Mise en place d’une unité de biométhanisation et développement de techniques d’extraction d’acides gras volatils / Hugo D’Angelo

Public ISBD Titre : Mise en place d’une unité de biométhanisation et développement de techniques d’extraction d’acides gras volatils Type de document : TFE / Mémoire Auteurs : Hugo D’Angelo, Auteur ; Olivier Janssens, Directeur de la recherche Editeur : Montignies-sur-Sambre : Helha. Agronomie Année de publication : 2021 Note générale : Le fichier numérique de ce document est disponible uniquement pour les membres de la Haute Ecole Louvain-en-Hainaut ainsi que ses étudiants. Veuillez vous connecter pour accéder à votre compte lecteur. Langues : Français (fre) Mots-clés : CeREF Agronomique  biométhanisation Index. décimale : TFE AIBT TFE Agro-industries et biotechnologies Résumé : La biométhanisation ou digestion anaérobie est un processus de dégradation de matières organiques en l’absence d’oxygène. Il s’agit d’un processus complexe constitué de plusieurs étapes de dégradations biologiques mettant en œuvre l’action de microorganismes spécifiques. Ce procédé a pour finalité de produire du biogaz constitué de méthane pouvant être valorisé sous forme d’énergie renouvelable et permet également de traiter de nombreux types déchets, diminuant donc leurs impacts sur l’environnement. Cet écrit décrira la grande majorité des bases théoriques et notions relatives au processus de biométhanisation et traitera de la mise en place d’une unité de digestion anaérobie dans un but de recherche et de développement durable. En parallèle, le sujet des acides gras volatils et du défi de leur extraction des digesteurs anaérobies sera également abordé. Note de contenu : Table des matières 1. La biométhanisation ...............................................................................................11 1.1 Principe général...............................................................................................11 1.2 La matière organique .......................................................................................11 La matière organique naturelle .................................................................11 La matière organique synthétique .............................................................12 1.3 Le but de la biométhanisation ..........................................................................12 Les pollutions...........................................................................................12 La DCO ...................................................................................................12 1.4 Les intrants......................................................................................................13 Rendement en méthane des corps simples ................................................14 1.5 Le biogaz ........................................................................................................14 La composition du biogaz.........................................................................14 Le méthane...............................................................................................15 La valeur énergétique du biogaz ...............................................................16 Les techniques de purification du biogaz ..................................................16 Les valorisations du biogaz ......................................................................17 La cogénération........................................................................................17 1.6 Le digestat.......................................................................................................18 1.7 Les étapes de la biométhanisation....................................................................19 L’hydrolyse..............................................................................................20 L’acidogenèse ..........................................................................................20 L’acétogenèse ..........................................................................................21 La méthanogenèse ....................................................................................21 1.8 Les paramètres de fermentation .......................................................................22 L’anaérobiose...........................................................................................22 Le pH.......................................................................................................23 1.9 Les inhibitions.................................................................................................25 Acidification ............................................................................................25 Dépassement alcalin et surcharge azotée ..................................................25 Autres inhibiteurs .....................................................................................26 ..............................................................................................................................26 1.10 Les différentes installations .............................................................................26 Les fermenteurs discontinus .....................................................................27 Les fermenteurs continus..........................................................................29 2. Les bioplastiques en biométhanisation ....................................................................32 2.1 Les plastiques classiques .................................................................................32 La problématique des plastiques ...............................................................32 Digestion anaérobie des plastiques conventionnels ...................................33 2.2 Les bioplastiques .............................................................................................33 La digestion anaérobie des bioplastiques ..................................................34 3. Les techniques d’extraction d’acides gras volatils ...................................................35 3.1 Les intérêts de l’extraction...............................................................................35 3.2 Les techniques d’extraction .............................................................................36 L’extraction liquide-liquide ......................................................................36 L’extraction par membrane.......................................................................37 L’extraction par distillation à l’évaporateur rotatif....................................37 4. Objectifs et stratégies .............................................................................................38 5. L’unité laboratoire ..................................................................................................39 5.1 Objectifs..........................................................................................................39 5.2 Matériel et produits .........................................................................................39 Matériel....................................................................................................39 Produits....................................................................................................39 5.3 Montages et principe .......................................................................................40 Principe....................................................................................................41 5.4 Première biométhanisation : déchets alimentaires ............................................42 Méthode...................................................................................................42 Digestat......................................................Error! Bookmark not defined. Matière organique ....................................................................................43 Résultats...................................................................................................45 Interprétation des résultats........................................................................46 Explications potentielles...........................................................................47 5.5 Seconde biométhanisation : bioplastiques ........................................................47 Méthode...................................................................................................47 Digestat......................................................Error! Bookmark not defined. Matière organique ....................................................................................48 Résultats...................................................................................................49 Interprétation des résultats........................................................................49 Explications potentielles...........................................................................49 5.6 Conclusion ......................................................................................................50 6. Les extractions d’AGV ...........................................................................................50 6.1 Objectifs..........................................................................................................50 6.2 Dosage des AGV.............................................................................................50 6.3 Extraction liquide-liquide ................................................................................51 Principe et objectif ...................................................................................51 Matériel et produits ..................................................................................51 Méthode...................................................................................................52 Résultats...................................................................................................53 Interprétation des résultats........................................................................53 6.4 Extraction par distillation à l’évaporateur rotatif ..............................................53 Principe et objectif ...................................................................................53 Matériel et produits ..................................................................................54 Méthode...................................................................................................54 Résultats...................................................................................................55 Interprétation des résultats........................................................................56 6.5 Extractions par membrane ...............................................................................56 Principe....................................................................................................56 Première extraction : Eau et membrane non-imbibée ................................57 Deuxième extraction : eau et membrane imbibée à l’acide hexanoïque .....59 Troisième extraction : Ether de pétrole et membrane non imbibée + évaporateur rotatif.........................................................................................................61 6.6 Conclusion ......................................................................................................63 Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=101610 Mise en place d’une unité de biométhanisation et développement de techniques d’extraction d’acides gras volatils [TFE / Mémoire] / Hugo D’Angelo, Auteur ; Olivier Janssens, Directeur de la recherche . - Montignies-sur-Sambre : Helha. Agronomie, 2021. Le fichier numérique de ce document est disponible uniquement pour les membres de la Haute Ecole Louvain-en-Hainaut ainsi que ses étudiants. Veuillez vous connecter pour accéder à votre compte lecteur. Langues : Français (fre) Mots-clés : CeREF Agronomique  biométhanisation Index. décimale : TFE AIBT TFE Agro-industries et biotechnologies Résumé : La biométhanisation ou digestion anaérobie est un processus de dégradation de matières organiques en l’absence d’oxygène. Il s’agit d’un processus complexe constitué de plusieurs étapes de dégradations biologiques mettant en œuvre l’action de microorganismes spécifiques. Ce procédé a pour finalité de produire du biogaz constitué de méthane pouvant être valorisé sous forme d’énergie renouvelable et permet également de traiter de nombreux types déchets, diminuant donc leurs impacts sur l’environnement. Cet écrit décrira la grande majorité des bases théoriques et notions relatives au processus de biométhanisation et traitera de la mise en place d’une unité de digestion anaérobie dans un but de recherche et de développement durable. En parallèle, le sujet des acides gras volatils et du défi de leur extraction des digesteurs anaérobies sera également abordé. Note de contenu : Table des matières 1. La biométhanisation ...............................................................................................11 1.1 Principe général...............................................................................................11 1.2 La matière organique .......................................................................................11 La matière organique naturelle .................................................................11 La matière organique synthétique .............................................................12 1.3 Le but de la biométhanisation ..........................................................................12 Les pollutions...........................................................................................12 La DCO ...................................................................................................12 1.4 Les intrants......................................................................................................13 Rendement en méthane des corps simples ................................................14 1.5 Le biogaz ........................................................................................................14 La composition du biogaz.........................................................................14 Le méthane...............................................................................................15 La valeur énergétique du biogaz ...............................................................16 Les techniques de purification du biogaz ..................................................16 Les valorisations du biogaz ......................................................................17 La cogénération........................................................................................17 1.6 Le digestat.......................................................................................................18 1.7 Les étapes de la biométhanisation....................................................................19 L’hydrolyse..............................................................................................20 L’acidogenèse ..........................................................................................20 L’acétogenèse ..........................................................................................21 La méthanogenèse ....................................................................................21 1.8 Les paramètres de fermentation .......................................................................22 L’anaérobiose...........................................................................................22 Le pH.......................................................................................................23 1.9 Les inhibitions.................................................................................................25 Acidification ............................................................................................25 Dépassement alcalin et surcharge azotée ..................................................25 Autres inhibiteurs .....................................................................................26 ..............................................................................................................................26 1.10 Les différentes installations .............................................................................26 Les fermenteurs discontinus .....................................................................27 Les fermenteurs continus..........................................................................29 2. Les bioplastiques en biométhanisation ....................................................................32 2.1 Les plastiques classiques .................................................................................32 La problématique des plastiques ...............................................................32 Digestion anaérobie des plastiques conventionnels ...................................33 2.2 Les bioplastiques .............................................................................................33 La digestion anaérobie des bioplastiques ..................................................34 3. Les techniques d’extraction d’acides gras volatils ...................................................35 3.1 Les intérêts de l’extraction...............................................................................35 3.2 Les techniques d’extraction .............................................................................36 L’extraction liquide-liquide ......................................................................36 L’extraction par membrane.......................................................................37 L’extraction par distillation à l’évaporateur rotatif....................................37 4. Objectifs et stratégies .............................................................................................38 5. L’unité laboratoire ..................................................................................................39 5.1 Objectifs..........................................................................................................39 5.2 Matériel et produits .........................................................................................39 Matériel....................................................................................................39 Produits....................................................................................................39 5.3 Montages et principe .......................................................................................40 Principe....................................................................................................41 5.4 Première biométhanisation : déchets alimentaires ............................................42 Méthode...................................................................................................42 Digestat......................................................Error! 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Matière organique ....................................................................................48 Résultats...................................................................................................49 Interprétation des résultats........................................................................49 Explications potentielles...........................................................................49 5.6 Conclusion ......................................................................................................50 6. Les extractions d’AGV ...........................................................................................50 6.1 Objectifs..........................................................................................................50 6.2 Dosage des AGV.............................................................................................50 6.3 Extraction liquide-liquide ................................................................................51 Principe et objectif ...................................................................................51 Matériel et produits ..................................................................................51 Méthode...................................................................................................52 Résultats...................................................................................................53 Interprétation des résultats........................................................................53 6.4 Extraction par distillation à l’évaporateur rotatif ..............................................53 Principe et objectif ...................................................................................53 Matériel et produits ..................................................................................54 Méthode...................................................................................................54 Résultats...................................................................................................55 Interprétation des résultats........................................................................56 6.5 Extractions par membrane ...............................................................................56 Principe....................................................................................................56 Première extraction : Eau et membrane non-imbibée ................................57 Deuxième extraction : eau et membrane imbibée à l’acide hexanoïque .....59 Troisième extraction : Ether de pétrole et membrane non imbibée + évaporateur rotatif.........................................................................................................61 6.6 Conclusion ......................................................................................................63 Permalink : ./index.php?lvl=notice_display&id=101610

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