Connaissez-vous votre matière première pour le biogaz?

Par Umwelt- und Ingenieurtechnik GmbH Dresden

Le slogan de UIT “Tester avant d’investir” n’est pas suivi uniquement par les centres de recherche. Les fournisseurs d’installations de biogaz à grande échelle manifestent de plus en plus d’intérêt pour la mise à l’essai d’installations pilotes de biogaz entièrement équipées dès la phase de planification.

Ce sont précisément les tendances actuelles qui imposent des prix élevés pour les matières premières du biogaz, ce qui entraîne de plus en plus souvent des difficultés considérables dans l’exploitation économique des installations de biogaz.

Les BTPs offrent également aux clients la possibilité d’adapter à petite échelle des installations à grande échelle existantes à ces nouveaux défis en fonction de l’adéquation des matières premières, garantissant ainsi un fonctionnement continu, stable et durable en attendant l’adaptation de l’installation à grande échelle. Cela permet de gagner du temps et de réduire considérablement les coûts d’investissement.

Umwelt- und Ingenieurtechnik GmbH Dresden (UIT) a lancé une nouvelle installation d’essai de biogaz (BTP) standard, BTP2-control, dotée d’un système interne de mesure de la qualité du gaz. UIT fournit des installations d’essai de biogaz depuis des décennies. L’installation la plus récente, BTP2-control, a été améliorée et adaptée pour répondre aux besoins les plus récents des clients.

Le système est standardisé en termes de taille des fermenteurs, d’agitateur, de chauffage, d’alimentation, de décharge et de technologie de mesure. La figure 1 montre une installation avec 4 fermenteurs en parallèle. Il est possible d’intégrer jusqu’à 10 fermenteurs dans une installation de contrôle BTP2 et de les équiper d’un analyseur de la qualité des gaz. Grâce à cette nouvelle installation d’essai, il est possible de réaliser et d’optimiser des analyses continues du potentiel de biogaz de la matière première.

La production durable de biogaz doit tenir compte de multiples facteurs, notamment l’évaluation continue des types de matières premières, de la qualité du substrat et de sa compatibilité avec la biomasse dans le réacteur, afin d’éviter les interruptions de processus et les paramètres de traitement critiques.

Vous devez comprendre le potentiel de biométhane de votre matière première ainsi que le cycle de vie des micro-organismes et leur activité dans le processus de fermentation.

Qualifier le processus de production de biogaz

Il est important de relever les défis liés à la durabilité économique de la production et de l’utilisation du biogaz. La création de valeur énergétique et la disponibilité de matières premières appropriées comme source de production de biogaz, qui garantissent un fonctionnement continu, stable et durable, est un défi qui implique de nombreux aspects individuels de l’ensemble de la chaîne de processus.

La production de biogaz diffère d’un pays à l’autre en termes de volume et d’approvisionnement en matières premières.

Le rendement et la composition du biogaz varient en fonction de la morphologie des matières premières et nécessitent des travaux de recherche et développement (R&D).

UIT propose des installations d’essais de biogaz en tant que BTP2 à une étape, des installations complexes d’essais de biogaz à plusieurs fermenteurs (BTP2-control – voir figure 1), et des installations de biogaz équipées de plusieurs fermenteurs de plus grand volume.

Le BTP – Une solution technique

Les tendances actuelles en matière de matières premières pour le biogaz peuvent entraîner des difficultés considérables dans l’exploitation économique des usines de biogaz. Cela a suscité un intérêt pratique important pour le contrôle de la composition des matières premières ou l’utilisation de substrats alternatifs.

Le BTP, en tant que solution technique, a été conçu de manière modulaire et construit selon des principes ergonomiques pour une utilisation pratique. Il peut être facilement adapté aux besoins individuels. Les configurations personnalisées vont des réacteurs simples aux réacteurs multiples comme instrumentation de laboratoire de R&D, en passant par des solutions conteneurisées pour une utilisation dans des usines de biogaz à grande échelle.

Le BTP2 est le système de base pour les tests de substrat et les études de rendement en gaz. En outre, ce système convient parfaitement au développement de produits (enzymes, nutriments) ou à l’optimisation des processus.

Il se caractérise par un système d’automatisation de base complet, SENSO control, avec un panneau pour le contrôle du processus, l’acquisition et le stockage des données, ainsi que l’interprétation des données sous forme de graphiques ou de tableaux.

Le système peut être complété par des pompes d’alimentation, des capteurs de contrôle spéciaux et d’autres éléments. La “pompabilité” de la matière première est un défi pour le BTP. Une pompe à piston à seringue spéciale de grand volume a été mise au point pour alimenter l’usine.

Taille des bioréacteurs

Les tailles de réacteurs standard vont de 5 à 1 000 litres. Le bioréacteur de 15 litres s’est avéré être une excellente taille pour obtenir des résultats de recherche transférables pour de nombreuses applications. 

La figure 2 présente les dimensions des réacteurs. Les BTP sont équipés de bioréacteurs étanches aux gaz, chauffés, agités ou isolés, conçus pour les processus de fermentation.

La température du bioréacteur peut être réglée jusqu’à 60° C – des températures plus élevées nécessitent un matériau de construction différent. L’orifice d’alimentation en matières premières, les vannes de décharge et d’échantillonnage sont directement accessibles.

Pour assurer un mélange et un dégazage adéquats des matières premières, le réacteur est équipé d’un agitateur à deux étages dont la vitesse est réglable entre 5 et 240 tr/min.

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