Brevet FR2466176A1 — publié le 19810410

L'objet de l'invention est une installation permettant de fabriquer du méthane(CH4)à partir de la fermentation de matières organiques d'origines animales ou végétales. Dans les dispositions connues de ce genre,la production du méthane s'effectue par la fermentation anaérobie des matières organiques dans une ou plusieurs cuves horizontales ou verticales hermétiquement fermées.Des expériences ont été effectuées sur des cuves horizontales isolées,chauffées, brassées mécaniquement,Brevet GUILLIANI du 30 Mai 1974, comportant également un sas d'entrée et de sortie de la matière organique afin d'éviter les entrées d'air dans les cuves,ou bien encore un système de cuves superposées à chargement automatique ou semi-automatique;brevet BARRER du 21 Juin 1976 et certificat d'addition N07735966 du 22 Novembre 1977. Toutes les améliorations apportées aux cuves horizontales de digestion continue ne donnent pas de véritables remèdes à tous les inconvénients rencontrés dans le fonctionnement de ces types d'appareils. On sait que les conditions réunies pour une fermentation ayant pour objectif principal la production de méthane, sont: l'absence d'air dans l'enceinte de fermentation,une température constante voisine de 370 sans aucunes variations accidentelles supérieures à 20,afin de ne pas détruire les bactéries.On sait également qu'en milieu acide l'activité enzymatique se bloque et qu'en milieu basique il peut se créer un effet tampon.Ces phénomènes perturbent la production du gaz pouvant aller jusqu'a un arrêt complet de la digestion:le PH optimum pour une excellente digestion se situant entre 7 et 7,5.0n sait également que l'agitation ou brassage périodique de la matière première est nécessaire pour éviter la formation de croûtes,en éparpillant les bactéries qui s'agglomèrent autour des particules de matières organiques ayant pour conséquence d'augmenter l'acidité du milieu. On sait que les moyens utilisés pour corriger la valeur du PH d'un milieu en fermentation consistent en l'adjonction d'acides ou bases pouvant endommager les installations ou modifier et altérer les qualités des boues susceptibles d'être recueillies comme engrais agricoles. Afin d'y parvenir,la présente invention propose la construction de cuves métalliques ou en polyester circulaires, étanches aux gaz et chauffées.Elles ont la particularité suivante d'être à doubles entrées et sorties,et munies à leur partie inférieure d'une double rampe de recirculation de gaz. Dans le système de digestion horizontal continu,la cuve ou digesteur fonctionne par déplacement de la matière organique suivant un cycle de durée déterminée.Lors du chargement ,la matière organique broyée et diluée est introduite périodiquement dans le digesteur sous consistance crémeuse,en même temps s'effectue,en quantités égales,une évacuation des boues issues de la digestion.La quantité du volume introduite est le rapport du volume total du digesteur sur la durée du cycle. A chaque entrée de la cuve correspond à son opposé une sortie d'évacuation.La présente invention permet donc en cas de tamponnement de la matière en digestion d'introduire en sens inverse du déplacement une ou plusieurs quantités successives de matières organiques,cassant ainsi le cycle de la digestion et détamponnant le milieu.La réaction de fermentation redevenant normal,le sens initial de déplacement sera repris. Les 2 rampes à gaz situées en fond de cuve dans le sens longitudinal ont pour effet de remplacer le brassage mécanique pouvant être une source d'accidents.Le gaz traité est recyclé en pression par ces-rampes,à l'intérieur de la cuve créant un bouillonnement de la masse en fermentation,détruisant ainsi les croûtes naissantes.Ce recyclage,suivant la nature même des composants de la matière organique a traiter, pourra être continu ou périodique.le système de chauffage retenu est de système connu à circulation d'eau chaude par serpentin à l'intérieur de la cuve et muni de sondes thermostatiques et régulateur différentiel. BUT ET AVANTAGES DE CE DISPOSITIF; a/ Suppression d'apport chimique pour relancer le processus de digestion. b/ Mettre à la disposition de l'utilisateur un dispositif de manoeuvre simple,lui permettant d'augmenter ses rendements de gaz par une conduite aisée de son digesteur et la possibilité en cas de panne,par faute de surveillance,de relancer la digestion sans être obligé d'effectuer uae vidange complète de l'appareil. c/ Absence à l'intérieur de la cuve de systèmes mécaniques et électriques pouvant être la cause d'accidents graves. Le dessin joint représenté schématiquement permet de mieux faire comprendre l'invention. La fig.1 représente la coupe longitudinale de la cuve suivant la ligne A-A,la fig.2 est une coupe en plan suivant la ligne B-B,la fig.3 la coupe transversale suivant la ligne -C-C- ,la fig.4 la vue en plan des tubes de diffusion du gaz et la fig.5 la coupe transversale d'un des deux tubes suivant la ligne -D-D Tel que représenté sur la fig.1 et la fig.2 ,la matière organique est introduite par le tube(1).Ce tube est en forme de siphon afin d'éviter les entrées d'air à l'intérieur de la cuve.L'évacuation,après la durée du cycle de digestion s'effectue par le tube(2).L'inversion de marche s'opère en introduisant la matière organique par le tube(3) de forme identique au tube(1),son évacuation se faisant en(4). Un système de vannes ou d'électro-vannes commandant les diverses manoeuvres est représenté:sur la fig.1 pour les entrées de Matières organiques(11),sur la fig.2 et la fig.3 pour les évacuations (12). La position des rampes de gaz(5) à l'intérieur de la cuve est précisée par la fig.1 et la fig.2.- Ces rampes sont constituées par 2 tubes d'acier reliés entre-eux à l'une de leurs extrémités,comme l'indique la fig.4. Ces tubes sont perforés de trous d'un diamètre déterminé pour la diffusion du gaz de recyclage.-La fig.5 indique que l'axe de ces trous forme un angle également déterminé avec la verticale du tube. Les autres parties numérotées sur la fig.1 la fig.2 et la fig.3,dont il n'est pas fait mention sont respectivement: (6) évacuation du gaz,(7)regard hermétique de visite à l'intérieur de la cuve.(8)sondes thermostatiques(9) circuit de chauffage.(10) tube de lavage et de nettoyage de l'appareil lors de son arrêt pour l'entretien. La présente invention peut être utilisée en zône rurale pour le traitement des fumiers et lisiers,afin de produire du méthane dont l'utilisateur pourra soit directement soit à l'aide d'un appareil dé conversion remplacer les énergies classiques utilisées:FOD - Essence - Electricité - Charbon, et lui permettre ainsi avec une installation de ce type de de disposer d'une autonomie énergétique pratiquement totale, avec possibilité éventuelle de cession de ses surplus. " B E V E N D I C A T I O N S " 1- Installation énergétique autonome permettant la production de gaz méthane(CH4)destiné en zône rurale,aux habitations collectives et individuelles,caractérisés par le fait que cette production se fait par la fermentation anaérobie controlée et commandée de matières organiques d'origine animales et végétales dans une cuve horizontale unique,métallique ou en polyester alimentée d'une façon périodique en produisant du gaz d'une manière continue. 2- Installation suivant la revendication(1) caractérisée par le fait que des dispositifs non mécaniques,non électriques et non chimiques sont prévu à cette cuve pour pallier à certains accidents de fermentation dûs en particulier à une modification de la valeur de la matière organique en cours de traitement. 3- Installation suivant les revendications(1)et(2) caractérisée en ce que les dites dispositions comportent une double entrée et sortie de la matière organique a traiter afin de permettre une inversion de sens du déroulement du cycle de digestion et annhiler les possibilités de système tampon du milieu de fermentation. 4- Installation suivant les revendications (2)et(3) caractérisée en ce qu'une double rampe de diffusion du gaz, dont le but est de créer une turbulence de la matière en fermentation,et de briser les éventuelles croûtes en formation. 5- Installation suivant la revendication(3)caractérisée par le fait que les circuits d'entrée et de sortie des matières organique s sont commandés par vannes ou électrovannes. 6- Installation suivant la revendication(4)caractérisée en ce que les tubes des rampes de diffusion du gaz de recirculation comportent des orifices de diamètre déterminé et dont l'axe avec la verticale du tube forme un angle également déterminé.