 Un des buts de la présente invention est de proposer une alternative à l'utilisation de ces ressources alimentaires en utilisant comme agent méthanogène une ressource issue de la biomasse végétale, non utilisable pour la nutrition humaine ou animale. La présente invention a pour but de proposer un procédé de 30 méthanisation mettant en oeuvre une bio-ressource actuellement inexploitée. Ainsi, la présente invention concerne un procédé de méthanisation d'un substrat, comprenant une étape de co-digestion dudit substrat avec de la matière algale. The mixture of these different raw materials has the drawback of frequently providing a substrate whose speed and yield of methanization are low because this mixture is poor in fermentable carbonaceous elements. To overcome this major drawback and its impact on the economic interest of the anaerobic digestion process, many countries are now developing the use of agricultural plant biomass. Thanks to certain types of plant biomass, fermentable carbonaceous elements can be added to the methanization mixture, in particular from certain energy raw material cultures. This is particularly the case of maize, which is a raw material with a high methanogenic yield. In Germany, the majority of the biogas plants work with corn silage as an essential complement to the economic profitability of the anaerobic digestion of animal dung. However, these raw materials, sources of carbon 20 necessary for methanation, should normally find their primary use in human and animal nutrition and that, in the current demographic and economic context, their use as a methanogenic agent has become an economic aberration. and a scandal on the societal level. One of the aims of the present invention is to propose an alternative to the use of these food resources by using as a methanogenic agent a resource derived from plant biomass, which can not be used for human or animal nutrition. The object of the present invention is to propose an anaerobic digestion process using a currently untapped bio-resource. Thus, the present invention relates to a methanization process of a substrate, comprising a step of co-digestion of said substrate with algal material.
Le procédé de méthanisation consiste en la formation d'un biogaz selon un processus biologique faisant intervenir une chaîne complexe de réactions biochimiques (Figure 1) auxquelles participent différents micro-organismes de type anaérobie, et en particulier : - les bactéries hydrolytiques et fermentatives (les principales espèces appartiennent aux genres Clostridium, Bacillus, Ruminococcus, Enterobacteroïdes, Propionibacterium et Butivibrio) ; - les bactéries acétogènes (les homoacétogènes des genres Clostridium, Acetobacterium, Sporomusa, Acetogenium, Acetoanaerobicum, Io Pelobacter Butyribacterium ou Eubacterium, les syntrophes des genres Syntrophobacter, Syntrophomonas ou Syntrophus et les sulfato-réductrices des genres Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfotomaculum, ou Desulfomonas) ; et - les bactéries spécifiquement méthanogènes, qui sont réunies dans 15 un groupe qui leur est propre, celui des Archae. La Figure 1 est un diagramme qui décrit les principales voies métaboliques et la nature des populations microbiennes intervenant dans la digestion anaérobie. Ainsi, le procédé de la présente invention met en oeuvre une bio- 20 ressource issue du monde marin et qui donc n'entre pas en concurrence avec les productions végétales terrestres (comme le maïs classiquement utilisé dans les procédés actuels de méthanisation). Par ailleurs, cette bio-ressource n'agit pas uniquement comme source de carbone, mais également comme activateur du processus biologique de 25 méthanisation, en augmentant la vitesse de réaction et en augmentant de façon très significative le rendement en terme de volume de biogaz produit par unité de matière organique traitée, tout en conservant un bon niveau de qualité du biogaz en terme de taux de méthane dans le mélange gazeux, comme démontré ci-après dans la partie expérimentale. 30 Dans le cadre de l'invention, on entend par le terme algue couvrir toutes les espèces végétales marines comportant des polysaccharides, et en particulier les algues vertes des espèces ulva (ulves) et Enteromorpha. Ces algues sont connues pour proliférer sur des côtes, notamment atlantiques et méditerranéennes, et sont à l'origine de problèmes environnementaux de pollution visuelle et olfactive, d'où leur surnom de marée verte . Elles constituent une matière première disponible et d'accès aisé dont on recherche à se débarrasser et que l'on cherche si possible à valoriser. Selon un mode de réalisation particulier, la matière algale est un extrait d'algue, notamment d'algue verte, et plus particulièrement des espèces ulva et Enteromorpha. Les algues ne sont pas utilisées brutes, de préférence, car sous cette io forme elles présentent très peu d'intérêt dans un procédé de méthanisation. En effet, non traitées telles que dans le cadre de l'invention, leur teneur en matière sèche n'est pas assez élevée pour pouvoir démarrer et entretenir un processus de fermentation méthanogène. Elles contiennent par ailleurs des fractions incompatibles avec la méthanisation, telles que du sable et une 15 quantité importante de sels. L'intérêt de l'invention est de pouvoir fournir des extraits d'algues sélectionnés et concentrés qui sont la plus grosse partie des matières insolubles extraites à l'issue d'un processus d'hydrolyse de la matière algale brute, extraits d'algues dont le niveau de matière sèche est suffisamment 20 élevé pour être compatible avec un procédé de méthanisation et qui vont agir à la fois comme matière première méthanogène mais surtout comme activateur du processus biologique de méthanisation en apportant aux microorganismes anaérobies responsables de ces transformations biochimiques des éléments nutritifs indispensables qui sont les facteurs 25 limitant de leur métabolisme. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le procédé selon la présente invention comprend une étape de co-digestion dudit substrat avec un extrait d'algue présentant un taux de matières sèches compris de 10% à 50%, de préférence de 20% à 35%, et encore de 30 préférence de 25% à 35% en poids. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de méthanisation d'un substrat constitué de produits ou sous-produits organiques d'origine animale ou végétale, comprenant une étape de codigestion dudit substrat avec un marc d'algues. Dans le cadre de la présente invention, le terme "marc d'algue" désigne un produit semi-solide obtenu sous forme de gâteau à l'issue d'une suite de traitements appliqués aux algues brutes qui sont dans l'ordre un broyage, une hydrolyse, une centrifugation et un pressage. Ce produit contient essentiellement des matières organiques insolubles ainsi que des matières minérales. De préférence, ce marc d'algues présente un taux de matières sèches Io compris de 10% à 50%, de préférence de 20% à 35%, et encore de préférence de 25% à 35% en poids. Parmi les produits ou sous-produits organiques d'origine animale ou végétale, on utilise de préférence des déchets animaux et végétaux, notamment sous la forme de mélanges. On peut ainsi notamment citer des 15 mélanges de déjections animales (lisier bovins et porcins notamment) mais également de déchets alimentaires, boues de station d'épuration, graisses de flottation, graisses et déchets issus de l'industrie agro-alimentaire, et déchets verts. Le procédé de la présente invention comprend donc l'utilisation d'un 20 mélange constitué du substrat et du marc d'algues. Toutefois, le procédé de l'invention peut également être mis en oeuvre en utilisant directement le marc d'algues comme substrat. Le marc d'algues susmentionné tel qu'utilisé dans le cadre de la présente invention est de préférence obtenu à partir d'algues vertes, et 25 notamment des espèces ulva et Enteromorpha. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le marc d'algues susmentionné est obtenu à partir de matière algale brute ayant subi une étape de maturation pendant 1 heure à 48 heures, de préférence pendant 2 heures à 24 heures, à une température de 70°C à 100°C, de 30 préférence de 85°C à 95°C. Cette étape de maturation permet d'effectuer une auto-hydrolyse de la matière algale. The anaerobic digestion process consists in the formation of a biogas according to a biological process involving a complex chain of biochemical reactions (FIG. 1) in which various anaerobic microorganisms participate, and in particular: hydrolytic and fermentative bacteria (the main species belong to the genera Clostridium, Bacillus, Ruminococcus, Enterobacteroides, Propionibacterium and Butivibrio); Acetogenic bacteria (homoacetogens of the genera Clostridium, Acetobacterium, Sporomusa, Acetogenium, Acetoanaerobicum, Io Pelobacter Butyribacterium or Eubacterium, syntrophes of the genera Syntrophobacter, Syntrophomonas or Syntrophus and sulfato-reducers of the genera Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfotomaculum, or Desulfomonas) ; and specifically methanogenic bacteria, which are grouped in a group of their own, that of Archae. Figure 1 is a diagram that describes the major metabolic pathways and the nature of microbial populations involved in anaerobic digestion. Thus, the method of the present invention implements a biofuel derived from the marine world and which therefore does not compete with terrestrial plant productions (such as corn conventionally used in current methanation processes). Moreover, this bio-resource not only acts as a carbon source, but also as an activator of the biological process of anaerobic digestion, by increasing the reaction rate and by significantly increasing the yield in terms of the volume of biogas produced. per unit of treated organic matter, while maintaining a good level of biogas quality in terms of the methane content in the gaseous mixture, as demonstrated hereafter in the experimental part. In the context of the invention, the term "algae" is intended to cover all marine plant species comprising polysaccharides, and in particular green algae of the ulva (ulva) and Enteromorpha species. These algae are known to proliferate on coasts, particularly atlantic and Mediterranean, and are at the origin of environmental problems of visual and olfactory pollution, hence their nickname of green tide. They constitute a raw material available and of easy access which one seeks to get rid of and which one seeks if possible to valorize. According to a particular embodiment, the algal material is an extract of algae, in particular of green algae, and more particularly species ulva and Enteromorpha. The algae are not used raw, preferably, because in this form they have very little interest in an anaerobic digestion process. Indeed, untreated as in the context of the invention, their dry matter content is not high enough to start and maintain a methanogenic fermentation process. They also contain fractions that are incompatible with methanation, such as sand and a large amount of salts. The advantage of the invention is to be able to provide selected and concentrated algae extracts which are the largest part of the insoluble matter extracted after a hydrolysis process of the raw algal material, extracts of algae whose level of dry matter is sufficiently high to be compatible with a methanation process and which will act both as a methanogenic feedstock but especially as an activator of the biological methanization process by providing the anaerobic microorganisms responsible for these biochemical transformations essential nutrients which are the limiting factors of their metabolism. According to a particularly advantageous embodiment, the method according to the present invention comprises a step of co-digestion of said substrate with an extract of algae having a dry matter content of 10% to 50%, preferably 20% to 35%. %, and more preferably from 25% to 35% by weight. More particularly, the present invention relates to a process for methanizing a substrate consisting of organic products or by-products of animal or vegetable origin, comprising a step of codigestion of said substrate with an algae pomace. In the context of the present invention, the term "algae marc" designates a semi-solid product obtained in the form of a cake after a series of treatments applied to raw algae which are in order a grinding, hydrolysis, centrifugation and pressing. This product contains mainly insoluble organic materials as well as mineral substances. Preferably, this algae scale has a dry matter content of from 10% to 50%, preferably from 20% to 35%, and more preferably from 25% to 35% by weight. Among the organic products or by-products of animal or vegetable origin, animal and vegetable wastes are preferably used, in particular in the form of mixtures. It is thus possible to mention, in particular, mixtures of animal manure (slurry, cattle and pigs in particular), but also of food waste, sewage sludge, flotation fat, grease and waste from the food industry, and green waste. . The process of the present invention thus comprises the use of a mixture of the substrate and the algae moss. However, the method of the invention can also be implemented by directly using the algae pomace as a substrate. The aforementioned algae mark as used in the context of the present invention is preferably obtained from green algae, and in particular ulva and Enteromorpha species. According to a particularly advantageous embodiment, the abovementioned algae is obtained from raw alum material having undergone a maturation stage for 1 hour to 48 hours, preferably for 2 hours to 24 hours, at a temperature of 70 ° C. C at 100 ° C, preferably 85 ° C to 95 ° C. This maturation step makes it possible to carry out a self-hydrolysis of the algal material.
De préférence, le marc utilisé dans le cadre de la présente invention est obtenu selon un procédé comprenant les étapes suivantes : ù une étape de lavage et de broyage de matière algale brute pour obtenir un broyat d'algues ; ù une étape de dilution dans l'eau dudit broyat pour obtenir un broyat dilué présentant de préférence un pourcentage de matières sèches de 1 à 20%, préférentiellement de 2 à 10%, et encore préférentiellement de 4 à 6% en poids ; ù une étape de maturation dudit broyat dilué pendant 1 heure à 48 io heures, de préférence pendant 2 heures à 24 heures, à une température comprise de 70°C à 100°C, de préférence de 85°C à 95°C, pour obtenir un mélange ; et ù une étape de séparation en deux phases dudit mélange, notamment par centrifugation ou décantation, et récupération de la phase solide, suivie 15 d'une étape de pressage de ladite phase solide, pour obtenir le marc d'algues. L'étape de broyage de la matière algale brute permet de réduire la taille des particules et plus particulièrement d'obtenir des particules dont la taille est comprise de 100 nm à 100 m, et de préférence de 0,5 lm à 10 m. 20 L'étape de maturation susmentionnée permet l'auto-hydrolyse de la matière algale et est effectuée de préférence sous agitation. A l'issue de cette étape, on obtient un mélange arrivé à maturation. Ledit mélange arrivé à maturation est alors séparé en deux phases, par exemple au moyen d'une centrifugeuse industrielle type "décanteur". La 25 phase liquide clarifiée ainsi obtenue est évacuée pour d'autres usages tandis que la phase solide ainsi obtenue ou phase épaisse ou boue est par la suite pressée, par exemple par un matériel de type "presse à bande". Ainsi, la présente invention concerne également un procédé de préparation d'un marc d'algues comprenant les étapes suivantes : 30 ù une étape de lavage et de broyage de matière algale brute pour obtenir un broyat d'algues ; ù une étape de dilution dans l'eau dudit broyat pour obtenir un broyat dilué présentant de préférence un pourcentage de matières sèches de 1 à 20%, préférentiellement de 2 à 10%, et encore préférentiellement de 4 à 6% en poids ; û une étape de maturation dudit broyat dilué pendant 1 heure à 48 heures, de préférence pendant 2 heures à 24 heures, à une température comprise de 70°C à 100°C, de préférence de 85°C à 95°C, pour obtenir un mélange ; et û une étape de séparation en deux phases dudit mélange, notamment par centrifugation ou décantation, et récupération de la phase solide, suivie d'une étape de pressage de ladite phase solide, pour obtenir le marc io d'algues. La présente invention concerne également un marc d'algues susceptible d'être obtenu selon le procédé tel que défini ci-dessus. Selon un autre mode de réalisation, la présente invention concerne l'utilisation d'un marc d'algues comme activateur d'un procédé de 15 méthanisation d'un substrat. En co-digestion avec des matières organiques issues de produits ou sous-produits animaux ou végétaux, et en particulier de déjections animales, ce marc d'algues permet d'améliorer les performances de production de biogaz en terme d'augmentation de la quantité mais également de la vitesse 20 de production. Il peut également être utilisé seul, en l'état, dans le procédé de méthanisation. De préférence, ledit marc d'algues est tel que défini ci-dessus, et plus particulièrement présente un taux de matières sèches compris de 10 à 50% en poids. 25 Ledit substrat est constitué de produits ou sous-produits organiques d'origine animale ou végétale, et plus particulièrement de déchets animaux et végétaux tels que définis ci-dessus. La présente invention concerne donc également l'utilisation d'un marc d'algues comme activateur d'un procédé de méthanisation d'un substrat, 30 caractérisée en ce que le marc d'algues est obtenu à partir de matière algale brute, notamment d'algues vertes, de préférence des espèces ulva et Enteromorpha, et plus particulièrement selon un procédé comprenant une étape de maturation de ladite matière algale brute pendant 1 heure à 48 5 heures, de préférence pendant 2 heures à 24 heures, à une température de 70°C à 100 °C, de préférence de 85°C à 95°C. Sans qu'on veuille la limiter d'une quelconque façon la présente invention va être davantage illustrée par les exemples suivants : EXEMPLES Preferably, the pomace used in the context of the present invention is obtained by a process comprising the following steps: a step of washing and grinding raw algal material to obtain a crushed algae; a dilution step in water of said ground material to obtain a diluted ground material preferably having a dry matter content of 1 to 20%, preferably 2 to 10%, and more preferably 4 to 6% by weight; a step of maturing said ground material diluted for 1 hour to 48 hours, preferably for 2 hours to 24 hours, at a temperature of 70 ° C to 100 ° C, preferably 85 ° C to 95 ° C, for obtain a mixture; and a step of separating said mixture in two phases, in particular by centrifugation or decantation, and recovery of the solid phase, followed by a step of pressing said solid phase, to obtain the algae mark. The grinding step of the raw algal material makes it possible to reduce the size of the particles and more particularly to obtain particles whose size is between 100 nm and 100 μm, and preferably from 0.5 μm to 10 μm. The above-mentioned ripening step allows the self-hydrolysis of the algal material and is preferably carried out with stirring. At the end of this step, a matured mixture is obtained. Said matured mixture is then separated into two phases, for example by means of an industrial centrifuge type "decanter". The clarified liquid phase thus obtained is evacuated for other uses while the solid phase thus obtained or thick phase or sludge is subsequently pressed, for example by a material of the "belt press" type. Thus, the present invention also relates to a process for preparing an algae pomace comprising the following steps: a step of washing and milling raw algal material to obtain a crushed algae; a dilution step in water of said ground material to obtain a diluted ground material preferably having a dry matter content of 1 to 20%, preferably 2 to 10%, and more preferably 4 to 6% by weight; a step of maturing said ground material diluted for 1 hour to 48 hours, preferably for 2 hours to 24 hours, at a temperature of 70 ° C to 100 ° C, preferably 85 ° C to 95 ° C, to obtain a mix ; and a two-phase separation step of said mixture, in particular by centrifugation or decantation, and recovery of the solid phase, followed by a step of pressing said solid phase, to obtain the algae marc. The present invention also relates to an algae mark that can be obtained according to the process as defined above. According to another embodiment, the present invention relates to the use of an algae marc as an activator of a process for the methanisation of a substrate. In co-digestion with organic materials derived from animal or plant products or by-products, and in particular from animal excrement, this marc of algae makes it possible to improve the performance of biogas production in terms of increasing the quantity but also speed of production. It can also be used alone, as it is, in the anaerobic digestion process. Preferably, said algae mark is as defined above, and more particularly has a solids content of 10 to 50% by weight. Said substrate consists of organic products or by-products of animal or vegetable origin, and more particularly animal and vegetable waste as defined above. The present invention therefore also relates to the use of an algae pomace as an activator of a substrate methanisation process, characterized in that the algae pomace is obtained from raw algal material, in particular from green algae, preferably ulva and Enteromorpha species, and more particularly according to a process comprising a step of maturing said raw algal material for 1 hour to 48 hours, preferably for 2 hours to 24 hours, at a temperature of 70 ° C to 100 ° C, preferably 85 ° C to 95 ° C. Without wishing to limit it in any way the present invention will be further illustrated by the following examples: EXAMPLES
EXEMPLE 1 Préparation de marc d'algue Io 12 025 kg d'algues vertes lavées et égouttées (matière sèche de 9,53%) sont broyés par un affineur à 3 étages de coupes (de marque Inotec) permettant l'obtention d'une purée d'algue dont la taille moyenne de particules est de l'ordre de 5 microns. Ces 12 025 kg de purée sont mélangés à 10 895 litres d'eau, le mélange étant porté à 90°C et cette 15 température étant maintenue à ce niveau pendant 2,5 heures puis ramenée à 40°C de façon progressive en 12 heures. Une première phase de concentration grâce à un décanteur (de marque Flottweg) permet l'obtention de 3 325 kg de boues à 13,08% de matière sèche. Le passage de ces boues dans la presse à bande (de marque Flottweg) permet de récupérer 1 732 kg 20 de marc d'algue à 25,10% de matière sèche. EXAMPLE 1 Preparation of marc of seaweed Io 12,025 kg of washed and drained green algae (dry matter of 9.53%) are crushed by a refiner with 3 stages of cuts (of Inotec brand) making it possible to obtain a algae puree whose average particle size is of the order of 5 microns. These 12,025 kg of puree are mixed with 10,895 liters of water, the mixture being brought to 90 ° C. and this temperature being maintained at this level for 2.5 hours and then brought back to 40 ° C. in a progressive manner in 12 hours. . A first phase of concentration thanks to a clarifier (brand Flottweg) allows to obtain 3,325 kg of sludge with 13.08% dry matter. The passage of these sludges in the band press (Flottweg brand) can recover 1732 kg of marc 25.10% of dry matter.
EXEMPLE 2 Préparation de marc d'algue 11 983 kg d'algues vertes lavées et égouttées (matière sèche de 25 9,93%) sont broyés par un affineur à 3 étages de coupes (de marque Inotec) permettant l'obtention d'une purée d'algue dont la taille moyenne de particules est de l'ordre de 5 microns. Ces 11 983 kg de purée sont mélangés à 11 400 litres d'eau, le mélange étant porté à 90°C et cette température étant maintenue à ce niveau pendant 2,5 heures puis ramenée 30 à 40°C de façon progressive en 12 heures. Une première phase de concentration grâce à un décanteur (de marque Flottweg) permet l'obtention de 3 576 kg de boues à 14,60% de matière sèche. Le passage de ces boues dans la presse à bande (de marque Flottweg) permet de récupérer 1 689 kg i0 de marc d'algue à 30,91 % de matière sèche. EXAMPLE 2 Preparation of algae marc 11,983 kg of washed and drained green algae (dry matter of 9.93%) are milled by a refiner with 3 stages of cuts (of Inotec brand) making it possible to obtain algae puree whose average particle size is of the order of 5 microns. These 11,983 kg of puree are mixed with 11,400 liters of water, the mixture being brought to 90 ° C. and this temperature being maintained at this level for 2.5 hours and then brought back to 40 ° C. in a progressive manner in 12 hours. . A first phase of concentration thanks to a clarifier (brand Flottweg) allows to obtain 3576 kg of sludge with 14.60% dry matter. The passage of these sludges in the belt press (of Flottweg brand) makes it possible to recover 1,689 kg of marc of seaweed at 30.91% of dry matter.
EXEMPLE 3 Procédé de méthanisation L'incorporation de ce marc d'algues a été testée à l'entrée d'un pilote de méthanisation en co-digestion avec du lisier de porc en proportions variables (essais 1 à 2 et 4 à 6). En parrallèle (essai n°3), l'incorporation de biomasse végétale de type ensilage de maïs en mélange au lisier de porc a également été testée. On a introduit quotidiennement dans une trémie d'alimentation du fermenteur le lisier, le marc d'algues, et le maïs en proportions variables telles que décrites dans le tableau ci-après : Essai quantité de quantité de quantité d'ensilage lisier de porc marc d'algues de maïs 1 100% 0% 0% 2 75% 25% 0% 3 75% 0% 25% 4 50% 50% 0% 25% 75% 0% 6 0% 100% 0% Toutes les heures, une certaine quantité de mélange (200-300 kg) est 15 introduite dans le digesteur, ici une cuve inox double paroi de 15 000 litres maintenue à une température moyenne de 38°C par circulation d'eau chaude dans la double paroi. Dans ce digesteur, les bactéries méthanogènes transforment progressivement la matière organique fermentescible en biogaz. Le biogaz produit est récupéré en partie supérieure du digesteur et, 20 par simple surpression, est acheminé dans une cuve tampon de stockage de gaz. Les quantités journalières de biogaz et les quantités journalières de mélange rentrant dans le digesteur sont mesurées par les débitmètres. L'ensemble des opérations et des mesures est sous contrôle d'un automate de marque Simatex spécifiquement développé pour le suivi d'unité 25 de production industrielle de biogaz. EXAMPLE 3 Methanization process The incorporation of this marc of algae was tested at the entrance of a methanisation pilot in co-digestion with pig manure in variable proportions (tests 1 to 2 and 4 to 6). In parallel (trial n ° 3), the incorporation of maize silage type biomass mixed with pig manure was also tested. Feeder, seaweed, and maize were fed daily into a fermentor feed hopper in varying proportions as described in the table below: Test Quantity quantity of silage amount of pork slurry corn algae 1 100% 0% 0% 2 75% 25% 0% 3 75% 0% 25% 4 50% 50% 0% 25% 75% 0% 6 0% 100% 0% All times, a certain quantity of mixture (200-300 kg) is introduced into the digester, here a double wall stainless steel tank of 15,000 liters maintained at an average temperature of 38 ° C by circulation of hot water in the double wall. In this digester, the methanogenic bacteria progressively transform the fermentable organic matter into biogas. The biogas produced is recovered in the upper part of the digester and, by simple overpressure, is conveyed into a gas storage buffer tank. The daily amounts of biogas and the daily amounts of the mixture entering the digester are measured by the flow meters. All operations and measurements are under the control of a Simatex brand automaton specifically developed for the monitoring of industrial biogas production units.
Les résultats mesurés sont indiqués dans le tableau ci-après. Essai Q MSO/j Volume Volume de Jours pour 80% Teneur en de Biogaz Biogaz par de dégradation CH4 produit/j tonne de MO de la MO 1 14 kg 4.5 m3 321 m3 11 78% 2 24 kg 14,5 m3 604 m3 8 63% 3 25,5 kg 14.5m3 568 m3 32 65% 4 34 kg 18 m3 529 m3 9 64% 42 kg 22 m3 523 m3 10 64% 6 42,5 kg 22,5 m3 529 m3 10 62% Q MSO/j = Quantité de Matière sèche Organique introduite par jour MO = Matière Organique 5 Les performances mesurées dans les conditions du pilote de méthanisation avec 25% de marc d'algue donnent une production moyenne de 604 Nm3 de biogaz par tonne de matière organique et un temps de 8 jours seulement pour obtenir 80% de dégradation de la matière organique. Ces résultats confirment l'intérêt du marc d'algues comme matière première lo méthanogène mais surtout comme élément activateur du procédé de méthanisation pouvant être utilisé en substitut des matières végétales alimentaires comme le maïs. 15 The measured results are shown in the table below. Test Q MSO / d Volume Volume of Days for 80% Biogas content Biogas by degradation CH4 product / day of MO of MO 1 14 kg 4.5 m3 321 m3 11 78% 2 24 kg 14.5 m3 604 m3 8 63% 3 25.5 kg 14.5m3 568 m3 32 65% 4 34 kg 18 m3 529 m3 9 64% 42 kg 22 m3 523 m3 10 64% 6 42.5 kg 22.5 m3 529 m3 10 62% Q MSO / j = Quantity of organic dry matter introduced per day MO = Organic matter 5 The performances measured under the conditions of the anaerobic digestion pilot with 25% of seaweed give an average production of 604 Nm3 of biogas per tonne of organic matter and a time only 8 days to get 80% degradation of organic matter. These results confirm the interest of the marc of algae as raw material lo methanogen but mainly as activator element of the methanization process that can be used as a substitute for food plant materials such as corn. 15
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