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Title:
METHOD FOR PRODUCING BIOGAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/156802
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing combustible biogas, in particular methane, comprising the steps of: - arranging ground water hyacinths in a digester; - optionally arranging organic matter in the digester; - optionally arranging vegetable oil in the digester; - mixing the ground water hyacinths, organic matter and vegetable oil at a temperature above an ambient temperature to enable methane fermentation to develop; - recovering the biogas produced from the fermentation of the mixture in the digester.

Inventors:
DEBIZE MICHAËL JACQUES (CH)
Application Number:
PCT/IB2021/050937
Publication Date:
August 12, 2021
Filing Date:
February 05, 2021
Export Citation:
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Assignee:
DEBIZE MICHAEL JACQUES (CH)
International Classes:
C12P5/02; C02F11/04
Domestic Patent References:
WO2000006693A12000-02-10
Foreign References:
EP2998386A22016-03-23
US4329428A1982-05-11
CN106753677A2017-05-31
EP0227584A21987-07-01
GB2472183A2011-02-02
EP0142473A21985-05-22
FR893767A1944-10-30
Other References:
FADAIRO A A ET AL: "BIOGAS PRODUCTION FROM WATER HYACINTH BLENDS", HEFAT2014 10 TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON HEAT TRANSFER, 10 July 2014 (2014-07-10), XP055808180, Retrieved from the Internet [retrieved on 20210527]
HERNANDEZ-SHEK M A ET AL: "Recovering biomethane and nutrients from anaerobic digestion of water hyacinth (Eichhornia crassipes) and its co-digestion with fruit and vegetable waste", WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY 20160101 IWA PUBLISHING GBR, vol. 73, no. 2, 1 January 2016 (2016-01-01), pages 355 - 361, XP009527746, ISSN: 0273-1223
Attorney, Agent or Firm:
GRIFFES CONSULTING S.A. (CH)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé pour la fabrication de biogaz combustible et notamment de méthane, comprenant les étapes consistant à : i) Disposer des jacinthes d’eau broyées dans un digesteur ; ii) Optionnellement disposer des matières organiques dans le digesteur ; iii) Optionnellement disposer de l’huile végétale dans le digesteur ; iv) Mélanger les jacinthes d’eau broyées, optionnellement les matières organiques et/ou l’huile végétale, à une température supérieure à une température ambiante permettant le développement d’une fermentation méthanique ; v) Récupérer le biogaz produit suite à la fermentation du mélange dans le digesteur.

2. Procédé selon la revendication 1, comportant des matières organiques, typiquement entre 20 et 50% en poids.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comportant de l’huile végétale, typiquement entre 1 et 20% en poids.

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le mélange comporte entre 20 et 75% en poids de jacinthes d’eau.

5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les racines des jacinthes d’eau sont extraites avant que les jacinthes d’eau soient disposées dans le digesteur.

6. Procédé selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel l’huile végétale est une huile de friture usagée.

7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le digesteur est nourri 24h sur 24 en 40 à 70 cycles d’alimentation par jour.

8. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la matière mélangée est chauffée à une température comprise entre 40°C et 65°C.

9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le biogaz récupéré de la fermentation est épuré et devient du biométhane. 10. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le biogaz produit est constitué entre

40 et 70% de méthane.

11. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le mélange fermente dans le digesteur pendant une durée comprise entre 10 jours et 30 jours.

12. Un procédé selon les revendications précédentes dans lequel les déchets à la sortie du digesteur sont agencés pour servir de fertilisant après avoir été mélangé aux racines des jacinthes d’eau.

13. Biogaz obtenable par le procédé des revendications 1 à 12.

Description:
Procédé de production de bioqaz

La présente invention a pour objet un procédé de production de biogaz.

Pour produire du biogaz avec de la matière organique fermentable, tels que les déchets organiques, notamment des excréments, ainsi que de la jacinthe d’eau et de l’huile végétale, il faut que cette matière subisse une fermentation dite méthanique.

Une telle fermentation ne peut se produire que dans un milieu anaérobie (sans air) et exige une certaine température qui varie selon que l'on veut avoir une fermentation en régime psychrophile (entre 10 et 22°C), mésophile (entre 22 et 45°C) ou thermophile (entre 45 et 75°C). Le milieu anaérobie est obtenu en noyant la matière organique dans une cuve avec un liquide. La température requise est obtenue, pour une fermentation en régime mésophile et une fermentation en régime thermophile, en chauffant la masse de matière et de liquide.

EP0142473 décrit un procédé de production de biogaz, suivant lequel on laisse fermenter en milieu aérobie de la matière organique fermentable solide à température sensiblement ambiante et ayant un degré d'humidité idoine pour l'amener à une température supérieure à celle exigée pour une fermentation méthanique mésophile en milieu anaérobie, et on noie la matière organique en fermentation avec du liquide à température sensiblement ambiante pour augmenter la température du liquide par échange de chaleur avec la matière organique en fermentation. On évacue le liquide pour le stocker en un milieu isolé thermiquement en ramenant la matière à un degré d'humidité idoine et on amène de nouveau la matière à ladite température supérieure par fermentation aérobie. On noie de nouveau la matière avec le liquide stocké pour augmenter encore davantage la température de celui-ci par échange de chaleur avec la matière en fermentation, et on laisse en place le liquide une fois ladite température exigée atteinte pour permettre à la fermentation méthanique mésophile anaérobie de se développer, et on recueille le gaz dégagé lors de cette fermentation anaérobie.

FR893767 décrit un procédé de production de gaz combustible, plus particulièrement de méthane, par fermentation de matières organiques appropriées, qui consiste à soumettre lesdites matières à deux fermentations successives, à savoir une première fermentation thermophile ou oxydante, en vue de détruire par combustion les corps susceptibles de donner lieu à la formation d'acides nocifs, telles que l'acide butyrique, et une seconde fermentation froide ou réductrice, pour décomposer les corps, telles que la cellulose, en gaz méthane et gaz carbonique. Le procédé de la présente invention a pour but de produire du biogaz par le mélange de putréfaction de la jacinthe d’eau, de matières organiques, tels des excréments et d’huile végétale, le biogaz servant notamment à produire de l’électricité. Cette électricité pourra notamment être utilisée à l’auto-alimentation d’un bâtiment telle une usine. Certains composants issus de ce procédé serviront de fertilisant permettant ainsi, notamment, la plante d’arbres en forêt.

Conformément à l’invention, un procédé pour la fabrication de biogaz combustible et notamment de méthane, comprend les étapes consistant à : i) Disposer des jacinthes d’eau broyées dans un digesteur ; ii) Optionnellement disposer des matières organiques dans le digesteur ; iü) Optionnellement disposer de l’huile végétale dans le digesteur ; iv) Mélanger les jacinthes d’eau broyées et optionnellement les matières organiques et/ou l’huile végétale à une température supérieure à une température ambiante permettant le développement d’une fermentation méthanique ; v) Récupérer le biogaz produit suite à la fermentation du mélange dans le digesteur.

Dans une forme d’exécution, le mélange comporte des matières organiques.

Dans une forme d’exécution, le mélange comporte de l’huile végétale. Selon ces deux formes d’exécution, le mélange comporte entre 20 et 75% de jacinthes d’eau. Dans une forme d’exécution, les racines des jacinthes d’eau sont extraites avant que les jacinthes d’eau soient disposées dans le digesteur.

Dans une autre forme d’exécution, le mélange comporte entre 20 et 50% de matières organiques. Dans une forme d’exécution, le mélange comporte entre 1 et 20% d’huile végétale.

Selon cette forme d’exécution, l’huile végétale est une huile de friture usagee.

De préférence, le digesteur est nourri 24h sur 24 en 40 à 70 cycles d’alimentation par jour.

Dans une autre forme d’exécution, la matière mélangée est chauffée à une température comprise entre 40°C et 65°C.

Selon cette forme d’exécution, le biogaz récupéré de la fermentation des matériaux organiques, est épuré et devient du biométhane. Selon cette forme d’exécution, le biogaz produit est constitué entre 40 et

70% de méthane.

Selon cette forme d’exécution, le mélange fermente dans le digesteur pendant une durée comprise entre 10 jours et 30 jours.

Dans une autre forme d’exécution, les déchets à la sortie du digesteur sont agencés pour servir de fertilisant après avoir été mélangé aux racines des jacinthes d’eau.

L’invention concerne également un biogaz obtenable par le procédé.

Dans un exemple non illustré, le procédé pour la fabrication de biogaz combustible et notamment de méthane, comprend les étapes consistant à disposer des jacinthes d’eau broyées, préalablement débarrassées de leurs racines, dans un digesteur. Cette plante est notamment très fréquente à Madagascar. En ce qui concerne la fabrication de jacinthe fermentée, la jacinthe d'eau récoltée est mise à macérer dans des cuves. Il est essentiel de ne garder que la partie où se trouvent les fleurs et les feuilles de la jacinthe d'eau, c'est-à-dire la partie sans les racines. En effet, les racines contenant du sable risquent de dégrader le digesteur. Cependant, les racines auront leur utilité, et seront utilisées ultérieurement dans le processus. La jacinthe d'eau dégageant beaucoup de méthane lorsqu'elle est en putréfaction, elle sera ensuite également amenée au digesteur.

Il convient ensuite de disposer des matières organiques dans le digesteur. La récolte des excréments se fera directement à partir des fosses septiques voire dans des stations d’épuration.

Il convient enfin de disposer de l’huile végétale dans le digesteur. Les huiles de friture seront récupérées directement par les restaurants et les gargotes de l'île et termineront le processus de fabrication du biogaz.

Ces matières seront alors mélangées et chauffées à une température comprise entre 40° et 65° permettant ainsi le développement d’une fermentation méthanique.

En effet, la jacinthe d’eau dégage beaucoup de méthane lorsqu’elle est en putréfaction.

Suite à la fermentation de ce mélange, le biogaz peut alors être récupéré puis ce dernier sera épuré afin de devenir du biométhane. Le biogaz produit est constitué entre 40 et 70% de méthane.

De préférence, le mélange doit être composé entre 20 et 70% de jacinthes d’eau, entre 20 et 50% de matières organiques et entre 1 et 20% d’huile végétale.

Le digesteur utilisé est nourri 24h sur 24h en 40 à 70 cycles d’alimentation par jour. Il est important qu’un entretien régulier et rigoureux soit effectué afin de garantir le fonctionnement optimal du digesteur. Pour ce faire, le système de digesteur qui sera utilisé sera un système horizontal comportant plusieurs cuves de digesteur, par exemple quatre, dont trois qui fonctionneraient en simultanée pendant que le quatrième digesteur sera révisé selon des cycles de trois mois. Le mélange fermente dans le digesteur pendant une durée comprise entre 10 jours et 30 jours.

Le digesteur en plus de produire du biogaz produit également des déchets à la sortie du digesteur. Ces déchets sont appelés digestat, ce digestat est un excellent engrais qui peut ainsi servir de fertilisant après avoir été mélangé aux racines des jacinthes d’eau qui pourra notamment être utiliser en forêt afin que celle-ci reprenne ses droits et que les soucis de déforestation à Madagascar soient évités.