Name: Transformation des restes organiques des ménages en substitut de tourbe (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Découvrez la carbonisation hydrothermale des déchets de cuisine pour produire un hydrochar agricole. Cette méthode transforme les résidus organiques en amendement de sol durable et capture le carbone.

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Les auteurs sont reconnaissants du soutien financier reçu de la Commission européenne dans le cadre du Programme CharM et AdvCharM du Programme Climat-KIC et du Ministère espagnol de la Science, de l'Innovation et des Universités dans le cadre du RTC-2017-6087-5 de l'"Investigacion, Desarrollo e Innovacion Orientada a los Retos de la Sociedad" Programme et dans le cadre du programme Severo Ochoa (SEV-2016-0683).

1. Carbonisation hydrothermale des restes des ménages
<ol><li>Calcul des quantités appropriées d'eau et de biomasse pour le mélange de réaction.<ol>
<li>Le mélange de réaction doit remplir la moitié du volume de l'autoclave. Supposons que la densité du mélange est d'environ 1 g/ml et calculez les quantités en poids. Environ 80 wt% devraient être de l'eau et le reste de la matière solide. La teneur globale en eau n'est pas cruciale et peut varier de 70 à 85 wt%.</li>
		<li>Sélectionnez la biomasse des restes de cuisine tels que les pelures de fruits ou les parties végétales non comestibles. Dans le but de calculer un solde de masse exact pour la section 1, sécher un échantillon de biomasse à 100 à 105 oC dans un four pendant 2 h ou pendant la nuit. La masse obtenue est la matière solide de la biomasse. Vous pouvez également utiliser des données documentaires (l'exactitude est réduite).</li>
		<li>Calculez la quantité de biomasse humide nécessaire pour charger l'autoclave avec 20 wt% de matière solide et la quantité d'eau qui doit être introduite avec elle. Calculez la quantité d'eau nécessaire pour atteindre la quantité d'eau désirée dans le réacteur.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Chargement de l'autoclave. CAUTION: L'autoclave doit être fourni avec un disque de rupture avec une pression d'éclatement de 50 barres.<ol>
<li>Peser la biomasse et l'eau calculées à l'étape 1.1.3 et introduire les deux dans l'autoclave.</li>
		<li>Fermez l'autoclave et pressurisez-le avec de l'azote jusqu'à 20 barres. Confirmer qu'il n'y a pas de perte de pression de plus de 30 min. Cela garantit que le navire est bien fermé sans aucune fuite. Relâchez la pression et fermez à nouveau le navire.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Réaction de carbonisation.<ol>
<li>Allumez l'agitation. Chauffer l'autoclave à 215 oC dans un délai de 30 min et maintenir la température pendant au moins 4 h ou toute la nuit.</li>
		<li>Surveillez la pression pendant les 2 premières h. En général, il suit la courbe de pression de vapeur de l'eau jusqu'à 21 barres. Si la pression n'augmente pas, soit le chauffage ne fonctionne pas correctement, soit le navire n'est pas fermé correctement. Si cela se produit, arrêtez la réaction et vérifiez le chauffage et l'étanchéité.</li>
		<li>Dans de rares cas, par exemple, si la biomasse est sujette à la carcaseylation, la pression maximale peut être de 5 à 10 barres plus élevée que la barre de 21 causée par la pression de vapeur à 215 oC. Si la pression dépasse 35 barres, éteignez le chauffage et interrompez la réaction. Une fois qu'il a refroidi à la température ambiante, relâchez soigneusement la pression restante et recommencez à partir de l'étape 1.3.1.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Récupération de l'hydrochar brut.<ol>
<li>Lorsque l'autoclave a refroidi à température ambiante par refroidissement naturel, relâchez soigneusement toute pression résiduelle et ouvrez l'autoclave.</li>
		<li>Séparer solide et liquide par filtration sous vide avec un entonnoir Buchner. Disposer la phase liquide comme solution aqueuse parmi les déchets de laboratoire dangereux.</li>
		<li>Sécher le solide à 100 à 105 oC dans un four pendant 2 h ou toute la nuit. Calculer le bilan de masse de la première étape, c'est-à-d. la carbonisation hydrothermale (section 1). Pour cela, prendre en compte le poids sec de la biomasse et le poids sec du produit.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Traitement thermique de l'hydrochar brut en mode lot
<ol><li>Peser 1 g d'hydrochar brut sec et le placer sur un frit en verre d'un réacteur tubulaire à quartz (réacteur à lots).</li>
	<li>Pour de plus grandes quantités telles que 10 à 20 g, utiliser du matériau granulé d'une taille de particules de 0,2 à 6 mm. Autrement, l'apparition de canaux préférés pourrait entraver le traitement homogène de l'échantillon.</li>
	<li>Placez le manteau chauffant du réacteur et connectez un flux d'azote descendant de 20 ml/min. Placez un petit bécher sous la sortie du réacteur pour recueillir les liquides condensés. Le refroidissement n'est pas nécessaire.</li>
	<li>Aspirez les gaz à la prise et conduisez-les à l'échappement ou placez le réacteur entier dans un capot d'échappement. Chauffer le réacteur à 275 oC avec une rampe de 10 degrés/min. Maintenir la température pendant 1 h.</li>
	<li>Une fois refroidi à la température ambiante à nouveau, débranchez le flux de gaz. Jetez le liquide recueilli dans le bécher dans les résidus organiques non halogènes. Récupérer le matériau carbonique et le peser. Calculer le solde de masse pour la section 2, c'est-à-d. le traitement thermique, à partir des masses employées et obtenues, et pour la réaction globale de la masse obtenue dans le traitement thermique et de la biomasse sèche utilisée dans l'étape de carbonisation.</li>
</ol>3. Analyse du produit final par thermogravimétrie (TG)
<ol><li>Écraser le produit dans un mortier et peser un échantillon de 10 mg dans un creuset de l'appareil.</li>
	<li>Placez le creuset dans l'autosampler de l'appareil TG et sélectionnez les conditions d'analyse : ajustez la température maximale à 600 oC et l'air d'utilisation comme gaz de balayage et une rampe de température de 10 degrés/min.</li>
	<li>Commencez l'analyse.</li>
	<li>Quantifier la perte de masse à 275 oC dans la courbe TG en calculant la différence entre le poids initial et celle observée à cette température (voir la figure 2). Exprimez la perte de masse en pourcentage du poids initial. Comparez les valeurs des échantillons traités et bruts. Une nette réduction est observée.</li>
</ol>

<ol><li>Titirici, M. M., Thomas, A., Yu, S. H., Mueller, J. O., Antonietti, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Synthesis+of+Mesoporous+Carbons+with+Bicontinuous+Pore+Morphology+from+Crude+Plant+Material+by+Hydrothermal+Carbonization%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Direct Synthesis of Mesoporous Carbons with Bicontinuous Pore Morphology from Crude Plant Material by Hydrothermal Carbonization.</a> Chemistry of Materials. 19 (17), 4205-4212 (2007).</li>
<li>Düdder, H., Wütscher, A., Stoll, R., Muhler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterization+of+lignite-like+fuels+obtained+by+hydrothermal+carbonization+of+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterization of lignite-like fuels obtained by hydrothermal carbonization of cellulose.</a> Fuel. 171, 54-58 (2016).</li>
<li>Funke, A., Ziegler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+carbonization+of+biomass%3A+a+summary+and+discussion+of+chemical+mechanisms+for+process+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biofuels%2C+Bioproducts+and+Biorefining%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal carbonization of biomass: a summary and discussion of chemical mechanisms for process engineering.</a> Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 4 (2), 160-177 (2010).</li>
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</ol>

Marisa Hernandez et Borja Oliver-Tomas sont des employées d'Ingelia SL qui ont produit des échantillons d'hydrochar utilisés dans cet article. Maria Consuelo Hernandez-Soto, Estefana Ponce et Michael Renz n'ont rien à révéler.

La carbonisation hydrothermale est une méthode très résistante et fournit toujours un produit carboné, c'est-à-dire l'hydrochar. Cependant, le rendement et les propriétés de l'hydrochar peuvent varier, non seulement en raison des conditions de réaction ou du contrôle des réactions, mais plutôt en raison de l'hétérogénéité et de la variation de la biomasse. Par exemple, le rendement de masse et la teneur en C peuvent être plus élevés pour la biomasse lignocellulosique avec une teneur plus élevée en lignine ou des matériaux ligneux.
Dans le cas où un degré de carbonisation plus élevé (quantifié par l'analyse élémentaire) est souhaité, l'hydrochar peut être soumis à nouveau à la réaction de carbonisation. Alternativement, dans les réactions futures le temps de réaction peut être prolongé ou la température de réaction peut être augmentée (attention, la pression automatique de l'eau augmente exponentiellement avec la température).
L'issue du traitement thermique dépend également de la composition de la matière première. Par exemple, si la biomasse implique d'autres composants organiques tels que l'huile végétale, le traitement thermique séparera ces composés volatils du solide et la perte de masse sera plus grande.
Dans le protocole actuel, les deux étapes sont effectuées en mode lot. Pour l'application industrielle, l'ensemble du processus de production doit être effectué en mode continu. La carbonisation hydrothermale est déjà réalisée comme un processus continu26,27, mais le traitement thermique doit encore être développé. L'objectif final est de convertir l'OFMSW en un matériau carboné avec des propriétés de tourbe de sorte que l'utilisation de la tourbe (considéré comme un matériau fossile) augmente dans l'agriculture et l'horticulture avec des avantages évidents pour l'environnement et en tant que contributeur au climat l'atténuation des changements.

La carbonisation hydrothermale (HTC) est une technologie émergente pour la gestion des déchets de ressources humides et lignocellulosiques. Cette technologie a été redécouverte par Antonietti et Titirici et appliquée aux aiguilles de pin, aux pommes de pin, aux feuilles de chêne et aux zestes d'orange1. Ainsi, la biomasse est convertie en hydrochar, un solide carboné semblable au lignite2,3 ou tourbe4,5. Depuis lors, de nombreuses matières premières résiduelles ont traité comme les déchets agro-industriels6,7,8, la fraction organique des déchets solides municipaux (OFMSW)9, ou les boues de papeterie10. La technologie est également utilisée comme prétraitement de la biomasse pour la pyrolyse et la gazéification11. En outre, la procédure fournit des matériaux nanotechnologiques modernes à partir de ressources renouvelables homogènes telles que les sucres ou la cellulose. Ces matériaux avancés ont un potentiel pour de futures applications comme des électrodes pour les batteries rechargeables, les piles à combustible ou les supercondensateurs, le stockage de gaz, les capteurs ou la livraison de médicaments12,13.
L'hydrochar est un matériau carboné et, à ce titre, il pourrait être utilisé comme combustible solide renouvelable, surtout lorsqu'il est produit à partir de ressources hétérogènes de faible valeur avec une composition variable (saisonnière ou régionale). Cependant, la production d'hydrochar et son application au sol, au lieu de sa combustion immédiate, auront une triple contribution à l'atténuation du changement climatique. Tout d'abord, le choix de HTC comme technologie de gestion des déchets évite l'émission du méthane de gaz à effet de serre puissant lors du compostage ou de décomposition incontrôlée14,15. Deuxièmement, en évitant la combustion de l'hydrochar après une courte période de temps et en l'appliquant sur le sol, élimine le dioxyde de carbone de l'atmosphère pendant une plus longue période de temps, c'est-à-dire qu'il consiste en un véritable captage et stockage du carbone (CSC)16,17. Troisièmement, en général, les sols modifiés par l'omble chevalier sont des sols plus fertiles (sols noirs) et la croissance des plantes est augmentée. 18 ans, états-unis qui , 19 Cela réduit l'utilisation d'engrais et les émissions de dioxyde de carbone liées à leur production, en plus de préserver les ressources. De plus, la croissance supplémentaire des plantes élimine davantage de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
Bien qu'il soit tout à fait clair qu'il existe de nombreux arguments apparents pour l'application de l'hydrochar dans le sol, le matériau comporte un inconvénient: hydrochar brut ne se comporte pas exactement comme biochar qui est produit par la pyrolyse. Hydrochar n'augmente pas clairement la croissance de l'usine ou pire encore, souvent il provoque un effet plutôt négatif20,21,22. Par conséquent, les agriculteurs ne sont pas encouragés à l'appliquer, et encore moins à payer de l'argent pour cela. Heureusement, cet inconvénient peut être atténué ou éliminé. L'approche la plus simple est d'attendre simplement le deuxième cycle de culture22. Aussi lavages20,21,22,23 ou co-compostage24 sont des traitements réussis à cet effet. Cependant, toutes ces procédures nécessitent du temps ou produisent un flux aqueux qui ont besoin de soins supplémentaires.
Récemment, il a été démontré que l'hydrochar brut peut être soumis à un soft thermique post-traitement25. Le but de cette procédure est simplement de desorb les substances volatiles et nocives indésirables. Le flux concentré résultant de matière principalement organique peut être valorisé thermiquement in situ. En tant que tel, le bilan énergétique de l'usine HTC est améliorée et tout risque environnemental du flux latéral est évité. Les tests de germination montrent que le traitement est efficace lorsqu'il est effectué à des températures de 275 oC ou plus.
Le protocole actuel (voir la figure 1) comporte deux étapes de réaction et une méthode d'analyse directe pour l'évaluation des résultats de la réaction. Au cours de la première étape, la biomasse est convertie en hydrochar brut dans un autoclave à 215 oC et à une pression de 21 bars. Ici, les restes de ménage sont employés comme matériel de départ. Il s'agit notamment de toutes sortes de matières végétales telles que les pelures de fruits, les pierres de fruits, les parties végétales non comestibles, le marc de café, le papier de cuisine, les sacs en plastique compostables, etc. Le matériau carboné est recueilli par filtration et séché. Pour la deuxième étape, il est placé sur un frit en verre d'un réacteur tubulaire vertical appliquant le flux de gaz dans une direction de flux vers le bas. Le tube est chauffé à 275 oC pendant 1 h. Le solide qui en résulte est analysé par thermogravimétrie (TG) dans l'air. La perte matérielle jusqu'à 275 oC est quantifiée et comparée à la perte observée avec l'hydrochar non traité. Le matériau carbonique peut être caractérisé par une analyse élémentaire (C, H, N et S), la teneur en cendres et la composition des cendres (principalement Ca, Al, Si et P).

<table><tbody><tr><td>Autoclave d’un volume de cuve de 100 à 500 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Réacteur tubulaire de calcination à flux continu avec fritte</td><td></td><td></td> de verre <td>Tube de Cuartz : 37 cm de long, 20 mm de diamètre extérieur, fritte de verre (3 mm d’épaisseur) à 22 cm du haut du tube Système de</td></tr><tr><td>filtration</td><td></td><td></td> sous vide <td>Entonnoir de Buchner, papier filtre, fiole filtrante</td></tr><tr><td>Four pour le séchage des échantillons à 100 &deg ; C</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Analyseur</td><td></td><td></td> thermogravimétrique <td>Par exemple Netzsch STA 449F3 Jupiter avec le logiciel Netzsch STA 449F3 et le logiciel Netzsch ASC Manager pour le contrôle</td></tr><tr><td>de l’échantillonneur automatique Tout roi de biomasse végétale (pour des exemples, voir les tableaux 1 et 2), y compris :</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sacs en plastique compostables de BASF</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sacs en plastique pour la collecte de la fraction organique dans les ménages, fournis par les gestionnaires</td><td></td><td></td><td></td>locaux des déchets</tr><tr><td>Capsules de café compostables ecovio (BASF)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

transformation des restes organiques des ménages en substitut de tourbe

Transformation of Organic Household Leftovers into a Peat Substitute

Une procédure en deux étapes est décrite pour la synthèse d'un matériau carbonique avec une composition et des propriétés similaires à celle de la tourbe. L'hydrochar produit est adapté à des applications agricoles en enlevant les substances inhibitrices de culture végétale. Les déchets ménagers humides tels que les pelures de fruits, le marc de café, les parties végétales non comestibles ou les matières lignocellulosiques humides en général sont traités en présence d'eau à 215 oC et 21 bars dans un autoclave, c'est-à-dire par carbonisation hydrothermale. Tous ces restes ont une teneur en eau considérable allant jusqu'à 90 % de poids (wt%). L'ajout d'eau étend la procédure aux matériaux plus secs tels que les coquilles de noix ou même les élagages de jardin et les polymères compostables, c.-à-d., le sac en plastique pour la collecte des restes.
Habituellement, le matériau carboné qui en résulte, appelé hydrochar, produit un effet négatif sur la croissance des plantes lorsqu'il est ajouté au sol. Il est supposé que cet effet est causé par des composés phytotoxiques adsorbed. Un simple post-traitement dans une atmosphère inerte (absence d'oxygène) à 275 oC élimine ces substances. Par conséquent, l'hydrochar brut est placé sur un frit en verre d'un réacteur vertical de quartz tubulaire. Un flux de gaz azoté est appliqué dans la direction du débit descendant. Le tube est chauffé à la température désirée au moyen d'un manteau chauffant jusqu'à une heure.
Le succès du traitement thermique est facilement quantifié par la thermogravimétrie (TG), réalisée dans l'air. Une perte de poids est déterminée lorsque la température de 275 oC est atteinte, puisque la teneur volatile est desorbed. Sa quantité est réduite dans le matériau final, par rapport à l'hydrochar non traité.
Le traitement en deux étapes transforme les restes des ménages, y compris les sacs compostables utilisés pour leur collecte, en un matériau carbonique qui peut servir de promoteur de la croissance végétale et, en même temps, comme un puits de carbone pour l'atténuation du changement climatique.

Un protocole pour la carbonisation hydrothermale des déchets alimentaires végétaux dans un autoclave est présenté, avec un traitement thermique à sec subséquent à 275 oC dans un réacteur à débit continu desorbing substances organiques volatiles. L'objectif est de produire un matériau de carbone approprié comme produit d'amendement du sol ou composant de substrat.

Transformation des restes organiques des ménages en substitut de tourbe

A two-step procedure is described for the synthesis of a carbon material with a similar composition and properties as peat. The produced hydrochar is made ...

Nous produisons un substitut de tourbe à partir de résidus. Cette procédure a un certain potentiel d’organisation des déchets organiques. La composition exacte n’a pas d’importance et les variations saisonnières sont tolérées.Il offre une alternative à l’utilisation de l’hydrochar comme combustible solide et contribue par la suite à atténuer le changement climatique par le captage et le stockage du carbone et l’économie d’engrais fossiles. Il est très important de fermer les pinces extérieures serrées ou la composition des fils peut changer pendant le chauffage en raison de la perte d’eau et la réaction doit être répétée avec un mélange frais. Ne vous souciez pas trop de la pression résiduelle après la carbonisation hydrothermale.Travailler avec la biomasse, c’est imprévisible. Nous observons à la fois des pressions résiduelles très faibles et très élevées. Le puits pour le traitement thermique doit être mince.Si elle est trop épaisse, des voies préférentielles peuvent se produire avec une bonne cause et un traitement hétérogène et produire des matériaux inappropriés. Pour commencer, choisissez la biomasse des restes de cuisine comme les pelures de fruits ou les parties végétales non comestibles. Séchez l’échantillon de biomasse à 100-105 degrés Celsius dans un four pendant deux heures ou toute la nuit.Peser l’échantillon séché. Calculer les quantités appropriées d’eau et de biomasse pour le mélange de réaction. Avoir le volume du mélange de réaction la moitié du volume de l’autoclave et la teneur en eau pendant la carbonisation hydrothermale comme 85 pour cent de poids.Supposons que la densité du mélange est d’environ 1 g/ml. Introduire la biomasse et l’eau dans l’autoclave, qui est fourni avec le disque de rupture et mis à une pression d’éclatement de 50 barres. Fermez l’autoclave et ouvrez la ligne d’azote pour la pressuriser jusqu’à 20 barres.Au cours des 30 minutes suivantes, vérifiez le manomètre pour confirmer qu’il n’y a pas de perte de pression, indiquant un navire correctement fermé sans fuites. Ensuite, ouvrez la vanne de sortie pour relâcher la pression et fermez à nouveau le navire. Maintenant, allumez l’agitation.Chauffer l’autoclave à 215 degrés Celsius dans les 30 minutes et maintenir la température pendant au moins quatre heures ou toute la nuit pour la réaction de carbonisation. Surveillez la pression pendant les deux premières heures, ce qui augmente jusqu’à 21 barres, en suivant la courbe de pression de vapeur pour l’eau. Lorsque l’autoclave s’est refroidie à température ambiante par refroidissement naturel, relâchez soigneusement toute pression résiduelle et ouvrez l’autoclave.Pour récupérer l’hydrochar, sur un entonnoir Buchner avec vide, verser le mélange pour séparer le solide et le liquide. Éliminer la phase liquide sous forme de déchets de laboratoire dangereux. Séchez le solide à la température de 100-105 degrés Celsius dans un four pendant deux heures ou toute la nuit.Après cela, peser l’échantillon séché. Calculer l’équilibre de masse de la carbonisation hydrothermale. Tenir compte du poids sec de la biomasse et du poids sec du produit hydrochar.Sur une frit en verre d’un réacteur tubulaire de lot de quartz, pesez 2-3g d’hydrochar sec et cru pour le traitement homogène. Pour de plus grandes quantités, telles que 10-20g, utilisez le matériel granulé avec une taille de particule de 0.2-6mm. Dans un capot de fumée, insérez un coupler thermique à travers le puits thermique dans le réacteur à quartz tubulaire avec l’extrémité atteignant le lit placé sur le frit.Placez le réacteur dans le manteau chauffant et connectez au réacteur un flux d’azote de 20ml par minute. Placez une petite bouteille en verre sous la sortie du réacteur pour recueillir les liquides condensés. Chauffer le réacteur à 275 degrés Celsius avec une rampe de 10 degrés par minute.Maintenez cette température pendant une heure. Lorsqu’il est refroidi à température ambiante, déconnecter le flux de gaz. Jetez le liquide recueilli dans le bécher aux déchets organiques non halogènes.Retournez le réacteur pour récupérer la matière carboné en creuset et pesez-la. Calculer l’équilibre de masse pour le traitement thermique. À partir de la masse obtenue dans le traitement thermique et la biomasse sèche utilisée dans l’étape de carbonisation.Tout d’abord, écraser le produit dans un mortier et peser 10mg de l’échantillon dans un creuset de l’appareil TG. Placez le creuset contenant l’échantillon dans l’échantillonneur automatique de l’appareil TG et ajustez la température maximale à 600 degrés Celsius. Employez l’air comme gaz de balayage et une rampe de température de 10 degrés par minute.Appuyez sur le bouton de la souris pour commencer l’analyse. Quantifier la perte de masse à 275 degrés Celsius dans la courbe tg en calculant la différence entre le poids initial et le poids observé à cette température. Ce protocole transforme les restes de cuisine en hydrochar adapté aux applications agricoles en deux étapes.Carbonisation hydrothermale suivie d’un post-traitement thermique. Dans la réaction de carbonisation, la biomasse lignocellulosique humide est transformée en matériau carboné de couleur brune. Plus la couleur brune est foncée, plus la réaction de carbonisation est avancée.La pression pendant la réaction de carbonisation doit augmenter à au moins 21 barres, qui est la pression de vapeur autogène à 250 degrés Celsius. Toutefois, en général, la pression est en quelque sorte imprévisible. Cela dépend du type de biomasse et de son état de dégradation.Le rendement de masse de la carbonisation implique une large gamme de 30-90 pour cent de poids. Le rendement en masse est généralement plus élevé pour les matériaux plus boisés à forte teneur en lignine et plus faible pour les polymères purs comme l’amidon. L’analyse thermogravimétrique des échantillons d’hydrochar montre que la perte de substances volatiles entre 200 et 300 degrés Celsius traitement thermique est inférieure à la perte d’hydrochar brut.À 275 degrés Celsius, la perte de masse était de 34,6 pour cent de poids pour l’échantillon d’hydrochar non traité. Après le traitement à 200 degrés Celsius, une réduction de la teneur volatile de 17,5% a été réalisée. Après des traitements à 250, 275 et 300 degrés Celsius, la perte de masse correspondante était de 6,01, 5,17 et 4,22 pourcentages de poids de la masse totale, respectivement.En outre, la teneur initiale en eau n’est pas cruciale pour l’issue de la réaction. Prenez en compte le fait qu’une solution plus concentrée offre un rendement plus élevé de matières organiques solides. À partir de stocks d’alimentation plus homogènes dans les grains de plume des brasseurs ou les résidus agro-industriels, des matériaux de plus grande valeur peuvent être produits.L’application de températures plus élevées pendant le deuxième traitement augmente la teneur en carbone. Hydrochar a été proposé pour diverses applications. Par exemple, comme solvant, carbones activés ou électrodes dans les batteries.La préparation de ce matériau avancé implique souvent une étape thermique de finition. La technologie de carbonisation hydrothermale a déjà été mise à l’échelle industrielle. De cette taille, la matière première est très hétérogène et variable.Ici, vous pouvez voir des résidus de jardinage en cours de traitement. À l’heure actuelle, le produit commercial est des granulés, vous avez dit, du carburant solide, avec un deuxième traitement, un produit solide est produit, ce qui augmente la contribution du stock d’alimentation à l’atténuation du changement climatique.

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JoVE Journal

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Chimie

Commencez avec un digesteur anaérobie, un réacteur scellé et sans oxygène ensemencé d’une boue synthétique qui imite les solides décantés des eaux usées.Les boues contiennent des microbes anaérobies mésophiles, une communauté microbienne mixte.Ces microbes se développent à des températures modérées et entraînent la digestion de la matière organique des boues.Mélanger en continu les boues pour soutenir l’activité bactérienne et favoriser la digestion.Plus tard, ajoutez des bioplastiques, qui...

Digestion anaérobie des bioplastiques pour la production de biogaz

Les films plastiques étiquetés «biodégradable» sont disponibles dans le commerce à des fins agricoles comme paillis. Travail du sol représente une méthode d'élimination attrayant, mais la dégradation des conditions sur le terrain est mal comprise. Le but de cette étude était de développer des méthodes pour isoler les champignons du sol indigènes et les bactéries qui colonisent les films de paillage plastique après l'enterrement de terrain.

Isolement des microorganismes du sol autochtones ayant un potentiel de Breaking Down biodégradables paillis de plastique films utilisés dans l&#39;agriculture

Un Solid State (UAS) réacteur à flux ascendant anaérobie roman a été utilisé pour la production de biogaz à partir de matières premières fibreuses. Digestats provenant du réacteur UAS a été hydrothermique carbonisé dans HTC biochar dans un réacteur discontinu sous pression. L'intégration des deux concepts bioénergie a été appliqué dans cette étude pour augmenter la production globale de la bioénergie.

Évaluation de la digestion anaérobie intégré et hydrothermale carbonisation pour production de bioénergie

Une procédure de conversion thermochimique des résidus de biomasse est présentée qui vise à maximiser le rendement des produits liquides (pyrolyse rapide). Il est basé sur une technologie éprouvée à l’échelle industrielle et particulièrement adaptée au traitement d’une biomasse de type paille.

Pyrolyse rapide de la biomasse Résidus dans un réacteur double vis de mélange

Un protocole pour la déplétion des précurseurs d’émissions à partir de la biomasse de faible qualité par un traitement hydrothermale assisté par micro-ondes à basse température est présenté. Ce protocole comprend les paramètres hyperfréquences et l’analyse du produit biocharbon et de l’eau de process.

Réduction des émissions de bois de saule par micro-ondes à basse température assistée par hydrothermal carbonisation

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De nouvelles méthodes d’élimination des tas de déblais forestiers en place produisent du carbone pyrogène pour restaurer la santé des sols forestiers et pour l’élimination et la séquestration du carbone. Nous présentons ici une méthode de production de biochar intégrant une nouvelle méthodologie de comptabilisation de l’élimination du carbone et une application numérique.

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La pollution de l’air a un impact sur la qualité de vie de tous les organismes. Nous décrivons ici l’utilisation de la biotechnologie des microalgues pour le traitement du biogaz (élimination simultanée du dioxyde de carbone et du sulfure d’hydrogène) et la production de biométhane par le biais de bassins d’algues semi-industriels ouverts à haut débit et l’analyse ultérieure de l’efficacité du traitement, du pH, de l’oxygène dissous et de la croissance des microalgues.

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Découvrez la carbonisation hydrothermale des déchets de cuisine pour produire un hydrochar agricole. Cette méthode transforme les résidus organiques en amendement de sol durable et capture le carbone.

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